宋 瀟

中鐵十四局集團第四工程有限公司，山東濟南 250000

在社會經濟的高速發(fā)展之下，國家非常重視道路橋梁、水利水電等工程的建設工作，為此投入了大量的資金和技術建設相關工程。為了保證工程可以正常順利的施工，需要施工單位從工程風險評估的角度入手開展風險控制工作，形成此類工程深基坑明挖施工風險控制的思路，指導工程深基坑可以安全且保質保量的施工。

1 評估隧道深基坑挖掘施工風險

選取某市的某條鐵路工程為研究對象，深入分析鐵路隧道深基坑挖掘施工風險控制情況。該鐵路隧道長度為4000m，其中部分隧道地基經勘查屬于淤泥質地層，含水量高、穩(wěn)定性以及強度低，部分地方屬細砂層或存在溶洞，土層黏結性差，總長約為2300m，深基坑開挖寬度控制為15m，應用直壁支護開挖方法 （明挖順作）。研究此種性質隧道地基作業(yè)現場的基本條件，可以了解到附近并沒有大型的建筑，位于偏遠的山區(qū)，地基之下有著較為活躍的地下水活動情況。具體的深基坑明挖作業(yè)期間，于基坑內部應用的支護體系為混凝土、鋼管以及鉆孔灌注樁 （混凝土） 支撐，施工時需要將樁頂處預留的鋼筋和冠梁進行整體性的連接，每間隔4m的距離設置一處支撐 （豎向），其中進行橫向支撐施工時應用的鋼管參數為Φ609mm且進行了圍檁設計，使得橫向支護鋼管剛度明顯提升，止水帷幕施工應用旋噴樁作業(yè)（Φ650mm）。

1.1 故障樹風險分析

故障樹為近年來事故風險研究較常使用的分析方法，實際使用期間可以先結合研究對象對發(fā)生事故的條件、后果進行預測性分析，之后立足于因果與次序關系、邏輯符號構建程序方框邏輯關系圖，依照符號指向情況把握好可能會發(fā)生的相關事故類型、致使事故發(fā)生的相關危險因素、發(fā)生途徑以及造成的嚴重性后果，在邏輯關系的指引下找出有助于預防控制風險問題出現的有效對策[1]。

鐵路隧道深基坑工程中，挖掘時的風險是支護體系不能正常發(fā)揮支護作用，對其進行故障樹法的分析發(fā)現深基坑明挖施工方案設計可行性低、作業(yè)方法有誤、支護結構施工質量不達標、未做好工程施工期間的質量管理與監(jiān)理等因素為引發(fā)深基坑挖掘施工風險的關鍵影響因素，所以，構建隧道淤泥質土層深基坑明挖施工風險故障樹時，要求施工單位工作人員應對相應土層施工區(qū)域的地質、水文以及作業(yè)環(huán)境條件等情況進行詳細地調查了解，并且結合調查結果與深基坑施工方案設計人員一道進行故障樹的構建。主要的基坑支護體系失效故障樹結構包括鉆孔灌注樁受破壞、支撐體系無效 （水平） 、基底受破壞或發(fā)生基坑滲水、灌注樁不穩(wěn)定四個方面。以其中的鉆孔灌注樁破壞為例，分析導致破壞發(fā)生的因素可知有樁身折斷、樁體發(fā)生位移，而導致折斷的原因為樁體承受彎矩超過既定標準與抗彎能力有限，樁身發(fā)生位移則是由于基坑底部有明顯的隆起、抗彎強度與支撐能力差等；分析以上每個原因可發(fā)現，樁身折斷中的樁身抗彎能力低與鋼筋籠配筋、鋼筋以及混凝土質量不合格有關，導致承受彎矩過高的原因是施工前期沒有對土壓力、地下水滲入等數據進行合理計算；在樁身位移方面的基底隆起，是由于灌注樁施工時深度未達到要求與施工地區(qū)樁后地表堆載過大導致，抗彎強度差則是因為設計缺陷、選用的混凝土質量差，支撐能力差則為支撐間距遠高于設計要求、連續(xù)強度不符合作業(yè)標準等。因此，基于故障樹便可以對導致基坑支護失效下的作業(yè)風險進行詳細研究，保證最終完成的作業(yè)方案可以有效規(guī)避風險因素所致的不良影響，促使深基坑挖掘施工有著理想的作業(yè)質量，基坑支護體系質量合格且在應用期間不會發(fā)生支護失效的問題。

1.2 評估風險

風險發(fā)生幾率。評估人員需要參考類似工程以往深基坑挖掘施工發(fā)生的相關事故以及本企業(yè)工程建設經驗，并且邀請隧道深基坑明挖施工風險防控方面的專家學者來對風險發(fā)生率進行計算，方法為故障樹概率重要度，其中樁身連接圈梁牢固性差、基坑滲水、樁后地表堆載過大、混凝土質量、支撐間距偏大等事件的發(fā)生率偏高，威脅支護體系支護有效性。

風險損失。鐵路隧道深基坑工程由于建設施工規(guī)模較大，一旦發(fā)生風險將會給工程作業(yè)造成延期、成本增加等風險，得出風險發(fā)生可能性后，需要對相關風險實際發(fā)生后所致的嚴重后果進行準確計算，以便施工單位可以對明挖深基坑風險控制工作加強重視，提高對風險發(fā)生因素的警惕性，可以在施工期間采取措施良好的防控風險。在計算損失時，需要對工程建設前期進行地質勘探、深基坑挖掘、基坑加固、防滲水、支護體系、圍護結構、物料采購等工作環(huán)節(jié)涉及的費用總額進行計算，合計為工程初期投資，之后可采用C=P§Cz關系式得出初期投資和支護結構體系失效后產生的損失兩者之間的關系，其中Cz表示基坑挖掘與加固、圍護結構等工作費用的總額即為初期投資額，P指代風險發(fā)生概率，§指代工程作業(yè)期間由于作業(yè)安全事故所致的人員傷亡、工期延誤等損失[2]。本文所選工程基坑開挖風險計算期間，可知包括的前期投資Cz有支撐結構、基坑加固、止水帷幕等，由于屬淤泥質地層的隧道路段較長，直接按照總長計算風險損失會存在數據誤差，可以將路段分為幾段分別計算，對比不同路段風險損失，按照損失高低、風險等級、發(fā)生風險概率等級依次進行排列，以此為風險防控措施的制定與落實提供指導。

2 控制風險的關鍵思路分析

處理不良地質。針對深基坑挖掘地區(qū)出現的復雜地層結構，施工單位可以在作業(yè)之前提前對其進行處理，以此為后續(xù)的工程施工提供良好的工作環(huán)境。施工之前，深基坑風險控制管理人員需要聯合勘察人員了解施工地區(qū)地質基本情況，之后整合勘察資料明確土層性質；同時，需要對淤泥質土層下方的水位、水文活動情況進行監(jiān)測與調查，確保作業(yè)期間開挖作業(yè)面可以高于作業(yè)地方的水位；此外，基坑周邊位置施工期間，需要做好止水帷幕的施工工作，不可發(fā)生帷幕注漿作業(yè)不良以及作業(yè)時基坑內積水較多的問題。對于有溶洞的地區(qū)，可以在勘察地形地貌時直接注漿回填，以此封堵溶洞，減少滲水量；并且施工過程中需要嚴格按照混凝土噴護施工的要求，與深基坑挖掘工作一道進行支護作業(yè)，以期不良地質經過混凝土支護后強度可以符合標準的要求，一般先在土方上層噴護，檢查強度合格可以進行下層開挖[3]。

開挖期間的風險控制。對于作業(yè)期間出現的混凝土質量因素，要求施工單位在工程建設之前對于采購人員增強建設材料質量對工程施工重要性的宣講，提升采購人員的質量意識，確保采購回來的混凝土材料具有良好的質量；而且，在混凝土材料進場后需要管理人員繼續(xù)對材料進行抽樣檢查，若發(fā)現混凝土有質量問題則判定同一批混凝土均不合格，不可用于工程建設之中。針對支撐間距問題，如果發(fā)生間距過大情況，會導致樁身出現水平位移、支護結構應用效果差等問題，所以可在施工期間嚴格按照施工方案中明確的作業(yè)工序，在相應分段的淤泥質土層深基坑挖掘時進行標準化的施工，控制挖掘地方土方空間尺寸，在間距限制之下杜絕混凝土灌注樁出現較大幅度的水平位移。對于基坑內出現的雨水與地下水問題，可以應用“灌注樁+止水墻”進行支護施工，以免雨水直接流入以及水文活動下的地下水滲入基坑的情況發(fā)生，提升深基坑的穩(wěn)定性，降低塌方風險。對于樁后地表堆載過大問題，可以在挖掘基坑土方時，及時將廢棄土方運輸至施工范圍之外的地方，深基坑附近地方不可長時間的放置挖掘出的土方與填土，也不可將質量較大的施工機械設備直接放置于作業(yè)區(qū)域，要求深基坑施工地周邊50m處不可堆載較多施工設備、物料、廢棄物。此外，施工單位需要組建一支高水平的工程建設管理團隊，來對工程各個環(huán)節(jié)的作業(yè)質量進行監(jiān)督管理，其中在深基坑挖掘施工方面需要進行實時的支護體系施工質量、基坑土體變形、地下水位等的監(jiān)測工作，整合施工期間的相關數據，分析是否存在施工不良問題。若存在問題盡量在施工期間進行施工變更處理，有效預防與控制挖掘風險。

3 結語

隧道淤泥質地層深基坑明挖施工期間，在地質條件復雜、支護施工不良等因素影響之下，會導致隧道深基坑支護作業(yè)失效，從而造成多種施工風險問題，致使施工單位面臨較高的經濟損失，工程項目不能在既定的工期內按時交工，所以在工程風險控制期間可以采用故障樹法評估風險，進而采取有力手段控制風險的發(fā)生。