地铁隧道矿山法施工安全风险评估

唐明明;吕培印;林森;赵阳豪

【摘 要】采用矿山法进行地下工程的开挖被广泛应用,然而矿山法施工发生坍塌、冒顶等事故较多.因此,对矿山法施工采用科学、系统、动态的安全风险辨识与评估,对降低矿山法施工风险具有重要的意义.文章以长春地铁某工程为实例,对矿山法隧道施工准备期间的安全风险评估及施工期间的动态安全风险评估的一般流程和常用方法进行阐述,以期为矿山法隧道施工的风险管理提供参考. 【期刊名称】《现代城市轨道交通》 【年(卷),期】2014(000)006 【总页数】4页(P59-62)

【关键词】地铁隧道;矿山法施工;安全风险评估 【作 者】唐明明;吕培印;林森;赵阳豪

【作者单位】北京安捷工程咨询有限公司,北京100037 【正文语种】中 文 【中图分类】U458.1

施工风险辨识与评估是指根据工程条件、施工方法等因素，对施工风险进行评估和整理，确定施工风险等级，提出施工风险控制措施建议，并对重大施工风险提出规避措施和事故预案，完成施工风险评估报告。矿山法隧道施工风险评估，通常分为施工准备期间安全风险评估和施工期间的动态安全风险评估。

风险矩阵法是一种定性与定量相结合的方法，是风险辨识后，综合考虑致险因子发

生概率和风险后果，给出风险等级的一种方法，一般用式（1）表示：

式(1)中，R表示风险；P表示致险因子发生的概率；C表示致险因子发生时可能产生的后果。

P×C不是简单意义的相乘，而是表示致险因子发生概率和致险因子产生后果的级别的组合。

2.1 施工准备期间安全风险评估内容及流程

矿山法隧道施工准备期间的安全风险评估通常有以下4个主要内容。

(1）划分评估单元。收集设计、勘察及周边建（构）筑物等相关资料，对主要风险事故及致险因子进行归类，划分风险评估单元，确定风险评估的方法和手段。 (2）风险辨识。分析矿山法隧道施工过程中可能存在的潜在风险，并对风险发生的概率及其潜在的损失进行分析估计。

(3）确定风险等级。依据风险等级划分原则与方法，确定各风险因素、分项风险及总体风险的风险等级，风险等级划分的相关标准参照国家相关规范执行。 (4）提出控制措施或建议。根据风险等级的不同，提出风险控制措施或建议。 (5）形成评估报告。汇总各评估单元的风险评估结果，形成风险评估报告，并对报告进行专家论证。

施工准备期间安全风险评估流程图见图1。 2.2 主要风险辨识及分析 2.2.1 地质风险

(1）线路穿越全风化泥岩层，该层失水易崩解、遇水易软化，暴露时间过长会发生剥落现象，矿山法施工可能导致围岩变形过大。

(2）线路穿越粗砂层，该层围岩稳定性较差且富含承压水，该层承压水头5.1～10.1 m，矿山法开挖易产生沉降、涌水、坍塌。

(3）地下水丰富，暗挖施工需对地下承压水进行坑外降水，降水效果不佳可能造成

暗挖隧道内渗、漏水等。另一方面，需对空隙潜水及承压水进行降水，但，长时间、大范围降水易引起地表沉降、变形。 2.2.2 施工风险

(1）人防段暗挖隧道采用中隔壁“CRD”工法施工，开挖断面、跨度较大，施工受力形式转换频繁，易引起围岩变形、失稳。

(2）停车线段采用双侧壁导坑法施工，断面大、工序转换频繁，容易造成围岩变形、失稳、坍塌风险。

(3）停车线段与左右线隧道相距较近，中间土体夹层厚度较小，如支护不及时，开挖时中间土体易坍塌。 2.2.3 环境风险

(1）沿线建（构）筑物较多，且距离区间隧道结构较近，暗挖施工时如果对地层扰动较大，易引起沉降、变形。

(2）沿线地下管线密集，开挖易造成管线沉降、开裂、泄露。

(3）区间上方K22+600处既有人防通道横跨左右线路，暗挖施工时如果对地层扰动较大，易引起沉降、变形。 2.3 安全风险分级

经过全面的风险辨识与分析，本区间主要风险因素及风险等级列于表1。由土建安全风险因素及风险分级分析，并经综合考虑评级，本区间总体的地质风险等级为Ⅱ级，施工风险等级为Ⅱ级，环境风险等级为Ⅱ级，总体土建风险安全等级定为Ⅱ级。 2.4 施工准备期间安全风险控制措施

根据上述施工准备期间安全风险因素分析、评估分级及主要风险因素及其风险特点、综合安全风险等级，本区间主要的施工准备期间安全风险控制措施如下。 (1）本站周边建筑物较多，如长春皮肤泌尿专科医院、空军航空大学招待所等。建议施工前对施工影响范围内的建（构）筑物的基础形式、结构现状情况进行进一步

调查、落实、分析，制定合理的处理措施。

(2）车站主体结构范围内地下管线分布较多，建议施工单位针对该风险源进行保护措施专项论证。

(3）区间暗挖隧道下穿过街通道，建议施工单位对隧道穿越过街通道进行专项论证。施工期间对通道结构沉降、变形、开裂要跟踪观测，发现较大变形时应立即停工，上报有关部门研究加固办法后再施工。

(4）区间段内围岩边墙、底板存在粗砂②6层或底板离粗砂②6层较近，承压水为5.1～10.1 m，建议控制降水，边开挖边支护，及时注浆加固防止坍塌。 (5）针对人防段和停车线段大断面隧道，制定专项施工组织方案，并严格按设计要求及相关规范组织施工，确保开挖过程中的施工安全。

(6）靠近南湖大路站区间粗砂层承压水头较大且与南湖水系较近，除加强管井围护降水外，靠南湖侧设置止水帷幕阻水。

工程在实际施工过程中，设计变更、实际工法的改变、路线的改移以及周边环境的改变等，将使得施工准备期风险评估报告中风险源的数量、重要等级和损害程度等发生较大的变化。同时，风险管理的过程并非一成不变，随着工程项目的进展，各影响因素都会发生变化，只有适时地对新的风险变化进行跟踪，才能及时对风险管理计划和措施进行修改和完善。

3.1 施工期间动态安全风险评估内容及流程

施工期间的动态风险评估是以施工准备期风险评估为基础，根据施工过程中各因素的变化，对风险评估进行新增风险、风险消除、风险等级提高及风险等级降低的重新评估过程。

(1）新增风险。由于设计变更、施工工法改变以及前期勘察过程中，未发现的地下管线、空洞、水囊、不良地质体等风险源在施工过程中被发现等因素均可导致新风险的增加。

(2）风险消除。由于设计变更、施工工法改变等因素使得前期部分风险消除，或由于施工进度造成部分风险已经安全度过，且对后续施工不产生影响的，可以进行风险消除。

(3）风险等级提高。施工过程中由于风险发生概率的增加或风险后果的加重造成的风险等级提高。

(4）风险等级降低。施工过程中由于风险发生概率的降低或风险后果的减轻引起的风险等级降低。

施工期间动态风险评估流程图见图2。 3.2 施工期间动态安全风险控制措施

(1）为及时准确掌握风险源的动态，应根据风险源的结构受力及位置关系特点，合理布置动态监测点并进行施工动态监测，以获取最为有效的施工及风险源动态信息。根据动态监测结果及时进行反馈，通过与阶段控制目标值的对比做出相应的反应和对策。

(2）进行现场安全风险巡查。现场安全风险巡查一方面可以准确判断施工现场的安全程度，另一方面可以及时制止施工现场不安全乃至危险的施工行为。随着现场施工进度或某分部分项工程的完成，及时识别新的风险源，并纳入风险源的跟踪管理。通过现场巡查，可更好地掌握风险源的状态，及时发现新的风险点，提出风险规避措施。

(3）根据各级管理部门定期或不定期的安全风险检查结果，及时识别和发现不安全因素，揭示和消除安全风险隐患。

(4）及时识别发现由于工程自身条件变化及施工过程中设计变更、施工工法改变而导致的新的致险因子，以及前期勘察过程中未发现的致险因子，并提出相应的风险规避与控制措施。

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