地铁深基坑工程风险管理研究

 

[摘要]地铁深基坑工程综合性强,涉及概念复杂、环境保护要求高,不确定性风险因素繁多。在实施过程中,这些风险因素加大了工程的技术难度和管理难度,严重影响了地铁工程的计划与总体目标的实现。介绍了主观风险源和客观风险源,并给出了相应的风险控制措施。强调了地铁施工过程中应对地铁深基坑风险充分重视并及时处理。

[关键词]地铁;深基坑工程;风险管理;风险源;处理措施

 

　　地铁深基坑工程是地铁建设中风险明显偏高的系统工程。自我国地铁开始建设以来,工程事故时有发生。因此,建立一套完善的风险管理系统显得尤为重要[1]。结合目前工程界对风险管理重视不够的情况。针对地铁深基坑工程的特点,提出一些风险识别与控制方法。

1 地铁深基坑工程的主观风险源

      识别项目主观风险源的方法很多[2],有的根据项目事件的时间顺序涉及人,有的根据工作类型、单位,有的根据技术功能责任人等进行分类。对地铁深基坑工程可采用根据工作类型、单位的方法分别对主观风险源进行识别。

1·1 规划环节

      地铁项目的站台规划多是综合诸多因素考虑后确定的,规划的科学性尤为重要。对于地铁站台选址,当然是人口流动或居住越密集的地方越易成为首选。但岩土工程条件及周边环境的复杂性决定施工的可行性和风险性。仅从政治经济角度去选址显然是地铁深基坑工程高风险的根源。

1·2 业主管理环节

      由于我国除上海、北京、广州外,各大城市地铁工程项目多是起步阶段,代表政府去进行操作和管理的组织(公司或指挥部)多是新近成立的,专业的富有经验的管理人员极为缺乏,对项目的驾驭能力极其微弱。毋庸置疑,这也是地铁深基坑工程主要风险因素之一。

1·3 设计环节

      地铁深基坑支护设计阶段的项目风险表现为以下几点:

      1)使用在建设地区不常用、不成熟的方法或技术

　   特别是支护形式的选取,有些深基坑支护工程若采用在本地区比较普遍的支护方法既安全又经济。但个别设计院仍是按本院在其他地区使用,自己感觉比较成熟的支护方法,既浪费了投资又增加了不确定因素。

      2)对有些地区饱和软粘性土认识不足,从设计上无法对深基坑变形进行控制和预防　有些设计者对深基坑开挖过程中深层位移达10cm左右的较大变形无法相信,因为计算书中的变形验算仅在2~3cm。

      3)设计理念僵化　不对区域岩土工程特征进行搜索和了解,忽视地方标准和规程的重大作用。地方标准中对深基坑支护设计部分的编写是多年来实践的产物,如支护墙(桩)的嵌入比等指标和相关分项系数等与国标有一定区别。因此,由于部分设计院的设计不够细化,导致有些地区地铁深基坑中出现软土深基坑变形无法控制,而阶地及丘岗支护偏保守的现象。

      4)服务跟不上导致险情加重　很多设计院由于地处外省,深基坑一旦发生险情便无法及时进行设计上的服务,留守人员也多是年轻缺乏经验的一般设计人员,那些经验丰富、水平较高的专家级设计师根本无法在工程应急中发挥服务作用。

1·4 施工环节

      1)施工单位管理水平低下,以包代管　作为政府重点工程,承包单位多为国有大型施工企业,由于拥有雄厚国有资本作后盾及多年的类似工程施工业绩,承接工程较为容易。但一些企业在施工中充分地将部分糟糕的管理模式发挥出来,表现为效率低下,执行力微弱。一些企业在缺少管理人员及技术人员或本企业员工管理不动情况下,干脆将工程内部肢解,分包之后更撒手不管。

      2)施工企业克扣分包费用,导致质量下降　一些施工单位目光短浅,不正当地追求利润最大化。将一些重点环节和工序以超低价分包出,即使在发生突发事件时仍不予增加费用,直接导致工程质量下降,应急工作严重滞后。人为地增大风险系数。

      3)忽视信息化施工,野蛮作业,违规操作　在施工安全监控工作上,很多施工单位不屑一顾。业主煞费苦心地要求将安全监控工作分包给有资质和实力的专业监测单位,但他们仅把监测资料作为工程的一份必备文件,认为仅是个形式而已。因此便出现了压低监测费用、无视监控报警、野蛮施工的行为。

1·5 监理环节

      中国地铁工程从施工至今时间并不太长,监理单位先是一些国内较大较专业的队伍,现在已逐渐使用了部分本地队伍。从地铁监理工作看,大部分在地铁监理中发挥了重要的作用,但仍有以下风险源存在。

      1)技术不专业　地铁工程特别是地铁深基坑工程需要大批具有岩土工程从业经验的监理队伍。但有些单位虽然配备多名监理工程师,但是有过深基坑工程相关经验的寥寥无几。

      2)人员配备不足　在地铁工程中,有些监理单位投标时人员充足,但进场时却大打折扣,人员总数不足投标时的一半,且变更人员较多。

      3)工作不负责个别监理单位没有充分重视人员旁站,甚至一部分抽检资料是安排施工单位代为编写。

2 地铁深基坑工程的客观风险源

      地铁深基坑工程为一综合性工程,客观风险源更不容忽视,除工程本身技术和管理难度高外,岩土层条件、交通条件、周边建筑物及市政管网情况,甚至市民对地铁工程的支持程度及反应,任一因素估计不足均会造成不可估量的损失和意外。现列举地铁深基坑工程两大主要客观风险源。

2·1 地质环境极其复杂

      多数建地铁的大城市均是依托江河水源地而建。大部分地域位于江河漫滩区,地层软弱,工程地质条件复杂。这种地层比较突出的特点是上部粘性土层为软土层与硬土层互层结构,在软土层中夹有粉细砂层透镜体,下部砂层的厚度较大,为承压含水层。地铁开挖深度一般超过10m,漫滩的软土地层结构在深基坑开挖过程中的环境工程地质问题较为突出。丘陵及山区城市地铁建设中坳沟与阶地交界处、土体与岩体交界处、岩体构造带等均是风险源高发区。

2·2 社会纠纷突出

      当初的市政工程及商住楼房建设均未考虑到地铁工程的规划与施工。那么当地铁进行施工时,薄弱的结构,恶劣的地基基础条件便凸现出来。由此引发的纠纷及突发事件也较多。修复、赔偿等问题便意外地出现,处理不当将严重影响地铁建设。

3 地铁深基坑工程风险控制措施

3·1 加强事前控制,从源头降低风险

      1)可选择性地采用常规的风险控制措施

      常规的几种风险控制方法[3]有:风险回避、风险预防、风险转移、风险自留以及投保。而对于地铁深基坑工程,特别是在施工期间,很多风险不是用常规的方法就能控制住的,其中风险转移、风险自留以及投保是可以使用的常规方法。风险转移就是做好施工日志,工程文件和工作量的及时签认,不可抗拒因素的记录及资料搜集等工作,为后期索赔作预备。风险自留就是对有些风险进行内部消化,有3种情况:①已知有风险,但由于可能获利而需冒险时,主动保留承担风险;②风险无法回避、转移时,被动地将其保留下来;③已知有风险,但采取措施的费用支出可能大于承担风险的损失时,亦会主动承担风险。工程投保则是最普遍采用的一种风险方法。

      2)利用群体决策支持系统技术进行项目决策

      地铁深基坑工程的复杂性已远远超出任何一个专家的知识领域或一种专业的专家群[4],而是需要技术、管理、财务、环境等一大批相关的不同领域的专家群体。利用群体决策支持系统可最大限度的发挥各决策人员的作用,增强决策结果的可信度,提高决策效果,帮助管理人员“做正确的事情”,将工程总体风险值压缩在合理的范围之内。

      3)加强风险管理研究,正确看待风险地铁深基坑工程施工期间总是伴随着风险的产生。因此,从某种意义上讲,地铁深基坑工程管理本身就是风险管理。目前对地铁深基坑工程风险管理的研究还不够,风险分析与管理应该成为地铁深基坑项目管理或项目监理的一个重要的组成部分。同时还应正确看待地铁深基坑工程风险问题,那种认为风险越小越好的认识是错误的,因为风险减小的代价是资金投入的增加。风险控制是把风险限定在一个合理的水平之上,然后研究其风险影响因素,进行控制。

3·2 过程控制尤为重要,细节驾驭风险

      在进行慎重的决策后,对风险有正确认识的基础上,更应加强过程控制。地铁深基坑工程过程控制[5]要点如下。

      1)围护结构作业

      围护结构是深基坑支护体系的基础,围护结构的好坏,直接影响深基坑工程的安全。目前围护结构主要由地下连续墙+支撑、钻孔灌注桩+止水帷幕+支撑、咬合桩+支撑、SMW工法+支撑等形式。这些都是比较成熟的施工工法。所以在围护施工期间,是否按工法要求进行施工控制,是确保围护质量的关键,对每道工序的检验亦是围护质量的关键。而围护体系的深度、底部沉渣厚度、防水接头的密闭性又是控制中的关键点,故对于围护体系必须按要求控制每个细节,确保围护在后续开挖中不沉、不漏,不发生重大变形。

      2)基坑降水

      深基坑工程一般情况下均有降水工程,有承压水影响的深基坑还应设置承压井。一旦维护体系封闭,坑内降水除可改善施工环境外,还会加强坑内土体的强度,减少深基坑变形,降水效果的好坏,直接影响深基坑变形的大小,坑内降水应从抽水量和水位保持两方面加以控制。如深基坑涉及承压水问题,则必须布设承压井,承压井应观测水头标高并进行控制,确保承压水头高度不影响深基坑安全,承压井在深基坑外布设为宜,且观测井必须采用大管径井口,确保测量水头高度的准确性,在降水影响到周边环境时,可布设回灌井,补充地下水。

      3)土方开挖与支撑

      土方开挖与支撑除按“时空效应”要求进行控制外,开挖顺序亦相当重要,应以缩短开挖时间,减少累积变形为主要控制目标。加快施工进度,降低无支撑暴露时间,合理安排结构与挖土的交错施工,保证有效支撑预加轴力等均为有效手段。开挖阶段关键是时间与节奏的控制,此段时间要求深基坑施工项目部必须对险情预兆及时进行评估,并落实风险预案的人员、材料、设备等。

      4)垫层与底板施工

      深基坑开挖到底,进行垫层底板施工前,一般为风险最高阶段,此阶段必须调集全部力量,昼夜施工,进度控制着结构安全。垫层应分块进行控制施工,不可为图方便,扩大单次混凝土浇筑范围。为加快施工进度,可采用提高混凝土强度等级等措施。

      5)监测信息反馈

      在深基坑施工过程中,监测工作极其重要。监测数据是评估深基坑安全的基础数据,监测点布置必须满足对深基坑整体情况的反映,且有代表性。在实际开挖中以计算量为控制目标,一旦突破,及时报警,原因分析极为重要,及时制定措施方案。

      6)抢险预案及队伍

      风险预案是一旦发生险情后的处理手段与组织措施,是深基坑施工中必不可少的环节。不仅要有方案组织措施,还应有专门的抢险队伍、设备与材料,一旦有险情应在最短的时间内将设备、人员、材料运抵现场。

4 结语

      1)地铁深基坑工程复杂多变,已有的建设实践证明,其事故发生频率较高。因此在地铁深基坑中引入风险管理意义重大,风险概念的建立是所有参建及相关人员的必修课程。

      2)地铁深基坑风险要正确地进行评估。要建立完善的评估决策支持系统,可将定性分析与定量计算有机结合,以提高决策的科学性。

      3)目前虽已建立了一些工程风险评价体系,但只有清楚风险发生的概率和影响程度后才能运用这些评价体系。因此,环节及过程控制才是控制风险的最基本手段。

 

参考文献:

[1]沈建明.项目风险管理[M].北京:机械工业出版社,2004.

[2]王卓甫.工程项目风险管理[M].北京:中国水利水电出版社,2002.

[3]约翰·拉夫特里.项目管理风险分析[M].李清立译.北京:机械工业出版社,2003.

[4]黄梯云.智能决策支持系统[M].北京:电子工业出版社,2001.

[5]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.