劉 旭 劉晨陽

隨著地鐵等城市軌道成為緩解特大型城市公共交通壓力的重要手段,我國的一些大城市正在興起一股興建軌道交通的熱潮。然而我國地鐵發(fā)展歷史較短,在建設(shè)中對潛在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)缺乏必要的分析和論證,以及人們對客觀規(guī)律認(rèn)識不足、管理不到位,地鐵工程安全事故頻發(fā),并造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。在眾多地鐵工程安全事故中,基坑工程風(fēng)險(xiǎn)防范尤為重要。

1 事故發(fā)生的原因

1.1 主觀因素

通過對“基坑工程實(shí)例”中的160起基坑工程事故的分析,可以將工程事故的主要原因歸納為以下五個(gè)方面:建設(shè)單位管理的問題,基坑工程勘察問題,基坑工程設(shè)計(jì)問題,基坑工程施工問題,基坑工程監(jiān)理問題。各個(gè)因素所占比例如圖1所示。

1)建設(shè)單位管理問題:發(fā)包基坑工程設(shè)計(jì)或施工任務(wù)書時(shí)無限度地壓價(jià),無限度地壓縮工期,造成時(shí)間十分倉促,使得設(shè)計(jì)中存在不少問題,一些方面考慮不周,各專業(yè)之間協(xié)調(diào)不夠,甚至出現(xiàn)設(shè)計(jì)安全度偏低、專業(yè)之間相互打架的現(xiàn)象;施工則往往粗制濫造,偷工減料,給工程留下了隱患。

2)勘察單位工程勘察問題:a.勘察資料不詳細(xì),所提供的數(shù)據(jù)不全面,使設(shè)計(jì)人員失去依據(jù),往往因急于出圖,則憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì),而估計(jì)的數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確,尤其是一些經(jīng)驗(yàn)不豐富的設(shè)計(jì)人員,常常由于估計(jì)失當(dāng)造成事故。b.勘察單位對地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)處理失誤,勘察報(bào)告提供的粘聚力、內(nèi)摩擦角均比實(shí)際數(shù)值大,使支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不安全。c.基坑勘察布點(diǎn)過少,沒有查明場地中某一地段的軟弱土層,使得設(shè)計(jì)選用同一支護(hù)結(jié)構(gòu),沒有特別處理,從而在施工時(shí)造成險(xiǎn)情。

3)設(shè)計(jì)單位問題:a.支護(hù)方案選擇不當(dāng)。深基坑支護(hù)方案的選擇取決于基坑實(shí)際開挖的深度、地基土體的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位、周圍環(huán)境、設(shè)計(jì)變形要求以及施工條件等諸多因素,任一因素考慮不周或疏忽都有可能造成嚴(yán)重后果。b.設(shè)計(jì)的安全儲備小。為了追求經(jīng)濟(jì)(業(yè)主的責(zé)任),過大地折減主動(dòng)土壓力減小支護(hù)結(jié)構(gòu)配筋;驗(yàn)算中使用的安全系數(shù)過小,最后導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)較大變形、滑坡、管涌、流砂等事故。c.荷載取值不當(dāng),與實(shí)際受力狀態(tài)有較大出入。

4)施工單位問題:a.防水、降排水措施不當(dāng)。地面防排水措施不完善,大量雨水滲入或地下水管滲漏,從而導(dǎo)致土體C和φ值下降;基坑降水時(shí)未做止水帷幕或止水帷幕不連續(xù)、不封閉,基坑內(nèi)嚴(yán)重滲水并引起基坑周圍一定范圍內(nèi)土體的不均勻沉降。b.施工質(zhì)量差。施工工藝落后,設(shè)備陳舊,管理水平低,監(jiān)理工作不力等使施工質(zhì)量極差。c.施工方法不當(dāng)。這方面的現(xiàn)象比較普遍,如基坑開挖應(yīng)按設(shè)計(jì)施工順序進(jìn)行,應(yīng)遵循“先撐后挖,嚴(yán)禁超挖”的原則,并進(jìn)行及時(shí)支護(hù)。開挖順序不當(dāng)或超挖而挖后未及時(shí)支護(hù),便極有可能引起工程事故。d.施工人員素質(zhì)低,安全意識淡薄。施工人員對工程事故毫無所知或安全意識差,在施工時(shí)隨意改變設(shè)計(jì)意圖或不進(jìn)行施工監(jiān)測或?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理不力,從而造成工程事故,這樣的例子也較普遍。e.為了節(jié)約,基坑施工沒有安排施工監(jiān)測,或不合理地削減檢測內(nèi)容,從而使監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面,不能形成綜合判斷,從而造成事故。f.基坑周圍因過多堆載而超載。由于施工場地狹窄,挖土及建筑材料等堆放在基坑邊,或大型施工設(shè)備行走于基坑邊,從而使樁頂嚴(yán)重超載,支護(hù)結(jié)構(gòu)變形。g.深基坑采用分包形式,圍護(hù)、支撐、降水、挖土為不同工程隊(duì)承包,配合不好而導(dǎo)致工程事故。

5)監(jiān)理單位問題:a.大多數(shù)基坑工程的監(jiān)理工作僅僅停留在施工階段的監(jiān)理,忽略了對基坑設(shè)計(jì)質(zhì)量的把關(guān),使隱患進(jìn)入施工階段。同時(shí)淡化了對材料的抽檢工作,為劣質(zhì)材料進(jìn)入場地開了方便之門。b.對基坑工程的重點(diǎn)部位和重點(diǎn)工序沒有旁站監(jiān)理,也沒有提醒施工單位高度重視,從而導(dǎo)致關(guān)鍵部位質(zhì)量不過關(guān),造成不必要的損失。c.對施工單位嚴(yán)重的錯(cuò)誤行為(如樁后卸土嚴(yán)重不足,挖掉支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)留置的反壓土體,先挖后撐,嚴(yán)重超挖,監(jiān)測不及時(shí)等)沒有及時(shí)制止,從而釀成事故。

1.2 客觀因素

1)地鐵建設(shè)大多集中在市區(qū),往往施工場地窄小,周圍建筑物密集,鄰近道路和市政地下管線,因而對基坑穩(wěn)定和變形控制要求極高,施工條件差,難度大。2)基坑工程涉及面廣,技術(shù)性很強(qiáng),同勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測、管理等都有關(guān)?；釉O(shè)計(jì)和施工涉及地質(zhì)條件、巖土性質(zhì)、場地環(huán)境、工程要求、氣候變化、地下水動(dòng)態(tài)、施工程序和方法等許多復(fù)雜問題,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò),都有可能導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。3)基坑工程施工周期長,且為隱蔽性工程,常需經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動(dòng)、施工不當(dāng)?shù)仍S多不利條件,安全度的隨機(jī)性較大,事故的發(fā)生往往具有突然性,難以防范。4)基坑工程中不確定因素多,如巖土性質(zhì)個(gè)體差異大,勘察數(shù)據(jù)離散性大,土與支護(hù)結(jié)構(gòu)作用機(jī)理研究不深入,致使安全系數(shù)的選取也具有不確定性。5)基坑工程屬臨時(shí)性工程,建設(shè)方一般不愿投入較多資金,一旦出現(xiàn)事故,處理也十分困難,造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響較大。

1.3 其他因素

1)突發(fā)性原因或其他不可抗自然因素。由于突發(fā)性的地震,山洪或連降暴雨的發(fā)生,造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。2)土的凍脹。土凍脹時(shí)會對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹力,若有水源補(bǔ)給時(shí),凍脹力可能成倍增加,致使結(jié)構(gòu)破壞。另外,凍土融化時(shí),還會產(chǎn)生融陷,破壞原有結(jié)構(gòu)的完整性,為結(jié)構(gòu)失效留下隱患。

2 防范措施

1)明確各級負(fù)責(zé)人的責(zé)任。要明確各級負(fù)責(zé)人的責(zé)任,形成合理的責(zé)任分擔(dān)體系,有利于發(fā)揮所有人的能力和積極性,共同做好安全管理工作。2)重視地質(zhì)勘察工作,特別要重視深基坑開挖所在地的地形、地貌、水文和工程地質(zhì)特點(diǎn)的查勘。對支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性易造成威脅的重要地段、重點(diǎn)地層和重要的土質(zhì)指標(biāo)要保證其可靠性。對不符合要求的勘察資料,不得進(jìn)行深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工。3)要重視地下水的影響,做好降水、排水和防水工作,因?yàn)椴簧俟こ淌鹿十a(chǎn)生的原因就是水的影響造成塌方。對水的處理不僅是指地下水,也包括土層中滯水、地下管道滲漏水、地面無組織排水以及施工期間的雨水等。4)監(jiān)測方案優(yōu)化。監(jiān)測數(shù)據(jù)是否能準(zhǔn)確、全面地反映工地的安全狀況,還取決于監(jiān)測方案的合理性,建議對每個(gè)即將開工的工地的監(jiān)測方案采取審查制度,這樣可以用較低的成本換來較高的顯示度。5)快速反應(yīng)。在出現(xiàn)安全隱患或者險(xiǎn)情時(shí),要充分利用系統(tǒng)的專家優(yōu)勢、管理人員優(yōu)勢、信息優(yōu)勢等快速反應(yīng),使各種風(fēng)險(xiǎn)處于可控狀態(tài)。6)制定嚴(yán)格的獎(jiǎng)懲制度,提高執(zhí)行力。根據(jù)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的獎(jiǎng)懲依據(jù),以理服人。

3 結(jié)語

隨著地鐵建設(shè)的不斷深入,地鐵深基坑建設(shè)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制工作已經(jīng)引起工程界的高度重視,理論研究和實(shí)踐探索都在不斷深入,以下為加強(qiáng)地鐵深基坑建設(shè)安全技術(shù)防范工作的幾點(diǎn)意見:1)加強(qiáng)工程風(fēng)險(xiǎn)管理與技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制;2)切實(shí)加強(qiáng)地鐵規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)和施工管理;3)加強(qiáng)選擇深基坑施工方案的技術(shù)論證;4)確保施工質(zhì)量,嚴(yán)格按照規(guī)范以及施組要求進(jìn)行施工;5)加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測與遠(yuǎn)程監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)信息化動(dòng)態(tài)施工;6)建立暢通的重大風(fēng)險(xiǎn)處理機(jī)制,保障人、財(cái)、物供應(yīng)的快速通道。

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