寧波軌交1號(hào)線一期工程基坑結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

寧波軌交1號(hào)線一期工程基坑結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

寬井挖井屬于風(fēng)險(xiǎn)較大的項(xiàng)目。在施工過(guò)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(yīng)控制開(kāi)挖過(guò)程對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)的影響,以確保周邊環(huán)境安全。為此,既要在施工前進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)分析,確定各類風(fēng)險(xiǎn)源,還要在施工過(guò)程中做到有效規(guī)避或控制工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn),減少各類事故的發(fā)生。鑒于此,針對(duì)軌交施工特點(diǎn),我們提出了利用“三圖四表”管理制度對(duì)基坑開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制,以保證基坑開(kāi)挖的質(zhì)量和安全。參建單位根據(jù)“三圖四表”及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)基坑開(kāi)挖作業(yè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理,在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超出報(bào)警值時(shí)發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的預(yù)警(即“三級(jí)預(yù)警”),并采取相應(yīng)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(yīng)用。1測(cè)量不足及分析會(huì)記錄“三圖四表”包括《基坑監(jiān)測(cè)布點(diǎn)平面圖》、《土方開(kāi)挖平面圖》、《土方開(kāi)挖縱斷面圖》、《土方開(kāi)挖記錄表》以及《各塊土方開(kāi)挖無(wú)支撐暴露時(shí)間統(tǒng)計(jì)表》、《現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析會(huì)記錄表》和《現(xiàn)場(chǎng)巡檢記錄表》。以下結(jié)合寧波軌交1號(hào)線一期工程?hào)|環(huán)南路站的基坑施工實(shí)際進(jìn)行介紹。1)《基坑監(jiān)測(cè)布點(diǎn)平面圖》可直觀地反映監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)工況間的關(guān)系。以基坑開(kāi)挖深度2倍范圍內(nèi)為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象,根據(jù)變形保護(hù)等級(jí)要求,客觀、全面地反映東環(huán)南路站基坑變形的情況。設(shè)置的監(jiān)測(cè)要素有:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移及沉降、圍護(hù)結(jié)構(gòu)測(cè)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(kāi)挖平面圖》和《土方開(kāi)挖縱斷面圖》用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土方開(kāi)挖進(jìn)度及每分塊土方的開(kāi)挖范圍進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控。每分塊土方的開(kāi)挖范圍用不同的顏色在上述兩張圖紙中進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)識(shí),以確定合理的開(kāi)挖進(jìn)度及控制無(wú)支撐暴露時(shí)間,以便及時(shí)對(duì)開(kāi)挖過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。3)《土方開(kāi)挖記錄表》用于記錄及分析現(xiàn)場(chǎng)的土方開(kāi)挖作業(yè)。首先是以書面的形式對(duì)擬開(kāi)挖土方的進(jìn)尺及方量、開(kāi)挖方式進(jìn)行交底;其次是以書面形式通知監(jiān)理和監(jiān)測(cè)單位即將進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè);第三是要記錄開(kāi)挖塊中間開(kāi)槽時(shí)間、開(kāi)挖塊被動(dòng)區(qū)土方開(kāi)挖時(shí)間、施工鋼支撐牛腿時(shí)間、支撐架設(shè)時(shí)間及最重要的無(wú)支撐暴露時(shí)間。每分塊土方開(kāi)挖前,首先應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的土方開(kāi)挖與支撐作業(yè)交底,確保每分塊土方開(kāi)挖作業(yè)無(wú)支撐暴露時(shí)間為最小。作業(yè)前,應(yīng)確保挖土機(jī)械完好率、土方車數(shù)量及鋼支撐數(shù)量等。每次開(kāi)挖結(jié)束時(shí),提前半小時(shí)通知支撐作業(yè)隊(duì),確保工序可及時(shí)有效的銜接。4)《各塊土方開(kāi)挖無(wú)支撐暴露時(shí)間統(tǒng)計(jì)表》主要用于記錄各分塊土方開(kāi)挖的理論及實(shí)際無(wú)支撐暴露時(shí)間,并通過(guò)兩者的對(duì)比,用于分析問(wèn)題及采取相應(yīng)的措施。5)《現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析會(huì)記錄表》用于施工單位、監(jiān)理單位及第一方監(jiān)測(cè)單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況、監(jiān)測(cè)要點(diǎn)及處理措施進(jìn)行相應(yīng)的分析和記錄。每日監(jiān)測(cè)分析會(huì)由各單位技術(shù)人員簽字;每周一次的監(jiān)測(cè)分析會(huì)應(yīng)由施工方項(xiàng)目經(jīng)理或總工、監(jiān)理總監(jiān)、第一方監(jiān)測(cè)項(xiàng)目經(jīng)理參加并簽字。6)《現(xiàn)場(chǎng)巡檢記錄表》包括:(1)開(kāi)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(hù)結(jié)構(gòu)體系:支護(hù)體系施作及時(shí)性、滲漏水、支護(hù)體系開(kāi)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(kāi)裂、地表變形及開(kāi)裂、管線沿線地面開(kāi)裂、滲水、塌陷、管線檢查井開(kāi)裂及積水變化等情況。2建立完善的監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理體系結(jié)合國(guó)內(nèi)軌交建設(shè)安全管理經(jīng)驗(yàn),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(gè)層次的監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理體系(見(jiàn)圖1)。由圖可見(jiàn),針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工安全,其安全管理體系主要分為監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理中心和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理分中心,如何加強(qiáng)兩中心的聯(lián)系成為了現(xiàn)場(chǎng)施工安全的關(guān)鍵?！叭龍D四表”作為管理手段,由點(diǎn)到面,是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)基坑施工、技術(shù)及管理的有效工具。因此,各參建單位認(rèn)真發(fā)揮其職責(zé),積極推進(jìn)“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(zé)任1加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)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(jìn)工作;聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)咨詢單位及第三方監(jiān)測(cè)單位,推動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作,配合施工單位保證工作的順利進(jìn)行;對(duì)各單位監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理工作的開(kāi)展情況進(jìn)行考核評(píng)定。2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控核心設(shè)備工作負(fù)責(zé)協(xié)助、配合推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理分中心的工作;編制監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理中心的崗位職責(zé)和“三圖四表”管理辦法,對(duì)各個(gè)標(biāo)段進(jìn)行專項(xiàng)“三圖四表”交底;配合建設(shè)單位督察現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控分中心的工作;參加第三方監(jiān)測(cè)單位組織的聯(lián)合巡檢。風(fēng)險(xiǎn)咨詢單位專職人員負(fù)責(zé)將各自新“三圖四表”反映到遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái),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(duì)所負(fù)責(zé)的區(qū)域作出具體的安全評(píng)估。3監(jiān)測(cè)“三圖四表”的真實(shí)有效性負(fù)責(zé)協(xié)助、配合推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控分中心的工作;協(xié)助建設(shè)單位、風(fēng)險(xiǎn)咨詢單位完善基坑的“三圖四表”;審查“三圖四表”的真實(shí)有效性,并將結(jié)果上報(bào)至建設(shè)單位和風(fēng)險(xiǎn)咨詢單位;第三方監(jiān)測(cè)單位牽頭組織每個(gè)工點(diǎn)每周至少一次的聯(lián)合巡檢,并將聯(lián)合巡檢記錄表及時(shí)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)。2.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和質(zhì)量管理中心的職責(zé)1現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析會(huì)的更新“三圖四表”的工作由總監(jiān)統(tǒng)籌安排。該單位應(yīng)負(fù)責(zé)監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)施工單位“三圖”上墻的填寫與更新,把有效的措施或經(jīng)驗(yàn)及時(shí)向指揮部反映;負(fù)責(zé)“四表”中每日現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析會(huì)的組織與上傳平臺(tái),參加現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合巡檢及每日組織的巡檢活動(dòng)并及時(shí)上傳平臺(tái)。另外,每天組織施工單位、第一方監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行巡檢以及召開(kāi)“日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析會(huì)”和“周監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析會(huì)”;為“三圖四表”的相關(guān)科研工作提供技術(shù)支持。2過(guò)程監(jiān)控平臺(tái)的更新“三圖四表”的工作應(yīng)由總工負(fù)責(zé)統(tǒng)籌安排,由結(jié)構(gòu)(或巖土)工程師負(fù)責(zé)具體工作。施工單位應(yīng)負(fù)責(zé)配合指揮部做好基坑“三圖四表”的落實(shí)及各單位人員的對(duì)接,按時(shí)參加由監(jiān)理單位組織的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析會(huì)、現(xiàn)場(chǎng)巡檢以及第三方監(jiān)測(cè)單位組織的聯(lián)合巡檢。每日按時(shí)將“三圖四表”中各圖表進(jìn)行更新,并將更新內(nèi)容上傳至系統(tǒng)平臺(tái),記錄上傳系統(tǒng)平臺(tái)的起始時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)辦公時(shí)間、過(guò)程問(wèn)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(zé)單位,負(fù)責(zé)相關(guān)科研的會(huì)議組織、施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研以及協(xié)助編制軟件。3及時(shí)更新監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé),結(jié)構(gòu)(或巖土)工程師負(fù)責(zé)具體工作。第一方監(jiān)測(cè)單位按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布點(diǎn)情況完成本監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖,并標(biāo)明各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo),以便準(zhǔn)確查明測(cè)點(diǎn)與盾構(gòu)區(qū)間的相對(duì)位置,報(bào)第三方監(jiān)測(cè)單位審核;對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)增減、破壞等情況及時(shí)報(bào)告給施工、監(jiān)理、第三方監(jiān)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)咨詢等單位的相關(guān)負(fù)責(zé)人,及時(shí)更新“三圖四表”中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況;按時(shí)參加由監(jiān)理單位組織的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析會(huì)、現(xiàn)場(chǎng)巡檢以及第三方監(jiān)測(cè)單位組織的現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合巡檢。2.3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全評(píng)估通過(guò)“三圖四表”管理制度,能夠?qū)崿F(xiàn)兩中心信息的及時(shí)傳遞,保證施工信息流的運(yùn)轉(zhuǎn)。監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理中心依據(jù)“三圖四表”的內(nèi)容、第一方監(jiān)測(cè)單位以及第三方監(jiān)測(cè)單位上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),能夠與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理分中心的各單位進(jìn)行溝通,并對(duì)每日的工程施工環(huán)境等內(nèi)容進(jìn)行綜合安全評(píng)估,從而調(diào)整施工參數(shù),完善施工方案,及時(shí)向監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理中心反饋施工現(xiàn)場(chǎng)信息,調(diào)整工程項(xiàng)目進(jìn)度與計(jì)劃,并針對(duì)施工難點(diǎn)制定專題方案?？梢?jiàn),積極推進(jìn)“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(gè)圖表和四個(gè)表”在項(xiàng)目中的應(yīng)用結(jié)合寧波軌交1號(hào)線東環(huán)南路站工程,具體介紹“三圖四表”在實(shí)際工程中的應(yīng)用。3.1基坑開(kāi)挖的作業(yè)交底施工現(xiàn)場(chǎng)成立監(jiān)測(cè)監(jiān)控分中心,每日開(kāi)挖進(jìn)度要在“三圖”上予以標(biāo)識(shí)和更新,“四表”作為管控資料同樣應(yīng)及時(shí)更新整理。圖2為東環(huán)南路站的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)平面圖,監(jiān)測(cè)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(hù)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(guò)不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,確保全方位地監(jiān)控基坑開(kāi)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(kāi)挖前,首先應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的土方開(kāi)挖與支撐作業(yè)交底,確保每分塊土方開(kāi)挖作業(yè)無(wú)支撐暴露時(shí)間最短。作業(yè)前,檢查挖土機(jī)械的完好率、土方車及鋼支撐的數(shù)量等。每次開(kāi)挖結(jié)束時(shí),提前半小時(shí)通知支撐作業(yè)隊(duì),確保工序及時(shí)有效的銜接。圖3為軸線33至39的土方開(kāi)挖縱剖面圖。從圖中可以看出基坑開(kāi)挖的順序和支撐布局,有利于指導(dǎo)和規(guī)范實(shí)際施工流程。相應(yīng)地,還有《土方開(kāi)挖記錄表》,對(duì)擬開(kāi)挖土方的進(jìn)尺及方量、開(kāi)挖方式等進(jìn)行實(shí)時(shí)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(dòng)態(tài)管理的要求,及時(shí)收集及整理各項(xiàng)施工數(shù)據(jù),每日召開(kāi)監(jiān)測(cè)分析會(huì),及時(shí)對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,積極采取各項(xiàng)預(yù)控措施,控制基坑變形。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有不規(guī)范施工行為或突發(fā)險(xiǎn)情時(shí),應(yīng)立即上報(bào)風(fēng)險(xiǎn)咨詢單位,該單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況發(fā)出預(yù)警。預(yù)警發(fā)生后,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理分中心成員應(yīng)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),由監(jiān)理單位主持召開(kāi)分析會(huì)。針對(duì)事故危害性的不同,事故預(yù)警分為3種不同的等級(jí):黃色預(yù)警、橙色預(yù)警及紅色預(yù)警。其中,黃色預(yù)警——數(shù)據(jù)超標(biāo)較大且確認(rèn)為由施工引起,并且連日數(shù)據(jù)持續(xù)超標(biāo),速率呈加速態(tài)勢(shì),工程將進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài);橙色預(yù)警——數(shù)據(jù)嚴(yán)重超標(biāo),工程處于危險(xiǎn)狀態(tài);紅色預(yù)警——肉眼觀察有明顯危險(xiǎn)征兆,工程處于搶險(xiǎn)狀態(tài)。按照事故嚴(yán)重性不同而劃分的3級(jí)預(yù)警,其相應(yīng)的管理層面及措施也有所不同。例如對(duì)于紅色預(yù)警(即發(fā)生的最危險(xiǎn)事件),現(xiàn)場(chǎng)分析會(huì)就要求包括工程管理處負(fù)責(zé)人、安質(zhì)處負(fù)責(zé)人、第三方監(jiān)測(cè)單位(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人)、風(fēng)險(xiǎn)咨詢單位(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人)、設(shè)計(jì)管理部門負(fù)責(zé)人、施工單位(項(xiàng)目經(jīng)理、總工程師)、第一方監(jiān)測(cè)單位(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人)、監(jiān)理單位(總監(jiān)理工程師)、勘察設(shè)計(jì)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(guò)程中的“三圖四表”。通過(guò)整理分析“三圖四表”中對(duì)基坑施工實(shí)時(shí)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(shí)間內(nèi)了解施工工況,并制定相關(guān)的控制措施。監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理中心根據(jù)事件的不同危害等級(jí)發(fā)起相應(yīng)級(jí)別的預(yù)警,3級(jí)預(yù)警通過(guò)不同層級(jí)的單位、專家組,合理調(diào)動(dòng)資源對(duì)安全隱患或應(yīng)急事件進(jìn)行有效的處理。其中,“三圖四表”為3級(jí)預(yù)警提供了重要的參考依據(jù),有利于制定相應(yīng)的控制措施,而該搶險(xiǎn)措施又進(jìn)一步補(bǔ)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(hào)線工程基坑開(kāi)挖管理中取得了一定的成效。鑒于此,又將“三圖四表”進(jìn)一步延伸和應(yīng)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(dāng)班概況表》、《掘進(jìn)記錄表》、《巡檢記錄表》、《現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析會(huì)記錄單》。盾構(gòu)的“三圖四表”管理制度是應(yīng)用于復(fù)雜工程的又一次驗(yàn)證和完善。當(dāng)然,相對(duì)于基坑開(kāi)挖作業(yè),盾構(gòu)施工有其施工的特殊性和技術(shù)的復(fù)雜性,在“三圖四表”的應(yīng)用中還需進(jìn)一步完善。4現(xiàn)場(chǎng)施策