寧波軌交1號線一期工程基坑結(jié)構(gòu)風險分析與控制

寧波軌交1號線一期工程基坑結(jié)構(gòu)風險分析與控制

寬井挖井屬于風險較大的項目。在施工過程中，必須注意控制井結(jié)構(gòu)的安全。城市軌交深基坑工程多處于鬧市區(qū),除了要控制好基坑自身安全外,還應控制開挖過程對周邊環(huán)境帶來的影響,以確保周邊環(huán)境安全。為此,既要在施工前進行結(jié)構(gòu)安全風險分析,確定各類風險源,還要在施工過程中做到有效規(guī)避或控制工程建設的風險,減少各類事故的發(fā)生。鑒于此,針對軌交施工特點,我們提出了利用“三圖四表”管理制度對基坑開挖過程進行動態(tài)控制,以保證基坑開挖的質(zhì)量和安全。參建單位根據(jù)“三圖四表”及監(jiān)測數(shù)據(jù)對基坑開挖作業(yè)進行動態(tài)管理,在監(jiān)測數(shù)據(jù)超出報警值時發(fā)出相應級別的預警(即“三級預警”),并采取相應的措施有效控制基坑變形?！叭龍D四表”制度在寧波軌交的基坑施工中已得到廣泛應用。1測量不足及分析會記錄“三圖四表”包括《基坑監(jiān)測布點平面圖》、《土方開挖平面圖》、《土方開挖縱斷面圖》、《土方開挖記錄表》以及《各塊土方開挖無支撐暴露時間統(tǒng)計表》、《現(xiàn)場監(jiān)測分析會記錄表》和《現(xiàn)場巡檢記錄表》。以下結(jié)合寧波軌交1號線一期工程東環(huán)南路站的基坑施工實際進行介紹。1)《基坑監(jiān)測布點平面圖》可直觀地反映監(jiān)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場工況間的關(guān)系。以基坑開挖深度2倍范圍內(nèi)為重點監(jiān)測對象,根據(jù)變形保護等級要求,客觀、全面地反映東環(huán)南路站基坑變形的情況。設置的監(jiān)測要素有:圍護結(jié)構(gòu)的水平位移及沉降、圍護結(jié)構(gòu)測斜、支撐軸力、基坑外地下水位、基坑外側(cè)土壓力、基坑外側(cè)孔隙水壓力、基坑內(nèi)土體回彈量、周邊建筑物、管線及地表的變形與沉降。2)《土方開挖平面圖》和《土方開挖縱斷面圖》用于對現(xiàn)場土方開挖進度及每分塊土方的開挖范圍進行動態(tài)管控。每分塊土方的開挖范圍用不同的顏色在上述兩張圖紙中進行相應的標識,以確定合理的開挖進度及控制無支撐暴露時間,以便及時對開挖過程中存在的問題進行分析。3)《土方開挖記錄表》用于記錄及分析現(xiàn)場的土方開挖作業(yè)。首先是以書面的形式對擬開挖土方的進尺及方量、開挖方式進行交底;其次是以書面形式通知監(jiān)理和監(jiān)測單位即將進行開挖作業(yè);第三是要記錄開挖塊中間開槽時間、開挖塊被動區(qū)土方開挖時間、施工鋼支撐牛腿時間、支撐架設時間及最重要的無支撐暴露時間。每分塊土方開挖前,首先應進行嚴格的土方開挖與支撐作業(yè)交底,確保每分塊土方開挖作業(yè)無支撐暴露時間為最小。作業(yè)前,應確保挖土機械完好率、土方車數(shù)量及鋼支撐數(shù)量等。每次開挖結(jié)束時,提前半小時通知支撐作業(yè)隊,確保工序可及時有效的銜接。4)《各塊土方開挖無支撐暴露時間統(tǒng)計表》主要用于記錄各分塊土方開挖的理論及實際無支撐暴露時間,并通過兩者的對比,用于分析問題及采取相應的措施。5)《現(xiàn)場監(jiān)測分析會記錄表》用于施工單位、監(jiān)理單位及第一方監(jiān)測單位對現(xiàn)場工況、監(jiān)測要點及處理措施進行相應的分析和記錄。每日監(jiān)測分析會由各單位技術(shù)人員簽字;每周一次的監(jiān)測分析會應由施工方項目經(jīng)理或總工、監(jiān)理總監(jiān)、第一方監(jiān)測項目經(jīng)理參加并簽字。6)《現(xiàn)場巡檢記錄表》包括:(1)開挖面地質(zhì)狀況:土層性質(zhì)及穩(wěn)定性、地下水控制效果和其他情況。(2)支護結(jié)構(gòu)體系:支護體系施作及時性、滲漏水、支護體系開裂和變形等情況。(3)周邊環(huán)境:坑邊超載、地表積水及截排水措施、建(構(gòu))筑物變形及開裂、地表變形及開裂、管線沿線地面開裂、滲水、塌陷、管線檢查井開裂及積水變化等情況。2建立完善的監(jiān)測監(jiān)控管理體系結(jié)合國內(nèi)軌交建設安全管理經(jīng)驗,寧波軌交指揮部提出了“結(jié)構(gòu)安全”的宗旨和“結(jié)構(gòu)安全數(shù)據(jù)化,行為安全可視化”的工作要求。為此,指揮部建立了3個層次的監(jiān)測監(jiān)控管理體系(見圖1)。由圖可見,針對現(xiàn)場的施工安全,其安全管理體系主要分為監(jiān)測監(jiān)控管理中心和現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控管理分中心,如何加強兩中心的聯(lián)系成為了現(xiàn)場施工安全的關(guān)鍵。“三圖四表”作為管理手段,由點到面,是實現(xiàn)現(xiàn)場基坑施工、技術(shù)及管理的有效工具。因此,各參建單位認真發(fā)揮其職責,積極推進“三圖四表”工作,并充分發(fā)揮其連接中心的紐帶作用。2.1監(jiān)督、管理和質(zhì)量控制的相關(guān)責任1加強風險防范意識工作主要協(xié)助兩中心的建立;審核、監(jiān)督“三圖四表”制度的執(zhí)行及科研推進工作;聯(lián)合風險咨詢單位及第三方監(jiān)測單位,推動監(jiān)測監(jiān)控工作,配合施工單位保證工作的順利進行;對各單位監(jiān)測監(jiān)控管理工作的開展情況進行考核評定。2現(xiàn)場監(jiān)控核心設備工作負責協(xié)助、配合推進現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控管理分中心的工作;編制監(jiān)測監(jiān)控管理中心的崗位職責和“三圖四表”管理辦法,對各個標段進行專項“三圖四表”交底;配合建設單位督察現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控分中心的工作;參加第三方監(jiān)測單位組織的聯(lián)合巡檢。風險咨詢單位專職人員負責將各自新“三圖四表”反映到遠程監(jiān)控管理平臺,根據(jù)工況、相關(guān)數(shù)據(jù)、周邊環(huán)境、視頻等相關(guān)信息對所負責的區(qū)域作出具體的安全評估。3監(jiān)測“三圖四表”的真實有效性負責協(xié)助、配合推進現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控分中心的工作;協(xié)助建設單位、風險咨詢單位完善基坑的“三圖四表”;審查“三圖四表”的真實有效性,并將結(jié)果上報至建設單位和風險咨詢單位;第三方監(jiān)測單位牽頭組織每個工點每周至少一次的聯(lián)合巡檢,并將聯(lián)合巡檢記錄表及時上傳至遠程監(jiān)控管理平臺。2.2現(xiàn)場監(jiān)控和質(zhì)量管理中心的職責1現(xiàn)場監(jiān)測分析會的更新“三圖四表”的工作由總監(jiān)統(tǒng)籌安排。該單位應負責監(jiān)督現(xiàn)場施工單位“三圖”上墻的填寫與更新,把有效的措施或經(jīng)驗及時向指揮部反映;負責“四表”中每日現(xiàn)場監(jiān)測分析會的組織與上傳平臺,參加現(xiàn)場聯(lián)合巡檢及每日組織的巡檢活動并及時上傳平臺。另外,每天組織施工單位、第一方監(jiān)測單位進行巡檢以及召開“日監(jiān)測數(shù)據(jù)分析會”和“周監(jiān)測數(shù)據(jù)分析會”;為“三圖四表”的相關(guān)科研工作提供技術(shù)支持。2過程監(jiān)控平臺的更新“三圖四表”的工作應由總工負責統(tǒng)籌安排,由結(jié)構(gòu)(或巖土)工程師負責具體工作。施工單位應負責配合指揮部做好基坑“三圖四表”的落實及各單位人員的對接,按時參加由監(jiān)理單位組織的現(xiàn)場監(jiān)測分析會、現(xiàn)場巡檢以及第三方監(jiān)測單位組織的聯(lián)合巡檢。每日按時將“三圖四表”中各圖表進行更新,并將更新內(nèi)容上傳至系統(tǒng)平臺,記錄上傳系統(tǒng)平臺的起始時間、現(xiàn)場辦公時間、過程問題及建議措施等,形成書面材料。施工單位還是科研攻關(guān)的主責單位,負責相關(guān)科研的會議組織、施工現(xiàn)場調(diào)研以及協(xié)助編制軟件。3及時更新監(jiān)測點情況由項目經(jīng)理負責,結(jié)構(gòu)(或巖土)工程師負責具體工作。第一方監(jiān)測單位按照現(xiàn)場實際布點情況完成本監(jiān)測點布置圖,并標明各監(jiān)測點的坐標,以便準確查明測點與盾構(gòu)區(qū)間的相對位置,報第三方監(jiān)測單位審核;對結(jié)構(gòu)監(jiān)測點增減、破壞等情況及時報告給施工、監(jiān)理、第三方監(jiān)測及風險咨詢等單位的相關(guān)負責人,及時更新“三圖四表”中的監(jiān)測點情況;按時參加由監(jiān)理單位組織的現(xiàn)場監(jiān)測分析會、現(xiàn)場巡檢以及第三方監(jiān)測單位組織的現(xiàn)場聯(lián)合巡檢。2.3監(jiān)測數(shù)據(jù)安全評估通過“三圖四表”管理制度,能夠?qū)崿F(xiàn)兩中心信息的及時傳遞,保證施工信息流的運轉(zhuǎn)。監(jiān)測監(jiān)控管理中心依據(jù)“三圖四表”的內(nèi)容、第一方監(jiān)測單位以及第三方監(jiān)測單位上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù),能夠與現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控管理分中心的各單位進行溝通,并對每日的工程施工環(huán)境等內(nèi)容進行綜合安全評估,從而調(diào)整施工參數(shù),完善施工方案,及時向監(jiān)測監(jiān)控管理中心反饋施工現(xiàn)場信息,調(diào)整工程項目進度與計劃,并針對施工難點制定專題方案?？梢?積極推進“三圖四表”管理制度,能夠充分發(fā)揮其連接兩中心的紐帶作用。3“三個圖表和四個表”在項目中的應用結(jié)合寧波軌交1號線東環(huán)南路站工程,具體介紹“三圖四表”在實際工程中的應用。3.1基坑開挖的作業(yè)交底施工現(xiàn)場成立監(jiān)測監(jiān)控分中心,每日開挖進度要在“三圖”上予以標識和更新,“四表”作為管控資料同樣應及時更新整理。圖2為東環(huán)南路站的監(jiān)測布點平面圖,監(jiān)測內(nèi)容包括管線位移、地下連續(xù)墻墻頂水平位移、墻頂沉降、圍護結(jié)構(gòu)深層水平位移、地表沉降、坑外水位、支撐軸力等。通過不同的監(jiān)測項目,確保全方位地監(jiān)控基坑開挖的穩(wěn)定性與安全性,避免事故的發(fā)生。在基坑每分塊土方開挖前,首先應進行嚴格的土方開挖與支撐作業(yè)交底,確保每分塊土方開挖作業(yè)無支撐暴露時間最短。作業(yè)前,檢查挖土機械的完好率、土方車及鋼支撐的數(shù)量等。每次開挖結(jié)束時,提前半小時通知支撐作業(yè)隊,確保工序及時有效的銜接。圖3為軸線33至39的土方開挖縱剖面圖。從圖中可以看出基坑開挖的順序和支撐布局,有利于指導和規(guī)范實際施工流程。相應地,還有《土方開挖記錄表》,對擬開挖土方的進尺及方量、開挖方式等進行實時記錄及交底。3.2事件分析:“三圖四表”是關(guān)鍵按照“三圖四表”動態(tài)管理的要求,及時收集及整理各項施工數(shù)據(jù),每日召開監(jiān)測分析會,及時對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理分析,積極采取各項預控措施,控制基坑變形。當現(xiàn)場有不規(guī)范施工行為或突發(fā)險情時,應立即上報風險咨詢單位,該單位根據(jù)現(xiàn)場情況發(fā)出預警。預警發(fā)生后,現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控管理分中心成員應到達現(xiàn)場,由監(jiān)理單位主持召開分析會。針對事故危害性的不同,事故預警分為3種不同的等級:黃色預警、橙色預警及紅色預警。其中,黃色預警——數(shù)據(jù)超標較大且確認為由施工引起,并且連日數(shù)據(jù)持續(xù)超標,速率呈加速態(tài)勢,工程將進入危險狀態(tài);橙色預警——數(shù)據(jù)嚴重超標,工程處于危險狀態(tài);紅色預警——肉眼觀察有明顯危險征兆,工程處于搶險狀態(tài)。按照事故嚴重性不同而劃分的3級預警,其相應的管理層面及措施也有所不同。例如對于紅色預警(即發(fā)生的最危險事件),現(xiàn)場分析會就要求包括工程管理處負責人、安質(zhì)處負責人、第三方監(jiān)測單位(項目負責人)、風險咨詢單位(項目負責人)、設計管理部門負責人、施工單位(項目經(jīng)理、總工程師)、第一方監(jiān)測單位(項目負責人)、監(jiān)理單位(總監(jiān)理工程師)、勘察設計單位(結(jié)構(gòu)專業(yè)總工程師)等參加。事件分析的重要依據(jù)就是施工過程中的“三圖四表”。通過整理分析“三圖四表”中對基坑施工實時記錄的施工數(shù)據(jù)、施工流程、作業(yè)方式等,能夠在最短時間內(nèi)了解施工工況,并制定相關(guān)的控制措施。監(jiān)測監(jiān)控管理中心根據(jù)事件的不同危害等級發(fā)起相應級別的預警,3級預警通過不同層級的單位、專家組,合理調(diào)動資源對安全隱患或應急事件進行有效的處理。其中,“三圖四表”為3級預警提供了重要的參考依據(jù),有利于制定相應的控制措施,而該搶險措施又進一步補充了“三圖四表”的內(nèi)容。兩者是相輔相成的。3.3盾構(gòu)施工管理制度“三圖四表”管理制度在寧波軌交1號線工程基坑開挖管理中取得了一定的成效。鑒于此,又將“三圖四表”進一步延伸和應用在盾構(gòu)施工作業(yè)中。盾構(gòu)施工單位參照基坑的“三圖四表”制度,制定了盾構(gòu)施工的“三圖四表”管理制度。其中,包括《施工總平面圖》、《施工總剖面圖》、《管片拼裝圖》、《當班概況表》、《掘進記錄表》、《巡檢記錄表》、《現(xiàn)場監(jiān)測分析會記錄單》。盾構(gòu)的“三圖四表”管理制度是應用于復雜工程的又一次驗證和完善。當然,相對于基坑開挖作業(yè),盾構(gòu)施工有其施工的特殊性和技術(shù)的復雜性,在“三圖四表”的應用中還需進一步完善。4現(xiàn)場施策