地铁车站土建施工安全风险及对策探讨

地铁车站土建施工安全风险及对策探讨

丁国旗

丁国旗

中铁六局集团有限公司北京100070

摘要：地铁建设项目中经常面临各种风险因素，这些风险因素往往阻碍了地铁建设项目的顺利进行。本文综合分析了地铁车站土建施工安全风险所产生的主要因素，以及提出就针对所产生的因素所制定的对策方案，从风险管理的角度对地铁建设项目的风险识别、分析、评估和处理进行了论述，在给出风险评估模型的基础上建立了基于工程安全管控的地铁建设项目的风险管理模式。以天津地铁6号线8标项目北宁公园站为例，通过对车站基坑自身风险及环境风险的综合分析对地铁车站土建施工安全风险及对策展开探讨。通过本文的分析可知，在地铁工程施工过程中，应当充分认识到风险管理的重要性，并且结合地铁施工工程实际，有效地解决地铁施工风险管理存在的问题，突出地铁施工风险管理的目的性，提高地铁施工风险管理的有效性，保证地铁施工风险管理能够取得实效。

关键词：地铁车站；土建施工；安全风险

结合地铁施工风险管理实际情况，地铁土建施工的过程中应该对项目的风险管理高度重视，并且对设计阶段的环境调查必须要足够重视，编制相应的施工计划，并在施工的计划过程中有效地划分不同类的作业风险及风险等级。同时，也对一些重大的危险施工项目应及时进行充分的分析和评价。只有这样做，地铁建设风险管理才能有效进行。因此，大家应当充分了解地铁土建的现场施工风险管理的实际情况，对风险管理存在的问题进行深入的分析，并制定对应的解决策略，保证地铁施工风险管理能够在整体性和实际效性方面达到预期目标。

一、地铁工程建设项目风险管理的必要性

最近这些年以来，由于国内的人口压力大、可利用的土地资源非常有限等问题的出现，地下空间的使用和开发逐渐受到大家的重视。地铁便以运输量大、生态污染少、高速、受外在干扰条件小等优点受到青睐。从1969年我的第一条地铁—北京的地铁1号线开发建成，到2015年我国的地铁线路总已达到2400千米之长，预计在2020年将建设总投入将达到3.8万亿元。然而地铁的施工项目投资高、周期长、特种作业复杂、参建人员非常广泛、其社会关注度也是非常之高，在一个交通拥挤、管线密布、人口密集的城市开展地铁项目的建设，其发生安全事故的概率是很高的，如果施工的区域是特殊地质，如发生事故将是非常恐怖的灾难。如2011年3月10日上午9点30分时，在正常施工的大连市的地铁试验线，交通大学门前的3号竖并横通道施工的掌子面顶部突然出现卵石坍塌、涌水及涌泥现象，导致周边的人行道塌陷，当时造成三人的伤亡。而因工程事故所衍生的社会成本也难以估计，因此地铁建设工程风险管理引起了政府、工程界及学术界的普遍关注，正确进行风险管理及发展合理的工程保险机制成为当务之急。

二、地铁建设项目的风险特征

地铁建设项目中的风险可以总结为四个方面。然而其风险具有客观存在、多样性、普遍性、偶然性及规律性等特征。地铁建设施工项目其风险在此基础上有一些新的特点：

1.风险影响种类繁多。由于地铁建设施工项目风险的多样性，事故一旦发生，其影响形式也是多种多样的。如最常见的工期延误，其可造成企业的信誉名声下降、综合能力下降、人员的伤亡与财产的损失以及各种应承担的法律责任。

2.风险的高发性。在地铁工程施工中有高架、地面及地下路段几种，其中地下路段一般是建设在市区管线与管道各种竖井密集的地下部分，这种情况下在施工过程中很容易发生事故。此外，因施工的设计构筑方式不一样导致风险程度也不一样，其中盾构施工的风险较低，而明挖施工高之，暗挖施工的风险为最。

3.技术性的风险高低，一般是受地质地貌的影响，所以每一条地铁建设的项目都会存在很大的差异，即便是同一条线路也会存在路过不同地质地貌，其施工技术也是不同的，相比的可参考性较小，因而每一个项目的最初的设计和后续的施工，都需要进行长期的各种方面的分析与论证。

4.风险具有阶段性的差异。地铁建设的项目工期一般都很长，从城市规划到设计在到施工竣工最终运行起来要经历很长一段时间，在工程项目的不同阶段面临的风险具有较大的差异性。

三、地铁施工风险管理存在的主要问题

1.初始设计的阶段其对环境调查不充分

从地铁施工风险管理目前的情况来看，最为突出的问题多是最初的设计阶段环境调查不充分。地铁项目工程的设计阶段不仅需要对地铁工程项目的施工现场环境进行有效充分的调查及分析，同时还需要对地铁施工项目的现场地形特点进行正确的研究分析后再进行施工。只有通过对环境的充分调查和施工方案的研究，才能做到降低地铁建设中的风险。但从现有的地铁工程建设的设计阶段来看，在环境调查方面的工作还不够深入透彻，其环境调查不足的问题在某种程度上，大大的增加了工程建设的风险。使地铁工程施工过程的施工方式受到错误的设计。因此，在整个施工风险管理的过程中，应该在设计阶段要对其环境方面的调查引起高度的重视，并根据施工建设现场的实际需要认真做好环境调查工作，设计出合理安全高效的施工方案。

2编制施工方案过程中没有对施工的风险等级进行划分

由于地铁施工过程中的复杂性，在工程施工前，应该根据现场的实际施工情况和设计图纸的要求制定一套完善的工程施工方案，以及施工的方案中对施工过程可能出现的安全风险、财产风险进行有效的划分和管理。从目前的工程施工组织设计的编制来看，风险评级体系的仍有一些不足，不仅影响施工方案的完整性和有效性，也会影响到相应的施工建筑的整体效果。而使地铁工程在施工过程中不能有效识别风险是最严重的问题，从而致使地铁施工过程中存在很多的安全隐患问题，对于地铁建设工程的安全生产具有非常重要的影响。因而非常有必要的对施工的风险等级的划分给予足够的重视，从而有效地将风险水平划分使用到建设的过程中去。这将会有效地解决施工过程中风险等级划分的问题，对提高地铁施工项目的风险管理有着非常重要的意义。

3高风险的施工方案和内容没有进行及时的分析和风险评估

因地铁项目的施工现场比较特殊，一些特殊高危的地方作业会有很大的风险，为了提升其施工风险管理的整体效果，充分的发现相关风险和合理有效的规避风险，较大危险性的工程应在项目筹备之时，就应进行分析和评估风险。只有将这两个方面做到位，地铁工程建设风险管理才能起到其应有的实效。

四、地铁施工风险管理及其解决对策分析

1设计阶段的环境调查充分做到位，其环境调查的深度以及准确性要提高

地铁工程建设过程中，因为地铁需要穿过一个城市各种复杂的地下管网等众多基础建设，在施工之前应该做好对环境的有效的分析，充分掌握地铁路线途经的环境特征和各类基建做为基础设计。环境调查，调查数据越详细越好，尽可能全面的调查，只有做好了充分的环境调查，在其设计绘图过程中就可以有效地识别风险，被提出的施工风险在风险管理措施提前准备和风险计划编制中才能得到有效预控，对于解决地铁施工风险管理问题和提高地铁施工风险管理水平具有重要作用。结合地铁工程施工实际，做好前期的环境调查并提高环境调查数据的准确性，对于提高施工质量和做好风险管理工作具有重要意义。

2在施工方案中对风险等级进行有效划分

考虑到地铁施工的复杂性和地铁施工的实际难度，在地铁工程施工过程中应当编制完善的施工方案指导施工的有效进行。结合实际编制对应的施工方案，在相应的施工方案编制时，对风险应进行进行有效的等级划分，并按施工的内容类别及施工内容的一些特有特点进行对应的风险识别，根据风险识别出来的结果，制定出有效的风险管理方案，能够实施风险管理工作将其落实到实处，根据项目在施工的过程中可能出现的一些风险和风险的内容，制定有效合理的风险管理措施。结合地铁工程建设的实际施工情况，在风险管理过程中，划分好施工方案中的风险等级，最大限度地提高风险管理和风险管理的针对性及有效性，最大限度地提高风险管理的效果。因此，做好施工计划中风险等级划分是风险管理的重要措施。

3对风险较高的施工内容应及时进行相应的分析和评估

基于地铁工程的特殊性，在地铁工程施工风险较大的工程中，对高风险的施工内容进行及时的分析和评价，应在分析的基础上，对施工风险的内容进行有效的评估。根据评估结果采取对应的风险控制措施。同时，需要采取风险管理措施，实现地铁建设中出现的风险转移。它能有效降低施工风险，减少施工风险造成的损失，使施工风险控制达到预期的效果。因此，对施工风险管理应具有正确的认识，对高风险的施工进行更合理识别、分析和评估的工程内容，可以为风险管理提供新的有效的管理措施。所以，对危险性较大的施工内容进行分析和评估，是解决施工风险管理问题的重要手段。

五、工程概况

1标段概况

天津地铁6号线工程土建施工第8合同段起讫范围为北宁公园站（含）～天津北站站（不含），包括1站1区间。其中车站小里程（东端）为民北区间盾构始发井，车站大里程（西端）为北北区间盾构吊出井。

车站中心里程D1K10+807.821，车站总净长285m，标准段净宽19.3m，端头井宽23.1m，为地下二层12m宽岛式站台车站。主体采用双柱三跨框架结构，车站覆土厚约3.0m～3.5m。基坑安全等级为二级。

基坑总长286.8m，其中：标准段基坑长256m，净宽21.1m，开挖深度17.5m，围护结构采用800mm厚地下连续墙，地下连续墙长31.4m，插入比为0.73；两端头井基坑长15.4m，净宽24.9m，开挖深度19.2m。围护结构采用800mm厚地下连续墙，地下连续墙长31.4m，插入比为0.74。地下连续墙与主体结构内衬墙组成复合结构，车站采用明挖顺筑法施工（局部采用盖挖顺筑法施工）。

2周边环境风险源

周边环境及风险建构物的判定遵照《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）的规定，结合本车站工程、水文地质条件以及周边建筑的主体结构、使用年限、基础类型无法全面掌握等特点按照2H（基坑深度）影响范围，按照此原则进行现场调查，确定周边环境风险工程。

北宁公园站风险源描述及等级如下：

1、车站基坑自身安全风险：开挖深度约17.5m，基坑开挖影响范围内地质条件较复杂，基坑开挖范围内影响范围内分布有⑧2层粉砂，基坑开挖时，粉砂层在基坑内外水头差的作用下，易产生流砂或涌砂现象，⑨2层粉砂为第一承压含水层，⑩2层粉砂为第二承压含水层，风险源等级Ⅲ级

2、天津市十四中学教学楼：天津市十四中学教学楼（4层）距车站主体围护约16.5m，教学楼为浅基础，风险源等级Ⅲ级。

3、市政管线DN800铸铁水管、DN800钢筋砼雨水管：DN800铸铁水管、DN800钢筋砼雨水管均横穿车站上方，且距离基坑距离＜0.7H，风险源等级Ⅱ级。

六、地铁施工安全风险及管理措施

1车站主体基坑

1.1存在的风险

主体结构基坑深17.5m，总体而言，车站周边环境较为简单，但分布有部分建、构筑物及控制管线，站址所在位置地质条件差，施工开挖风险大。设计已采用800mm厚连续墙，1道砼支撑+3道钢支撑及1道换撑。

1.2应对措施

连续墙应深入不透水层。基底开挖范围处于粉砂层，在基坑内外水头差的作用下，易产生流砂或涌砂现象，开挖后及时封底。地连墙施工时，合理制定施工措施，防止由于塌孔引起周边环境的破坏。基坑支护采用地连墙+内支撑的支护形式，采用1道混凝土撑+3道钢支撑支护，将基坑支护结构变形控制在允许范围内，在基坑开挖过程中对围护结构、地下水位等进行监测分层开挖、及时支撑、严禁超挖、钢支撑应有防脱措施。有专项的车站基坑内降水设计方案，有专业的降水队伍实施。在较厚的回填土和砾砂中，成槽施工容易塌孔，调整泥浆比重，保证孔内水失压力。考虑到整个车站地质情况，砂层透水性强，在基坑地连墙接缝处增加旋喷止水措施。

2出入口

2.1存在的风险

出入口结构基坑深度约10m，与周边建筑物距离较近。出入口部分地段需穿越主干道，采用暗挖法施工，同时该地层处于砂层内风险较大。

2.2应对措施

出入口部分地段需穿越主干道，鉴于该地层处于砂层内建议由暗挖法施工改为明挖法施工。将基坑支护结构变形控制在允许范围内。分层开挖、及时支撑、严禁超挖。加强围护结构桩间止水效果的检测，必要时做好施工前的降水措施。

2.3风道

风道结构基坑深度约10m，与周边建筑物距离较近。

围护结构施工时防止由于塌孔引起周边环境的破坏。将基坑支护结构变形控制在允许范围内。分层开挖、及时支撑、严禁超挖加强围护结构桩间止水效果的检测，必要时做好施工前的降水措施。

3既有建（构）筑物

3.1存在的风险

天津市十四中学教学楼（4层）距车站主体围护约16.5m，教学楼为浅基础，风险源等级Ⅲ级。市政管线DN800铸铁水管、DN800钢筋砼雨水管：DN800铸铁水管、DN800钢筋砼雨水管均横穿车站上方，且距离基坑距离＜0.7H，风险源等级Ⅱ级。管线改迁单位施作临时地下管线，开挖深度约5m，管道埋设施工可能存在接失渗漏、土方回填未压实等质量隐患，且此范围为施工机械设备运输施工便道，对车站基坑开挖、道路运输等造成较大的安全风险。

3.2处理措施

施工时加强监测，发现问题立即停工，处理完成后方可继续施工。

车站围护结构地下连续墙在砂层中成槽施工容易塌孔，建议调整泥浆比重，保证孔内水失压力。

该基坑围护结构宜采用大于1：1插入比围护结构深度，同时采用基底加固来防止基坑管涌；同时该基坑要有专项的降水设计及专业的降水施工队伍。地下墙采用工字钢接失，并在接失处预埋注浆管，防止接失处产生渗漏水情况；建议加强墙间止水措施。

本车站距离天津市十四中学教学楼较近，在施工时加强监测，发现问题立即停工，处理完成后方可继续施工。

七、结束语

通过该文的分析可知，在地铁工程施工过程中，应当充分认识到风险管理的重要性，并且结合地铁施工工程实际，从做好设计阶段的环境调查，提高环境调查的深度和准确性，在施工方案中对风险等级进行有效划分，并从危险性大的施工内容进行及时的分析和评估等方面入手，有效地解决地铁施工风险管理存在的问题，突出地铁施工风险管理的目的性，提高地铁施工风险管理的有效性，保证地铁施工风险管理能够取得实效。

主要参考文献

[1]李晓娟.地铁运营安全风险分析[J].工程管理学报，2017，（02）：084-085

[2]刘泽胜.地铁施工风险管理存在的问题及解决对策[J].科技创新导报，2016，（34）：131-132

[3]刘志远，车辉.地铁工程建设项目风险管理模式之研究[J].上海保险，2017，02：63-64

[4]汪良旗.广州地铁工程建设安全风险分析与过程控制[J].劳动保护，2016，07：80-81