1 风险识别
1.1 风险识别原则及分级标准
依据《天津地铁建设工程安全风险预控管理体系》以及《天津市轨道交通地下工程质量安全风险控制指导书》等的规定,工程风险分为自身风险工程和环境风险工程。
1.1.1 工程自身施工风险
地下工程的自身风险是指由于地下工程自身建设要求或施工活动所导致的风险。自身风险等级主要考虑地质条件、工程埋深、工艺特点、结构特性(如地下结构层数、跨度、断面形式、覆土厚度)等风险因素。
(1)基坑工程安全风险分级:
Ⅰ级:明(盖)挖法基坑开挖深度H≥25m;
Ⅱ级:明(盖)挖法的基坑开挖深度20m≤H<25m;
Ⅲ级:明(盖)挖法的基坑开挖深度14m≤H<20m;
Ⅳ级:明(盖)挖法的基坑开挖深度5m≤H<14m。
注:当水文地质和工程地质条件复杂时,风险等级可上调一级。
(2)盾构隧道安全风险分级:
Ⅰ级:
1)处于非常接近状态(距离≤0.3D)的并行或交叠盾构隧道;
2)较长范围(长度≥100m)浅埋(盾构覆土厚度≤0.7D)的盾构隧道;
3)连续掘进长度超过1.5km的盾构隧道;
4)较长范围(长度≥150m)内开挖断面70%以上存在密实承压水砂层;
5)超长(长度大于18m)盾构区间联络通道;上方有重要建(构)筑物、河流等的盾构区间联络通道。
Ⅱ级:
1)处于接近状态(0.3D<距离≤0.7D)的并行、交叠盾构隧道;
2)较长范围(长度≥100m)覆土厚度为0.7D<H≤1.0D的盾构隧道;
3)开挖断面范围内粉土、砂土层超过50%的盾构区间联络通道。
4)进出洞加固区内存在厚层(厚度≥4m)的承压水粉土、砂土含水层的盾构始发到达区段。
Ⅲ级:
1)一般的盾构法隧道;
2)一般盾构区间的联络通道;
3)一般盾构始发到达区段(一个区间共两处,分别在两站端位置)。
1.1.2 工程周边环境风险
城市轨道交通地下工程环境影响的风险主要指建设活动导致周边区域的建(构)筑物发生影响或破坏,地下工程环境影响的分级需根据城市轨道交通地下工程与工程影响区域范围内环境设施的重要性、位置关系、地下结构类型与施工方法等因素划分。
环境风险分级参考表
环境风险源 | 接近度 | 风险等级 | 备注 | ||
环境设施 | 类别 | ||||
构筑物 | 省级以上历史文物建筑(如有精密仪器设备的厂房等)、110KV以上高压线铁塔等。 | Ⅰ类 | Ⅰ | Ⅰ级 | 已按腾迁处理的建筑物风险等级降低一级。 超浅埋(≤0.7D)盾构区间工点相应的环境风险等级提高一级。 建筑物对于车站主体基坑和附属结构环境风险等级不一致时,按最高等级执行。 |
Ⅱ | Ⅱ级 | ||||
Ⅲ | Ⅲ级 | ||||
Ⅳ | Ⅳ级 | ||||
标志性建筑、无桩基的多层住宅楼、高耸建筑物、35KV以上变电站、油库、加油站等 | Ⅱ类 | Ⅰ | Ⅱ级 | ||
Ⅱ | Ⅲ级 | ||||
Ⅲ | Ⅳ级 | ||||
有桩基础的多层住宅楼、多层商业办公楼、一般厂房车库等。 | Ⅲ类 | Ⅰ | Ⅲ级 | ||
Ⅱ | Ⅳ级 | ||||
环境风险源 | 接近度 | 风险等级 | 备注 | ||
环境等级 | 类别 | ||||
地下管线 | 中压以上的煤气罐、自来水主干管(直径大于600mm),大型水源管,使用时间较长的铸铁管,承插式接钢筋混凝土管,220KV以上电力管沟,军用电(光)缆 | Ⅰ类 | Ⅰ | Ⅰ级 | 已按腾迁处理的建筑物风险等级降低一级。 超浅埋(≤0.7D)盾构区间工点相应的环境风险等级提高一级。 建筑物对于车站主体基坑和附属结构环境风险等级不一致时,按最高等级执行。 |
Ⅱ | Ⅱ级 | ||||
Ⅲ | Ⅲ级 | ||||
煤气支管,自来水管,雨污水管、普通电力管沟、通信管沟 | Ⅱ类 | Ⅰ | Ⅲ级 | ||
Ⅱ | Ⅳ级 | ||||
河流 | 海河 | Ⅰ类 | Ⅰ | Ⅰ级 | 超浅埋(≤0.7D,由河底淤泥层以下开始计算)盾构去间工点相应的环境风险等级提高一级。 |
Ⅱ | Ⅱ级 | ||||
Ⅲ | Ⅲ级 | ||||
Ⅳ | Ⅳ级 | ||||
新开河、永定新河、子牙河、北运河 | Ⅱ类 | Ⅰ | Ⅰ级 | ||
Ⅱ | Ⅱ级 | ||||
Ⅲ | Ⅲ级 | ||||
月牙河、津河、卫津河、外环河、排污河、人工湖、新引河、南运河、洪泥河 | Ⅲ类 | Ⅰ | Ⅰ级 | ||
Ⅱ | Ⅱ级 |
基坑周边影响分区 盾构周边影响分区
备注:位于明(盖)挖法基坑外边线3H,隧道外边线30m或3Hi、3D(取大值)范围以外环境设施不作为风险源。H—基坑开挖深度;Hi—隧道设计底板埋深;D—盾构隧道设计外径。
1.2 风险识别与应对措施
结合工程实际情况,本标段涉及的风险源及其应对措施详见下表:
风险识别与应对措施汇总表
序号 | 风险工程名称 | 风险基本状况描述 | 主要应对措施 | 风险等级 | |
1 | 欣嘉园西站主体基坑 | 基坑自身属深基坑工程,基坑自身稳定及变形控制困难;地下水埋藏浅且较丰富,基底易产生涌泥、涌水。 | (1)围护结构采用地下连续墙和钻孔桩结构+内支撑体系,锁口 管接头,入土比1.039~1.075。基坑标准段沿竖向设置3道支撑+1道换撑。 (2)本站围护结构地下连续墙已隔断第一承压水层,需验算第二承压水层。基坑抗突涌安全系数按天津规范取1.10考虑,第二承压水含基坑抗突涌安全系数为1.79,满足基坑抗突涌要求。 (3)施工前准备 1)地质、环境条件核查与评估 2)施工方案安全性评估: 3)施工组织合理性评估。 4)制定专项的降水设计方案,保证基坑开挖时无水作业。 5)施工期间基坑开挖“分层、分段、平衡”开挖。 6)为保证降水效果和控制降水对周围建筑物的影响,施工前进行抽水试验,合理布置降水井,保证建筑物安全。 | 自身风险等级Ⅱ级 | |
2 | 欣嘉园北站主体基坑 | 基坑自身属深基坑工程,基坑范围内存在较厚的淤泥质土,导墙底部存在容易液化的粉土层,基坑自身稳定及变形控制困难。 | (1)围护结构采用地下连续墙和钻孔桩结构+内支撑体系,锁口管接头,入土比0.90~0.95。基坑标准段沿竖向设置3道支撑+1道换撑。 (2)本站围护结构地下连续墙已隔断第一承压水层,需验算第二承压水层。基坑抗突涌安全系数按天津规范取1.10考虑,第二承压水含基坑抗突涌安全系数为1.79,满足基坑抗突涌要求。 (3)施工前准备 1)地质、环境条件核查与评估 2)施工方案安全性评估: 3)施工组织合理性评估。 4)制定专项的降水设计方案,保证基坑开挖时无水作业。 5)施工期间基坑开挖“分层、分段、平衡”开挖。 6)为保证降水效果和控制降水对周围建筑物的影响,施工前进行抽水试验,合理布置降水井,保证建筑物安全。 | 自身风险等级Ⅱ级 | |
3 | 欣嘉园站~欣嘉园北站区间 | 隧道区间自身风险 | 区间覆土8.3~14.9m | (1)充分掌握周边情况 (2)掌握盾构掘进参数与地层位移间的规律,进行智能化施工。 (3)根据前期盾构掘进参数控制与地层位移的关系,确定合理的土压力设定值、排土率及掘进速度等参数。 (4)盾构掘进过程中,严格控制和调整盾构机的各项参数 (5)减少盾构的超挖和欠挖,以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象。 (6)控制好盾构姿态,避免盾构大幅纠偏、上浮或叩头、后退等现象产生。 (7)管片拼装钱,对拼装机具和拼装材料进行检查和验收。 (8)配合监控量测及时进行壁后注浆和二次注浆。 (9)制定专项的监控量测方案,做到信息化施工。 (10)加强机械检修养护 | 自身风险等级Ⅲ级 |
联络通道兼废水泵房 | 位于软土地层中,采用冻结法加固地层。 | 自身风险等级Ⅱ级 | |||
盾构始发接收 | 盾构始发及接收井位于6-2-4灰色淤泥质粉质黏土、6-3灰色含粘性土粉砂、6-4灰色粉质黏土,覆土约为10.7m。 | 自身风险等级Ⅱ级 | |||
4 | 欣嘉园北站~欣嘉园西站区间 | 隧道区间自身风险 | 区间覆土8.0~14.6m。 | (1)充分掌握周边情况 (2)掌握盾构掘进参数与地层位移间的规律,进行智能化施工。 (3)根据前期盾构掘进参数控制与地层位移的关系,确定合理的土压力设定值、排土率及掘进速度等参数。 (4)盾构掘进过程中,严格控制和调整盾构机的各项参数 (5)减少盾构的超挖和欠挖,以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象。 (6)控制好盾构姿态,避免盾构大幅纠偏、上浮或叩头、后退等现象产生。 (7)管片拼装钱,对拼装机具和拼装材料进行检查和验收。 (8)配合监控量测及时进行壁后注浆和二次注浆。 (9)制定专项的监控量测方案,做到信息化施工。 (10)加强机械检修养护 | 自身风险等级Ⅲ级 |
联络通道兼废水泵房 | 位于软土地层中,采用冻结法加固地层。 | 自身风险等级Ⅱ级 | |||
盾构始发接收 | 盾构始发及接收井位于6-2-4灰色淤泥质粉质黏土、6-3灰色含粘性土粉砂、6-4灰色粉质黏土,覆土约为10.7m。 | 自身风险等级Ⅱ级 |
依据有关法律、法规和业主对轨道交通工程建设安全风险技术管理体系的要求,结合本标段工程实际情况,建立工程风险管理保证体系。
工程风险管理保证体系框图
(1)风险管理领导小组
为保证施工安全,危险点一旦出现险情,能够做到及时、迅速、有效抢险,将险情控制在最小范围,将损失减小到最低限度,特成立风险管理领导小组,组织机构如下:
组 长:项目经理
副组长:生产经理、总工程师、安全总监
组 员:技术质量部、测量监测部、工程管理部、安全管理部、商务合约部、物资设备部、财务资金部、综合办公室、机电部、试验室
项目部风险管理领导小组与建设单位、设计单位、监理单位、监测单位等工程参与各方负责人代表组成工程现场风险管理的最高机构,由建设单位负责领导,实行“分级管理,分工负责、集体决策”制,在现场有专职人员开展工作。
(2)职责与分工
部门和人员在应急救援中的的职责与分工如下:
1)项目经理:全面负责抢险指挥工作,发生险情时负责迅速组织抢险救援以及与外界联系救援;全面领导小组各部门及人员按分工内容进行工作;负责事故上报及事故现场的保护和抢救工作,配合事故的调查、分析及处理,落实防范措施。
2)生产经理:负责事故现场的全面指挥工作,组织施工人员进行抢险,组织抢救;及时向项目经理汇报相关情况。
3)安全总监:负责事故现场人员疏散和保护工作,对伤者进行临时救治,防止事态进一步扩大;组织统计、汇总事故,监督建立、健全事故档案。
4)总工程师:全面负责抢险技术保障,并与设计、监理、业主及相关单位确定可靠的抢险或补救措施;监督下发各项技术交底和技术措施的落实,对事故处理及调查给与技术上的支持,从技术上分析事故或重大事故隐患产生的原因;配合抢险救助指挥及实施;协助项目经理做好事故调查处理的相关工作。
5)技术质量部:负责技术方案的编制与审查,监督技术交底的落实;参加有关事故的调查、分析及处理,提出相应的防范措施;负责现场抢险救援,以及抢险技术实施和监控;负责施工方案及应急预案的落实。
6)工程管理部、测量监测部:负责现场应急救援工作的具体实施;具体组织现场抢险人员、机械正常有序的进行抢险工作;对救援后进行收尾。
7)安全管理部:负责事故现场保护,指导实施临时安全防护设施设置,配合事故原因调查,统计、汇总事故,建立、健全事故档案;负责联系救护,运送伤员;当危险发生时,组织现场防护、救助,并将事发状况及时上报;协助事故调查。
8)综合办公室:负责与救援单位的接应工作,事故发生后负责拨打急救医院电话、消防火警电话等;在约定地点接车引导医务人员等相关单位或人员进入现场进行救护,并负责救援、救护信息的反馈。负责通知业主、监理、市政管线管理部门、建筑物业主等;负责后勤保障,交通疏导、道路封闭和警戒等。
9)物资设备部、机电部:负责应急物资、设备的准备、供应、保管及发放,紧急状况下物资抢救与疏散;参加有关事故的调查、分析及处理,提出相应的防范措施。
10)商务合约部、财务资金部:制定年度应急资金计划;负责落实事故抢险所需资金,核销应急救援费用。
3 风险管理措施
(1)车站明挖基坑风险管理措施
1)采取合理的施工方法及支护形式
两车站均采用明挖法施工,主体围护结构采用地下连续墙加内支撑的支护形式,地下连续墙厚800mm,车站主体结构标准段设3+1道支撑,盾构井处设4+1道撑。
2)施工前准备
a 地质、环境条件核查与评估:对地质、环境条件进行核查和补充调查,并对地下水难以控制等地质条件复杂、紧邻地下污水管线等环境条件复杂的部位进行识别;
b 设计安全性核查:核查基坑支护体系设计采用的土体物理力学指标和计算模型是否合理、降水方法,监测措施和环保措施,支护结构及环境控制指标等,核查设计的安全性;并对受力条件复杂的部位进行重点识别和分析,核查设计的安全性;
c 施工方案安全性评估:在周边地质与环境条件核查的基础上,评估地质及环境条件对围护结构、地下水控制、土方开挖等施工方案的影响,并预测施工方案对周边环境可能产生的影响,对成孔、成桩和注浆设备的适应性及开挖、支护施工步骤和参数的可行性进行论证;
d 施工组织合理性评估:评估明挖法施工组织设计的合理性、针对性,主要包括施工部署、施工准备、安全风险管理体系建立等方面。
3)制定专项的降水设计方案,保证基坑开挖时无水作业。同时,基坑周围地面应进行防水、排水处理,严防地面水侵入基坑周边土体;
4)施工期间基坑开挖必须“分层、分段、平衡”开挖,做到先撑后挖,控制支撑架设时间,及时准确施加预应力,作好复加预应力的准备;
5)风险源所在处地连墙墙间加旋喷止水措施且所有墙缝均预埋一根袖阀管,同时要加强接口施工质量和接口处清刷工作,一旦渗漏应采取及时启用袖阀管注浆;
6)为保证降水效果和控制降水对周围建筑物的影响,施工前应进行抽水试验,合理布置降水井,并在基坑周围设置回灌井,保证建筑物安全;
7)制定专项的监控量测方案,做到信息化施工。根据风险评估结果制定相应的控制标准,设定相应的预警值、报警值、警戒值。对基坑围护结构加强施工监测,严格控制地面沉降量和围护结构的水平位移;
8)根据各项工程风险制定专项施工方案,应有专门的应急预案,一旦发现事故苗头,能够立即采取抢险措施,控制事故的进一步发展。
(2)车站旁建(构)筑物风险管理措施
1)在施工前,收集该建(构)筑的有关材料,对建(构)筑物状况和既有的损坏、变形等作详细的记录,并做好签认,并委托有专业资质的单位对建(构)筑物进行评估。
2)加强监测点布设,一般设在建(构)筑物基础的结构柱或承重墙体外侧,高低层建(构)筑物结合部和沉降缝或裂缝处两侧。
3)对地表沉降和建(构)筑物变形进行严密监测,增加倾斜监测,并及时分析反馈。同时利用实测数据进一步修正完善地表沉降和建(构)筑物变形的预测结果,对可能引起有害变形的建(构)筑物作出早期预警并制订应急措施,并确定备用方案的实施与否。
(3)管线沉降及破损风险管理措施
1)迁改管线时,对场地实行人工探挖与电子探测相结合的方法,严禁使用机械直接开挖。
2)对场内受保护管线加强监测点布设,增加监测频率,及时上传并绘制曲线图。
3)各级管线保护负责人应深入施工现场监护地下管线,督促(指挥)操作人员遵守操作规程,制止违章操作、违章指挥和违章施工。
4)施工过程中对可能发生意外情况的地下管线,事先制定应急预案,配备好抢修器材,以便在管线出现险兆时及时抢修,做到防患于未然。
4 风险管理实施细则
4.1 风险管理内容
工程施工阶段风险管理以前期各阶段完成的风险管理为基础,进行风险动态管理与控制,具体工作内容包括:
(1)拟定详尽的风险管理计划,制定工程风险管理体系,明确工程风险管理流程。
(2)制定工程施工风险实施细则,确定工程施工风险管理人员组织及人员名单、工作职责。
(3)在工程正式开工建设前,根据工程前期阶段已有的风险评估或管理文件和报告,分析施工前期及合同签订阶段中已识别的工程风险及风险控制措施,并考虑施工设备、技术条件和人员,针对辨识的风险提出相应的风险控制措施。
(4)针对风险较大的风险事故,制定工程风险预警标准,列举风险事故发生征兆现象,编制工程重大风险事故应急处置预案。
(5)制定详尽的工程风险管理培训计划,负责对参与工程风险管理的技术人员进行风险管理培训和指导,并对作业层进行施工风险交底。
(6)当工程设计、施工方案或工期有重大变更时,对工程风险重新进行评估。
(7)对与工程施工有关的事故、意外、缺漏等进行调查与记录,分析风险发生原因,评估风险可能对工程既定成本、工期的影响,并迅速完善风险控制措施,避免类似事故再次发生。
(8)根据工程特点,明确工程风险管理过程中的专项保证费用额度,确保专款专用。
4.2 风险管理流程
由于工程地质与水文地质条件的不确定性,加上车站周边建筑物或地下管线分布的复杂性,使得在进行城市地铁施工时,不仅要考虑车站施工的自身安全,还要考虑车站施工对周边建筑物或地下管线的影响。为了衡量地铁施工对于地面建筑物或地下管线的影响程度,以及分析采用何种方式可以减小这种影响程度,就必须对地铁工程施工风险进行动态管理。即随着工程的进展,根据实际施工情况进行不断的调整和修改,当风险因素的权重出现变化或者出现新的未识别的风险因素时,需要对风险因素进行再识别和再分析,以更加符合实际的施工情况,也会使根据风险分析制定的风险决策措施更合理。
风险管理流程图
4.3 风险管理方法
(1)总体要求
风险管理贯穿工程的始终,安全风险无处不在,有来自工程自身的,有来自工程环境因素的。风险管理应横向到边、纵向到位。
1)根据风险源的不同、风险等级的不同,有不同级别的部门制定不同的风险管理方案,告知不同级别的部门、单位及人员。
2)在制定风险管理方案时,覆盖整个标段的所有内容,同时包括施工人员风险控制的要求和管理制度。
3)施工过程中,根据现场实际情况,深入识别各种风险因素,及时进行风险工程分级调整。
4)风险工程的分级及调整履行分层审查、论证程序。
(2)具体做法
在正确识别出工程各方面的风险因素之后,应从方案设计上采取规避防范风险的措施。应该在审核施工图纸和施工方法的基础上,根据周围环境状况对本段施工中的各类风险点进行识别和研究,进行定性的评价和分级,并制定相应的应急预案,为工程项目风险动态管理做好基础工作。
在施工中对已识别的风险点进行动态监控是后续风险管理的重要内容。通过动态管理,规范施工管理中的信息传递,增强风险意识和科学管理意识。重大风险点动态管理应以施工单位为主体进行,主要包括不同施工阶段已知的、可预测的较大风险超前预防准备、过程监控和控制、风险点的信息管理等。
针对重大风险点的超前准备工作应做好以下几点:
1)编制和审批重大风险点专项方案和应急预案
应根据不同施工阶段进行风险点动态识别,对已知的、可预测的重大风险点,必须编制详细的专项施工方案。方案中应明确通过风险点所需的材料、机具数量和规格、人员准备、水电准备、信息联络方法等。方案应在临近风险点前一个月组织本企业或外部专家进行方案论证并报总监理工程师审批。同时,为了加强对风险点的适时控制,应全面统计和整理风险点的基本情况,积极做好各方面的准备工作。
2)对外协调准备工作
针对重大风险点的内容,应提前15天做好相关产权单位和交通、市政部门的联系和协调,争取得到相关单位的理解和支持,充分做好必须的准备和配合工作。
3)全员参与风险动态管理
应建立重大风险点动态管理的培训和交底机制,做到全员参与风险动态管理。根据已识别的重大风险点和专项施工方案,必须由总工程师负责组织本单位班组长以上管理人员进行风险管理程序和专项方案的培训教育及技术交底等工作。班组长组织对现场施工操作人员的应知应会培训。培训要有记录,书面交底要明确。
4)对高风险点实施过程监控和信息反馈
风险点的施工过程中,应针对工程特点及时调整方案措施,按照标准制定相应的预警值和替戒值,通过监控量测数据严格指导施工。当达到警戒值时,必须按程序逐级上报,并立即准备启动紧急预案。在风险点实施过程中,应严格执行既定方案和措施,强化每道工序的质量控制,保证工序质量和安全,从而确保工程安全。
5)建立风险点动态管理档案
风险点动态管理档案应包括以下内容:重大风险点预防控制方案和应急预案的编制,其中包括不同施工阶段重大风险点的识别、专项预案、应急预案,以及执行程序、组织机构、物资设备情况、相关单位及人员的联系方式、方案的审批记录,以及风险点实施前的准备情况记录和风险点实施过程记录,所有风险点规避结束后的经验教训总结,包括风险点周围环境的情况、主要的施工方法(总结所采用的主要技术参数、主要材料要详细)、规避所用的时间、监控量测数据及其他有关数据、风险通过过程中的施工技术措施和方案实施情况等。