地铁区间隧道的风险管理与监督.pdf

科学管理 地铁区间隧道的风险管理与监督 兰守奇 1 ,2 , 张庆贺 1 ,华汉兴 2 ,叶 闪 2 1. 同济大学地下建筑与工程系, 上海 200092 ; 2.上海市南汇区建筑工程管理所, 上海 201300 【摘 要】 运用风险管理的基本理论与盾构法隧道施工实践相结合的方法,阐述了风险管理在盾构隧道施 工中的应用,并对盾构隧道的施工监督重点进行的了探讨,为地铁隧道的设计和施工提供有力的技术支持。 【关键词】 风险管理;地下铁道;盾构隧道;质量监督 【中图分类号】 TU92 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001 - 6864200704 - 0122 - 02 RISK MANAGEMENT AND SUPERVISION OF SHIELD TUNNELING LAN Shou - qi 1 ,2 , ZHANGQing - he 3 , HUA Han - xing 2 , YE Shan 2 1 Department of Geotechnical Engineering ,T ongji University , Shanghai 200092 , China ; 2 Construction Engineering Administration Office of Shanghai Nanhui District , Shanghai 201300 , China AbstractCombining with the principal theory of risk management with the construction of shield tunnel ing ,application of risk management in construction of shield tunneling was set forth ,and supervision on con struction of shield tunneling was discussed which can afford technology support for design and construction of shield tunneling. Key wordsrisk management ;metro ;shield tunneling;quality supervision 0 前言 上海市轨道交通的实施目标是到2010年轨道交通网络 规模达到400公里以上,建成中心城区轨道交通基本网络, 加强城市副中心、 黄浦江两岸和2010年上海世博会地区的 集疏运轨道交通建设。地铁工程具有复杂性、 不确定性、 高 风险性和灾害损失大等特点,并且近年来地铁隧道的开挖直 径和开挖深度都不断增大、 截面形状多种多样,因此地铁工 程施工期的风险性与日俱增。上海轨道交通4号线发生事 故以后,风险管理被学术界和工程界等提到新的议事日程。 风险评估可以使决策更加科学化,更能减少事故的发生率, 同时也可以为投保税率的确定提供依据。隧道工程的风险 分析的代表人物Einstein[1、 2]指出了隧道上风险分析的特点 和应遵循的理念。剑桥大学的Salazar1983在博士论文 “隧 道设计和建设中的不确定性以及经济评估的实用性研究” 中,将不确定性的影响和工程造价联系起来。Reilly2000提 出了隧道工程的建设过程就是全面的风险管理和风险分担 的管理过程,国际隧道协会[3]撰写了Guidelines for Tunneling Risk Management为隧道工程风险管理提供了一整套参照标 准和方法。在国内,同济大学的丁士昭教授1992对我国广 州地铁首期工程,上海地铁一号线工程等地铁建设中的风险 和保险模式进行了一定的研究。上海隧道设计研究院的范 益群博士2000以可靠度理论为基础,提出了地下结构的抗 风险设计概念,计算出基坑、 隧道等地下结构风险发生的概 率以及定性评价风险造成的损失,并提出改进的层次分析方 法。同济大学的黄宏伟[4]教授对崇明越江通道的风险评估 项目进行了研究,研究内容包括前期选线、 施工风险管理、 环 境保护、 运营事故控制以及财务分析等。风险损失包括耐久 性损失、 工期损失、 直接费用损失、 环境影响损失等。盾构隧 道施工风险机理如图1所示。 1 风险管理 地铁隧道的风险管理是在隧道施工风险因素分析的基 础上对存在的风险进行合理的评估,为风险决策提供依据, 最后达到避免、 减少或者转移风险的目的。 1 1 风险分析 风险分析包括风险的辨别和风险评估两部分。风险的 辨别是首先找出可能产生的风险的位置及产生风险的因素, 它是风险管理的基础。风险辨别的方法可以分为专家调查 法和表格分类分析法,两种方法可以结合使用。专家分析法 是通过对大量参与工程建设的专家进行问卷调查,从而能得 221 低 温 建 筑 技 术2007年第4期总第118期 转载 到一些符合现场实际的经验数据。风险评估就是对危险发 生的概率及其后果做出定量的量测。风险评估所使用的主 要方法有概率分布法、 概率树、 外推法、 蒙特卡罗法等。 地铁盾构法隧道工程施工的风险分析的主线是建造竖 井、 盾构拼装、 盾构出洞、 盾构推进、 管片拼装同步注浆及二 次注浆盾构推进、 盾构进洞、 嵌缝、 封手孔、 防水堵漏、 质量检 查与评定、 钢模与管片制作,还有施工监测、 地基加固、 盾构 机检测与维护等环节,结合隧道工程建设的盾构选型、 地质 条件、 水文条件、 周围建筑和构造物、 地下管线、 交叠隧道等 可以进行详细的风险识别。盾构法隧道施工风险如表1。 表1盾构法隧道施工过程中的风险 施工程序盾构进出洞盾构推进过程管片拼装穿越其他建筑车站与联络通道施工 可能存在 风险类型 洞口土体坍塌、 流 失;盾构机座及后 背支撑变形;进洞 时姿态突变、 涌土 土压平衡盾构正面阻力过 大、 螺旋机出土不畅; 泥水平衡盾构正面阻 力过大、 吸口堵塞、 地面冒 浆;盾构推进压力低。 管片受损;圆环管片 环面不平;连接螺栓 没紧;管片拼装时碎 裂;管片接缝渗漏 地面沉降量过大、 建筑倾斜量过大、 裂缝过大、 建筑倒 塌,管线、 电缆等 受损 土体加固措施不恰当;大量 涌水、 冒砂;临时支护变形 过大;地面重要构筑物下 沉,倾斜 1 2 风险决策 风险决策是对存在的风险如何处理的问题。对一个项 目进行风险评估并不是风险越小越好,风险越小意味着使风 险减少的投入越大,因此在风险分析的基础上,要根据项目 总体目标,运用ALARPto reduce all risks covered to a level as low as reasonably practicable.原则,以尽可能的降低项目风险 的潜在损失和提高对项目风险的控制能力。风险处理的方 法有风险避免、 风险缓和、 风险转移以及风险自留。 2 质量的监督与控制 2 1 监督验收的节点 地下车站深基坑相对于房建基坑的特点有周边环境复 杂、 动态性、 界限要求、 全线贯通、 防迷流及永久性抗浮等要 求,因此在车站的质量监督验收阶段包括基坑开挖条件验 收、 每侧端头井施工完成验收,盾构机下放前、 基坑围护全部 完成验收、 主体结构装饰前、 风井、 出入口结构装饰前验收。 对盾构隧道施工的盾构的验收包括盾构出洞条件验收、 首推 100环拼装完成验收、 管片修补嵌缝条件验收及旁通道结构 施工开挖条件验收。 212 地铁盾构法隧道工程质量监督重点 1 盾构整机总装调试合格,经现场试掘进50mm～ 100m距离合格后方可出正式验收报告。 2 隧道施工测量主要是确定盾构掘进方位与高程, 正确标定隧道轴线,使隧道沿着设计轴线延伸和贯通以及隧 道衬砌的三维位置符合设计要求,还应使与工程有关的其他 建筑物准确修建在其设计位置上,不侵入规定的界限。 3 盾构进出洞时应对工作井洞门外的一定范围内的 地层进行必要的地基加固,并对洞圈间隙采取密封措施,确 保盾构的施工安全。 4 在盾构推进过程中应控制盾构轴线与设计轴线的 偏差值,使之在允许的范围内。 5 盾构掘进速度,应与地表控制的隆陷值、 进出土 量、 正面土压平衡调整值及同步注浆等相协调。 6 盾构掘进中若出现盾构前方发生坍塌或遇到有障 碍、 盾构自转角度过大、 盾构位置偏离过大、 盾构推力较预计 的增大等现象应停止掘进,分析原因并采取必要措施。 7 盾构掘进机在软土地层中进行隧道施工时,必须 监测土体应力、 地下水压力、 有害气体含量的变化,以防止其 涌入隧道;当隧道洞有重点保护建筑物或构筑物的场合,必 须进行地表变形、 土体变形、 构筑物变形等的监测。 8 应对盾构开挖面土压力、 推力、 推进速度、 出土量、 注浆量、 盾构姿势等施工参数进行同步采集。 3 结语 文章将风险管理的基本知识原理与盾构法隧道施工实 践相结合,对风险的产生机理、 风险的识别、 风险的评估及决 策进行研究,运用按施工工序分阶段分析法识别风险,探讨 了质量监督控制的要点。风险管理可以为政府质量监督行 为及监督模式的转变提供可靠的科学依据,进而能更好的控 制风险源,确保地铁施工质量在受控状态。 参考文献 [1] Einstein H H. Risk and risk analysis in rock engineering[J ]. Tunnel2 ing and Underground Space Technology ,1996 ,112 141 - 155. [2] Einstein H H. Decision Making under Uncertainty by the Owne[J ]. North American Tunneling’00 ,Ozdemir 2000 Balkema ,Rotterdam. 53 - 68. [3] Eskesen S D , Tengborg P ,Kampann J ,etc . Guidelines for tunnelling risk management International Tunnelling Association ,Working Group No . 2[ J ]. Tunnelling and Underground Space Technology ,2004 ,19 217 - 237. [4] 崇明越江通道工程风险分析研究总报告[R].同济大学,2002. [5] 陈龙.城市软土盾构隧道施工期风险分析与评估研究[D].上 海同济大学博士论文,2004. [6] 黄宏伟.隧道及地下工程建设中的风险管理研究进展[J ] ,2 3 13 - 20. [7] 周红波,等.地铁盾构法隧道工程建设风险识别与应对[J ].地 下空间与工程学报,23 475 - 479. [收稿日期] 2007 - 03 - 07 [作者简介] 兰守奇1980 - ,男,山东荷泽人,博士研究生,研 究方向,地下建筑结构、 地基基础工程。 321 兰守奇等地铁区间隧道的风险管理与监督 中国科技论文在线