毕业论文-青岛地铁2号线施工风险分析与评价【终稿】

摘要随着我国经济建设的高速发展,城市化进程加速与都市人口膨胀，城市交通问题日益为人们所关注。为缓解大中城市交通压力，自新世纪以来，国家就把发展城市轨道交通列入国民经济“十五”计划发展纲要。近年来，全国上下地铁建设如火如荼，但在地铁飞速建设的同时，安全事故也屡见不鲜。地铁建设周期长、施工技术和工程环境复杂、事故影响大,不同具体条件下,地铁建设具有特殊性的特点，并且在施工过程中存在很多不确定因素,这就使得地铁施工风险分析与管理极其重要。本文就针对青岛地铁2号线施工工程，对其工程自身风险、环境安全风险和生态风险等进行评价，得到风险评价结论。针对上述得到的结论，本文从可控性的角度,给出了具体的控制措施,具有实践意义。关键词青岛地铁，风险因素,风险矩阵法,风险控制对策ABSTRACTWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFECONOMICCONSTRUCTIONINCHINA,THEACCELERATIONOFURBANIZATIONANDURBANPOPULATIONEXPANSION,THEPROBLEMOFURBANTRANSPORTATIONISINCREASINGLYCONCERNEDTOEASETHETRAFFICPRESSUREONTHELARGEANDMEDIUMCITIES,SINCETHEBEGINNINGOFTHENEWCENTURY,THESTATEPUTDEVELOPMENTOFURBANRAILTRAFFICINCLUDEDINTHEOUTLINEOFTHE“TENTHFIVEYEARPLAN“DEVELOPMENTOFNATIONALECONOMYINRECENTYEARS,THENATIONALSUBWAYCONSTRUCTIONISINFULLSWING,BUTTHERAPIDCONSTRUCTIONOFTHESUBWAY,WHILETHESECURITYINCIDENTSAREALSOCOMMONLONGMETROCONSTRUCTIONPERIOD,CONSTRUCTIONTECHNOLOGYANDENGINEERINGENVIRONMENTISCOMPLEX,THEEFFECTSOFTHEACCIDENT,DIFFERENTSPECIFICCONDITIONS,THESUBWAYCONSTRUCTIONHASSPECIALCHARACTERISTICS,ANDINTHECONSTRUCTIONPROCESSEXISTSMANYUNCERTAINFACTORS,WHICHMAKESTHERISKANALYSISANDMANAGEMENTOFSUBWAYCONSTRUCTIONISEXTREMELYIMPORTANTTHISPAPERISAIMEDATTHECONSTRUCTIONENGINEERINGOFNO2SUBWAYLINE,ANDCARRIESONTHEEVALUATIONTOITSENGINEERINGOWNRISK,THEENVIRONMENTSAFETYRISKANDTHEECOLOGICALRISK,ANDGETTHECONCLUSIONOFTHERISKASSESSMENTFROMTHEVIEWOFCONTROLLABILITY,THISPAPERGIVESTHECONCRETECONTROLMEASURES,ANDHASPRACTICALSIGNIFICANCEKEYWORDSQINGDAOMETRO,RISKFACTOR,RISKMATRIXMETHOD,RISKCONTROLSTRATEGY目录1绪论111研究背景及意义112国内外研究现状4121国外的研究概况4122国内的研究概况613研究内容及技术路线7131研究内容7132技术路线82青岛地铁2号线施工概况921青岛地铁2号线基本概况922青岛地铁2号线施工技术概述11221明挖法施工11222盾构法施工11223矿山法（钻爆法）施工123青岛地铁2号线施工风险分析与评价1331工程风险13311定义13312风险属性13313风险发生机理13314工程风险分级标准1432延安路站工程施工风险分析16321青岛地铁2号线延安路站工程概况16322基本风险、引起风险因素16323风险分析17324风险估测1833南燕区间盾构施工风险分析24331盾构施工简介24332盾构机简介及施工工艺25333南燕区间工程概况26334风险分析274地铁施工风险监控及控制措施3241施工风险监控管理32411施工风险预警预报32412施工风险跟踪管理32413施工风险通告3442施工风险控制措施34421重大危险源的控制措施34422一般危险源控制措施365结论与展望3851结论3852展望38致谢40参考文献411绪论11研究背景及意义随着我国经济建设的高速发展,城市化进程加速与都市人口膨胀，城市交通问题日益为人们所关注。大中型城市人口快速聚集,住宅用地、建设用地、绿化用地以及工业用地需求的不断增长与城市用地紧张之间的矛盾日益突出,城市交通规划也面临严峻的形势与挑战。1在公共交通系统中,单靠传统的低运量公共汽车,早已无法满足居民的多层次出行以及城市环境资源合理利用与开发的需求,而城市地铁除去自身具有运行速度快、污染能耗低、交通事故少、性价比高等特点外,还能肩负分散城市人口、加强各区域联结、增加城市经济发展和就业机会等功能,是目前解决城市交通拥挤的一个最优方式。近些年来，全国多个大中城市都在计划着或者进行着城市地铁建设。2013年国家发改委又批复了14个地铁项目,依据规划目标,到2020年全国城市地铁运营里程将达7500KM。2目前我国无论是修建地铁的城市数量,还是规划的地铁总里程,均已跃居世界前列。虽然中国地铁建设高歌猛进,但施工过程中存在的极大风险却不容忽视。表11国内大中城市部分在建地铁一览表城市项目建设里程广州地铁号线全长244公里地铁9号线一期全长201公里上海地铁20号线工程全长332公里地铁13号线全长16公里地铁12号线全长13公里重庆地铁1号线全长46公里青岛地铁2号线全长296公里地铁3号线全长249公里南京地铁1号线全长2172公里对于地铁这一地下工程建设，其具有隐蔽性大、工期长、技术条件复杂、人员流动强等特点,而且力学状态、围岩的力学物理性质在动态施工过程中是改变的,在施工过程中存在很多不确定因素,使得施工安全问题十分突出,这就使得地铁建设逐渐变成一项高风险的工程项目。一方面,地铁建设项目自身具有投资数目大、周期建设长、施工技术和环境复杂、事故影响大的特点,而且由于地质条件、工期、造价、技术难度的限制我国普遍采用浅埋设计,埋置深度小则意味着施工引起的地层变位危害增大,使得施工风险进一步增加。另一方面,我国地铁建设历史尚短,大部分现场的技术和管理人员对于施工风险的理论基础掌握不够扎实、意识不够强烈、实践经验也不足,缺乏一套完善又切实可行的风险管理体系来对潜在风险进行科学的辨识、监测、分析和反馈。以上两方面原因导致我国城市地铁建设过程中施工安全事故频发,往往会导致周围建筑损毁、人员伤亡,造成了巨大的经济损失和严重的社会影响。3在地铁施工过程中，如果没有对施工风险进行缜密的分析，安全管理不善,对各种安全风险认识的不足,就可能酿成重大灾害事故,导致重大的经济损失和不良的社会影响。特别是近几年随着建筑材料和建筑技术的创新,使工程建设速度大大加快,施工难度也在不断加大,从而引发了新的危险因素,国内外地铁建设中的安全问题异常突出,安全事故频频发生,比如2008年，杭州地铁湘湖站坍塌事故；2009年8月2日，西安地铁1号线施工现场因沟槽开挖支护不及时导致塌方，造成2人死亡；2010年7月14日，北京地铁M15号线车站施工过程中，支撑钢架脱落，导致2死8伤；2012年12月31日，上海地铁12号线某停车场在施工中发生坍塌，造成5死18伤等等。这些事故都造成了严重的经济损失和社会影响。从这些事故中,我们清晰地意识到地下工程建设中面临的巨大风险。图112008年杭州地铁湘湖站坍塌事故图122009年西安地铁1号线施工现场塌方事故图132010年北京地铁M15号线车站钢架脱落事故施工安全风险是关系到人身安全和国家财产安全的重大问题,从我国地铁建设的现状出发,我们的确需要开展施工安全风险的研究,最大限度地保障人民生命财产安全,促进城市的可持续发展。施工企业要合理运用安全风险管理手段指导施工,减少风险管理工作的盲目性,增加风险控制的效果,保证地铁工程建设的安全和质量。现如今，我国的地铁建设由于受到技术手段和管理水平的制约,影响了项目实施效率和经济效益。尤其是对风险分析的不足以及控制不到位，导致地铁施工事故频发，因此对地铁施工风险分析及控制对策研究就十分必要，这不仅有利于降低灾害风险事故发生的可能性，有利于减轻灾害风险事故造成的经济和社会损失，而且地铁施工风险分析与控制对策研究对国家和社会也有积极作用。12国内外研究现状121国外的研究概况安全利用技术,不仅依靠技术的本质安全,而且需要人、环境的协同。因为技术功能的“逆演化”现象一技术失控导致的灾害或事故,是人、机、环境三个子系统综合欠缺的产物。人类所应遵循的认识观和方法论详见图4和图5随着社会和经济的发展与进步,还将发展、改变或更新。技术风险的必然性不可完全绝对避免与（客观的观点）风险最小化原理安全认识论技术风险的必然性安全阀可变原理（动态的观点）安全标准时效性原理技术风险的必然性消除性原理（可控制的观点）减轻性原理图14安全认识论体系4经验论事后调查研究（事后反馈决策型）事后统计分析事后采取整改措施安全方法论事先预测论事件链分析（预期控制型）系统过程化动态分析与控制综合系统论人的优化（培训、教育）（综合对策性）技术化（本质安全、可靠性技术）能量逆流控制、信息流图15安全方法论体系4风险评价是安全系统工程的一项基本内容,是利用系统工程方法对拟建或在建工程可能存在的风险及其可能产生的后果进行综合评价和预测,并根据可能导致的事故风险的大小,提出相应的安全对策措施,以达到工程系统安全的过程。所谓安全系统工程是人们为防止复杂巨系统事故,开发、研究出来的安全理论、方法体系。自上个世纪70年代以后,国外的风险分析评价的应用研究就取得了一定的成果,而且随着地下工程项目的不断发展，风险分析与评价的研究也不断跟进与完善美国的EINSTEINHH1974、1994、1996、1998曾撰写多篇有价值的论文,指出了隧道工程风险分析的特点和应遵循的理念。HEINZDUDDECK1987介绍了地下空洞的三个类别的风险功能、结构、合同,以及他们如何影响地下空洞的设计。正是由于其功能和结构的失败原因是多方面相关关联的,因此需要采用风险评估的方法。作者针对风险评估提出了多项建议,包括国际隧道工程协会的关于合同风险分担的建议；1996年STURK和LSSON等介绍了一种针对大型地下工程建设风险和决策的分析系统,给出了一些实用的分析方法,并将其用于瑞典的斯托克霍姆环线隧道中心；REILLSJJ2000将地下结构工程中的主要风险分为4类造成人员或伤亡、财产和经济损失的风险造成项目造价增加的风险造成工期延误的风险和造成不能满足设计、使用要求的风险；GORDONTCLARK2002在对美国西雅图地下交通线工程进行风险分析时提出了风险指数法。该方法类似于风险矩阵法,根据风险指数的分值对风险的大小进行分级。国际隧道协会也在2002年10月由SORENDEGNESKESEN和PERTENGBO等撰写了GUIDELINESFORTUNNELINGRISKMANAGEMENT,为隧道工程以岩石隧道为主的风险管理提供了一整套参照标准和方法。WOUDESV2003对BETUWEROUTE盾构隧道进行了风险分析,并且介绍了风险管理在BETUWEROUTE隧道各个阶段的应用过程及各阶段风险管理的任务和责任的主要承担者。他将风险分析应用到BETUWEROUTE盾构險道的初步设计和投标阶段,进行了广泛的风险分析,通过详细分析设计和监控隧道工程的施工来进行风险控制。CHOIHH等人2004研究了地铁建设工程的风险评估方法,提出一标准化的评价程序,包括确定风险、分析风险、评价风险和管理风险四步。研究过程中,使用一种基于模糊概念不确定性模型的分析软件,并以韩国的地铁建设为例进行研究；HOLICKM2006等人将风险最优化的概率方法运用到公路隧道设计过程识别最有地铁施工项目风险评价研究效的安全措施中,提出风险管理的框架以及使用风险评价重复进行的流程进行风险评估,阐述最优化规避风险方法的流程。通过标准化比较措施风险,选择最优化方案。122国内的研究概况我国安全评价工作开展较晚,无论是安全评价方法,还是安全评价基础数据,与一些工业化国家都有很大的差距。如我国还没有建立系统的风险标准,在欧洲、美国等普遍采用的量化的定量风险评价法由于没有基础数据库还很少采用。安全评价还停留在对生产过程的危险有害因素的识别与分析,查找生产过程中的事故隐患,按照安全生产法律法规和标准提出安全对策措施的阶段。但随着我国城市轨道交通建设的快速发展,地下结构工程风险分析应用领域得到前所未有的关注,一些专家学者开展了应用研究,取得了一定的成果。在地下工程及轨道交通应用方面,同济大学的丁士昭教授1992对我国广州地铁首期工程、上海地铁一号线工程等地铁建设中的风险和保险模式进行了研究。范益群以可靠度理论为基础,提出了地下结构的抗风险设计概念,计算出基坑、隧道等地下结构风险发生的概率以及定性评价风险造成的损失,并提出改进的层次分析方法。莫若揖,黄南辉2007参考国际隧道协会所建议的分级系统,将2001一2006年间在亚太地区地铁工程施工期间所发生的43个事故,依其后果的严重性分级,以作为发展地下工程风险管理的基础。纳入考量的目包括人员伤亡、经济损失及对民众生活的影响、工期的延误,以及对交通的影响。并以新加坡政府在尼浩大道灾变后所采取的一连串措施为例列出地下工程风险管理的要素,勾画出地铁风险管理制度的基本架构。范京玲、马培贤等人2008以北京地铁为例,对风险源进行系统统计,确保施工及周边环境的安全,重点从施工准备阶段的安全风险预控措施即监理建设及现状调查风险识别,施工阶段的安全风险控制措施,从小导洞开挖、车站主体二衬施工、出入口施工等几方面说明重点控制方法,经过甲方、设计、监理、施工单位多方管理控制风险源。513研究内容及技术路线131研究内容对于本课题的研究，应从以下几个方面考虑1对青岛地铁2号线的基本概况进行细致考察及了解；2地铁施工技术的基本概述（针对青岛地铁2号线）；3查找记录青岛地铁2号线施工工程中的所有风险因素并整理分析；对于青岛地铁2号线，深基坑的开挖较多，尤其是明挖基坑。明挖基坑施工开挖深度、跨度大。钢管支撑及钻孔围护的技术要求较高。因此，保证明挖施工不造成土体坍塌、建筑物过量沉降、既有车站结构过量沉降及变形是非常重要的。6并且2号线有部分隧洞是用盾构法施工，因此对于盾构机的施工风险因素整理分析也是课题的重点。132技术路线图16技术路线图实地调查走访搜集资料数据理论基础工程实例分析风险预防控制地铁施工技术概况地铁地质概况地铁周围环境安全风险分析安全风险评估2青岛地铁2号线施工概况21青岛地铁2号线基本概况青岛地铁2号线一期工程线路全长252公里，均为地下线，西起泰山路站，途经市北区、市南区、崂山区、李沧区四个区至终点李村公园站。全线共设车站22座，均为地下站。青岛地铁2号线是连接青岛东部、西部及北部的一条骨干线路，同时将青岛老城区、行政中心、商业中心、东部文化中心、北部生活中心等一系列市区内比较大的客流集散点连接在一起。由于地铁2号线一期工程沿线经过的人流密集区较多，为减少对周围地上商贸区的影响，沿线22座车站中，除五四广场站、李村站两处换乘车站与地铁3号线同步实施外，其余20座车站中10座采用明挖法施工，9座车站采用暗挖法施工，1座车站青岛汽车东站采用明暗结合法施工。青岛地区普遍分布花岗岩，褐黄色肉红色，粗粒结构，块状构造，主要矿物成分长石、石英，并含少量角闪石及黑云母。根据其风化程度的不同可分为强风化上亚带、中等风化带及微风化带。现分述如下第16上层（强风化上亚带）揭露层厚030700M，层底标高6532113M。褐黄色肉红色，矿物蚀变强烈，长石多高岭土化，岩芯手搓呈砂土状，夹有少量角砾碎块状岩芯。该层岩体为极破碎的软岩，岩体基本质量等级级。第17层（中等风化带）揭露垂直厚度0701610M，肉红色，岩芯呈碎块短柱状，柱体粗糙稍光滑，构造节理及风化裂隙较发育，多为高角度节理，节理面呈闭合微张开状，节理面见铁染现象，长石部分蚀变、褪色，受力易沿节理面裂开。揭露段岩体完整性指数KV一般为0305，属较破碎的较软岩，岩体基本质量等级级。第18层（微风化带）揭露垂直厚度1302960M。肉红色，矿物多未蚀变，仅节理面矿物有所蚀变，节理一般发育，岩芯较完整，坚硬，锤击声脆，岩样多呈短柱长柱状。部分岩脉旁侧段节理较发育，多为高角度节理,岩体较破碎，岩样呈块状。揭露段岩体完整性指数KV一般大于060，属较完整的较坚硬岩，岩体基本质量等级级。煌斑岩在场区穿插分布于粗粒花岗岩中，煌斑岩为沿软弱结构面侵入的脉岩，其走向以北东向为主，倾角多为高角度，一般脉宽约0520M。其颜色为灰黄色褐色灰绿色，细粒斑状结构，块状构造，主要矿物成分斜长石、云母、角闪石。煌斑岩强风化层一般厚度较大，多呈砂土状，具遇水软化的特性，中等风化煌斑岩强度较高，但遇水及暴露后强度降低较大。微风化煌斑岩强度高，多属坚硬岩。第161层（强风化带）厚度070330M，黄绿灰绿色，矿物蚀变强烈，岩芯手搓呈砂土状，局部夹有少量直径14CM块状岩芯，锤击易碎散。该层岩体为极破碎的极软岩，岩体基本质量等级级。第171层（中等风化带）垂直厚度140870M。黄绿灰绿色，岩芯呈碎块块状，构造节理及风化裂隙较发育，节理面见铁染现象，局部隙间夹有次生矿物，岩样锤击易碎散，声暗哑。揭露段岩体完整性指数KV一般为0305，属较破碎的较软岩，岩体基本质量等级级。第181层（微风化带）垂直厚度020210M。灰绿墨绿色，岩芯呈碎块短柱状，柱体光滑，构造节理及风化裂隙较发育，节理面见铁染现象，岩样锤击声脆不易碎。该层岩体属较破碎的较硬坚硬岩，岩体基本质量等级级。细粒花岗岩是沿软弱结构面侵入的脉岩，其产状同煌斑岩。一般脉宽0520M，海尔路站处形成细粒花岗岩岩床，细粒花岗岩抗风化能力强，但除细粒花岗岩岩床外一般节理、裂隙较发育。第162层（强风化带）垂直厚度070200M。肉红色，细粒结构、块状构造。主要矿物成份为长石、石英，岩体破碎，岩芯呈角砾块状，部分手可掰碎。该层岩体为极破碎的极软岩，岩体基本质量等级级。第172层（中等风化带）垂直厚度110640M。肉红色，结构、构造、矿物成分同上，岩体节理裂隙发育，矿物蚀变较轻，沿节理面见铁染、绿泥石化斑点。岩芯多呈块状，少量短柱状，岩块坚硬，锤击声脆，不易碎。揭露段岩体属较破碎的较硬坚硬岩，岩体基本质量等级级。第182层（微风化带）垂直厚度1602060M。肉红色，结构、构造、矿物成分同上，节理裂隙较发育，矿物新鲜，沿节理面见铁染、绿泥石化斑点。金刚石钻进采取的岩芯呈块状短柱状，柱体光滑，岩块坚硬，锤击声脆，难碎。揭露段岩体属较破碎的坚硬岩，岩体基本质量等级级。糜棱岩垂直厚度120M。灰白色灰绿色，原岩主要为花岗岩，受动力作用影响，矿物大部分都已高岭土化、绿泥石化，具明显变质岩特征。钻探揭示段岩石风化强烈，岩石具散体状泥状结构，条带状条纹状构造，岩块干时较坚硬，湿时易软化，多具塑性。糜棱岩为极破碎的极软岩，岩体基本质量等级级。22青岛地铁2号线施工技术概述221明挖法施工明挖法就是从地面直接向下开挖基坑,根据施工场地情况采用一定的放坡或做支护,由上向下开挖土石方至设计标高,后从基底由下向上顺作施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法是多数国家地铁、隧道施工的首选方法,主要原因是其施工技术简单、快速、经济,因此，在地面交通和环境允许的情况下通常采用明挖法施工。明挖施工法经常被用于浅埋地铁车站和区间隧道,其属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区,因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑四周原状土的保护,防止地表沉降,减少对既有建筑物的影响。7其缺点也十分明显,如阻断交通时间较长,噪声与震动等对环境的影响。明挖法施工适用于场地无建筑物或地下构筑物拆改后直接开挖的基坑。明挖法的重大危险源深基坑,主要体现在土方开挖阶段,相邻建构筑或基坑壁坍塌,施工过程中地下管线断裂等。高大模板也是车站明挖施工的重大危险源,其危害主要表现为支模架失稳坍塌造成群死群伤。222盾构法施工盾构法施工是以盾构机在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构SHIELD是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装或现浇一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法的主要优点除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对四周居民的噪声和振动影响盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行。适于地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性。盾构法的重大危险源土体坍塌掌子面失稳,以及地面隆起、地面塌陷和管线断裂所衍生的次级安全危险源。223矿山法（钻爆法）施工矿山法此处主要指传统矿山法要用钻眼爆破方法开挖断面,使用人工或装渣机出渣,大型自卸柴油机车运输而修筑隧道及地下工程的施工方法。因借鉴矿山开拓巷道的方法得名。用矿山法施工时,将整个断面分部开挖至设计轮廓,并随之修筑衬砌。当地层松软时,则可采用简便挖掘机具进行,并根据围岩稳定程度,在需要时应边开挖边支护。分部开挖时,断面上最先开挖导坑,再由导坑向断面设计轮廓进行扩大开挖。分部开挖主要是为了减少对围岩的扰动,分部的大小和多少视地质条件、隧道断面尺寸、支护类型而定。在坚实、整体的岩层中,对中、小断面的隧道,可不分部而将全断面一次开挖。如遇松软、破碎地层,须分部开挖,并配合开挖及时设置临时支撑,以防止土石坍塌。矿山法的重大危险源支撑衬砌支护失稳,危害表现为相邻建构筑或地表变形严重或围岩坍塌或地下涌水。3青岛地铁2号线施工风险分析与评价31工程风险311定义若存在与预期利益相悖的损失或不利后果（即潜在损失），或由各种不确定性造成对工程建设参与各方的损失，均称为工程风险。8312风险属性风险属性包括风险因素、风险事故和风险损失，即由于潜在的风险因素导致发生风险事故，从而导致承险体发生损失。风险后性关系见图31。风险一旦发生必然导致不良后果，工程风险具有不确定性、可度量性、相对性和可变性等特点。与预期结果的差异或不利性工程风险风险事故风险损失风险因素图31风险属性关系图313风险发生机理地铁及地下工程建设投资大施工工艺复杂，施工周期长，周边环境复杂，建筑材料和施工设备繁多，涉及专业工种与人员众多，具体表现为工程建设的工程地质与水文地质等自然条件的复杂性；工程建设中机械设备、技术人员和技术方案的复杂性；工程建设的决策、管理和组织方案的复杂性；工程建设周边环境（建筑物、道路、地下管线及周边区域环境等）的复杂性。地铁及地下工程建设期的风险发生机理见图32。图32地铁及地下工程风险发生机理314工程风险分级标准风险分级标准包括风险事故发生概率的等级标准（简称风险概率等级）和风险事故发生后的损失等级标准（简称风险损失等级），根据工程风险定义，制定相应风险的分级标准和接受准则。9（1）根据工程风险发生的概率（或频率）可分为五级，具体等级标准见表31；表31工程风险概率等级标准等级ABCDE事故描述不可能很少发生偶尔发生可能发生频繁区间概率P001001P0101P11P10P10注P为风险事故发生概率。（2）考虑风险损失不同的严重程度，建立风险损失的等级标准见表32；表32工程风险损失等级标准等级12345描述可忽略的需考虑的严重的非常严重的灾难性的（3）根据不同的风险概率等级和风险损失等级，建立风险分级评价矩阵（简称风险评价矩阵）风险评价矩阵见表33；表33风险评价矩阵风险损失风险1可忽略2需考虑3严重4非常严重5灾难性AP001一级一级二级三级四级B001P01一级二级三级三级四级C01P1一级二级三级四级五级D1P10二级三级四级四级五级发生概率EP10二级三级四级五级五级（4）不同等级的风险而采用不同的风险控制对策与处置措施，结合风险评价矩阵，不同等级风险的接受准则和相应的控制对策见表34；表34风险接受准则等级接受准则控制方案应对部门一级可忽略的日常管理和审视二级可容许的需注意，加强日常管理审视三级可接受的引起重视，需防范、监控措施工程建设参与各方四级不可接受的需决策、制定控制、预警措施五级拒绝接受的立即停止，整改、规避或启动应急预案政府部门及工程建设参与各方32延安路站工程施工风险分析321青岛地铁2号线延安路站工程概况青岛地铁延安路站位于海信立交桥以南，沿延安三路下方布设。车站总长19880米，地下两层105米岛式车站。车站共设置三个出入口，采用暗挖工法。施工现场多为高层建筑和时间较长的老楼，距地铁主体最近的仅有7、8米。施工现场范围内地下管线密布，施工场地狭小，施工难度较大。此外，本站所在场区地形起伏变化较大，沿线建筑均为多层，第四系为全新统人工堆积层、洪冲积层粉质粘土、上更新统洪冲积层粉质粘土、砂土，厚02137M，地貌成因为剥蚀堆积缓坡。通过钻探揭示，场区第四系厚度0201710M，主要由第四系全新统人工填土（Q4ML）、洪冲积层（Q4ALPL）、上更新统洪冲积层（Q3ALPL）组成。场区内基岩以粗粒花岗岩为主，煌斑岩、细粒花岗岩呈脉状穿插其间，部分钻孔中揭露碎裂状花岗岩及糜棱岩。第四系全新统冲洪积层（Q4ALPL）在场区普遍分布，层厚080660M，层底标高3401241M。褐色黄褐色，可塑，具中等压缩性，见有铁锰氧化物条纹，韧性、结构性一般，含少量砂粒，切面较光滑，干强度中等，局部夹有粗砂薄层。基岩以粗粒花岗岩为主，并见有后期侵入的细粒花岗岩、煌斑岩岩脉，局部由于受构造影响见有碎裂状花岗岩、糜棱岩。由于长期受内外地质营力作用，场区内岩体物理力学性质在空间上发生了不同程度的变化，自上而下形成了性状各异的风化带。不同岩性由于其矿物成份、结构构造不同，且受内外动力作用改造的程度不同，导致其风化程度及风化带特征也有较大差异。322基本风险、引起风险因素根据设计现场勘察资料和给定的设计图纸对某站点危险单元划分及风险进行分析（1）地铁车站深基坑开挖易发生坍塌，尤其是级围岩。（2）二衬施工属于高空作业，存在人员高空坠落和高空坠物等危险因素。（3）挖机、装载机、空压机等特征设备存在使用过程中出现事故的危险因素。通过与相关经验人员座谈、评估小组讨论、专家咨询、工程类比及相关人员调查等方式，分析评估单元中可能发生的典型事故类型，并形成风险源清单。表35隧道工程施工安全风险源普查清单序号风险源判断依据1深基坑开挖可能导致坍塌、机械伤害、物体打击、高处坠落2基坑边坡防护可能导致坍塌、物体打击、高处坠落3洞内运输可能导致机械伤害4钻孔作业可能导致坍塌、机械伤害、高处坠落5立钢拱架立钢拱架期间易发生塌方、机械伤害等事故6初期支护可能导致坍塌、物体打击、机械伤害、触电7二次衬砌可能导致物体打击、高处坠落、触电323风险分析采用系统安全工程的方法，从人、机、料、法、环五个方面分析导致事故的致险因子如表所示。人员方面，未接受安全教育、未持证上岗、无相关证件等；机械方面，未经过安全检查、劳损严重等；原料方面，物料乱堆放、原材料不合格或不符合设计要求等；施工方法方面，未按设计施工、重大施工方案未经审查等；环境方面，主要是围岩情况复杂，给施工带来困难。表36风险源风险分析表单位作业内容潜在事故类型不安全状态不安全行为备注坍塌防护不当等忽视安全、警告等物体打击无防护等操作错误等车站深基坑开挖高处坠落无防护、警告标志忽视警告标志等坍塌防护不当等忽视安全、警告等物体打击无防护等操作错误等洞身开挖高处坠落无防护、警告标志忽视警告标志等机械伤害使用不安全设备等设备带病运转等坍塌防护不当等忽视安全、警告等物体打击无防护等操作错误等高处坠落无防护、警告标志忽视警告标志等初期支护触电设备未接地接零违章操作电器设备触电设备未接地接零违章操作电器设备机械伤害使用不安全设备等设备带病运转等二次衬砌高处坠落无防护、警告标志忽视警告标志等324风险估测（1）风险估测方法选择风险估测是采用定性或定量的方法对风险事故发生的可能性及严重程度进行数量估算。本评估采用LEC法进行风险估测。该方法采用与系统风险率相关的3个方面指标值之积来评价系统中人员伤亡的风险大小L为发生事故的可能性大小；E为人体暴露在这种危险环境中的频繁程度；C为一旦发生事故会造成的损失后果。风险分值DLEC，D值越大，说明该系统危险性大，需要增加安全措施，或改变发生事故的可能性，或减少人体暴露与危险环境中的频繁程度，或减轻事故损失，直至调整到允许范围内。（2）量化分值标准为了简化计算，将事故发生的可能性、施工人员暴露时间、事故发生后果划分不同的等级并赋值如表所示。表37事故发生可能性L等级划分及赋值分数值事故发生的可能性分数值事故发生的可能性10完全可以预料1可能性小，完全意外6相当可能05很不可能，可以设想3可能，但不经常01极不可能表38人员暴露时间E等级划分及赋值分数值暴露于危险环境的频繁程度分数值暴露于危险环境的频繁程度10连续暴露2每月一次暴露6每天工作时间暴露1每年几次暴露3每周一次或偶然暴露05非常罕见暴露表39事故后果严重程度C等级划分及赋值分数值发生事故产生的后果分数值发生事故产生的后果10010人以上7严重4039人死亡3重大，伤残1512人死亡1引人注意（3）根据公式DLEC就可以计算作业的危险程度，并判断评价危险性的大小。其中的关键还是如何确定各个分值，以及对乘积值的分析、评价和利用。将结果按下表分级。表310LEC法评估结果分级D值发生事故产生的后果D值发生事故产生的后果320及其危险，不能继续作业2070一般危险，需要注意160320高度危险，要立即整改20稍有危险，可以接受70160显著危险，需要整改（4）风险估测按照LEC法将计算结果填入下表表311LEC法风险估测计算危险源风险估测序号作业内容潜在的事故类型事故发生可能性L人员暴露频率E后果严重程度C风险大小D1深基坑挖掘作业坍塌机械伤害16742从计算结果可以看出，相对我们所施工的大湖底隧道危险程度总体为一般危险需要引起注意；在钻孔作业和初期支护作业中最易发生坍塌事故。同时，在钻孔和找顶排险作业中，也应采取必要的监控措施加强防护。关于重大风险源的评估重大风险源指风险源相对比较复杂，存在较大的不可预见性，引发的事故严重性较大，必须从结构设计、环境因素、施工方法、安全管理等角度进行控制和防范的风险源。根据评估指南要求，按下表建立案例管理评估指标体系，计算指标分值。表312案例管理评估指标体系评估指标分类分值评估值说明三级3/二级2/一级1/总包企业资质特级00无资质1/专业及劳务分包企业资质B有资质00针对当前作业的主要分包企业发生过重大事故3/发生过较大事故2/发生过一般事故11历史事故情况C未发生过事故0/指项目部主要管理人员从事过的工程项目曾经发生的事故情况作业人员经验D无经验2/从特种作业人员、一2基坑施工支护钢拱架坍塌167423洞身支护喷射混凝土坍塌163184钻孔坍塌机械伤害361185初期支护坍塌1133经验不足1/经验丰富00线施工人员的工程经验考虑不足2/基本符合规定11安全管理人员配备E符合规定0/从“三人类”的持证、在岗情况考虑不足2/基本符合规定1/安全投入F符合规定00不符合合同要求2/基本符合合同要求1/机械设备配置及管理G符合合同要求00可操作性较差2/可操作性一般11专项施工方案H可操作性强00中铁集团有限公司资质为地铁工程总承包特级，总包企业资质A为0分。无劳务分包由企业自己组织施工，有资质，B为0分。历史事故情况按保守取值,取历史发生过一般事,故C为1分。作业人员经验较为丰富，D为0分。安全管理人员配备按保守取值,取基本符合规定，E为1分。安全投入按保守取值,取基本符合规定，F为1分。机械设备配置及管理符合合同要求，G为0分。专项施工方案按保守取值,可操作性一般，H为1分。经过计算MABCDEFGH3根据安全管理评估指标分值与折减系数对照表，可得折减系数Y09。表313安全管理评估指标分值与折减系数对照表计算分值M折减系数YM12129M12116M8103M5090M208坍塌事故可能性及危险性评估根据项目实际情况，建立下表基坑开挖坍塌事故可能性评估指标。表314坍塌事故可能性评估指标评估指标分类分值评估值说明、级454级3/级2/围岩级别、级01/可根据围岩节理发育情况和岩性适当调整分值存在宽度50M以上的大规模断层破碎带344存在宽度20M以上、50M以下的中等规模断层破碎带2/存在宽度20M以下小规模断层破碎带1/断层破碎情况不存在断层破碎带0/岩溶管道式涌水15/线状一股状12/线状10/渗水状态干一滴渗0909渗水状态应考虑天气影响因素工程地质条件与设计文件相比较差23/工程地质条件与设计文件基本一致11地质符合性施工控制与设计0/由监理工程师确认施工方法不适合水文地质条件的要求23/施工方法基本适合水文地质条件的要求11施工方法施工方法完全适合水文地质条件的要求0/可参照有关技术标准确定是否适合、级围岩衬砌到掌子面距离在120M以上或全断面开挖衬砌到掌子面距离在250M以上45/施工步距ABA、级围岩衬砌到掌子面距离在3/二次衬砌距离掌子面的距离是影响隧道稳定性的一个重要因素。本指标主120M以上、250M以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120M以上、160M以下、级围岩衬砌到掌子面距离在70M以上、120M以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120M以上、160M以下22、级围岩衬砌到掌子面距离在70M以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120M以下01/一次性仰拱开挖长度在8M以上23/B一次性仰拱开挖长度在8M以下011要考虑施工时台阶法施工、全断面法施工二次衬砌是否及时跟上坍塌事故可能性分值PY（CABDEF）09（0944113）1134。建立施工坍塌事故可能性等级标准。表315施工坍塌事故可能性等级标准计算分值事故可能性描述等级15很可能4815可能338偶然203不太可能1从表中可以看出，本隧道发生坍塌的等级为3；为可能性。经过评估计算，深基坑开挖发生坍塌事故的可能性为可能，如果发生坍塌，会造成暴露在施工作业环境中的310名作业人员发生死亡事故，后果较为严重。对于坍塌事故危险性评估表316人员伤亡等级标准后果定性描述特大重大较大一般后果等级4321人员伤亡数量（人）30或10010F30或50SI1003F10或10SI50F3或SI10根据人员伤亡等级标准，坍塌事故为中度（级）风险，有显著风险，需制定风险消减措施。33南燕区间盾构施工风险分析331盾构施工简介盾构法起源于欧洲，其施工技术自1825年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤士河的水底隧道工程以来，已有190余年的历史。1818年，法国工程师布鲁诺尔（MAREISAMBARDBRUNEL）最早提出了盾构工法并取得专利，即所谓的敞口式手掘盾构的原型问世。受启发于蛀虫挖洞,在日本得以较大发展。10目前,日本及欧洲处于该技术的领先地位。我国在五十年代就开始采用盾构法施工。至今也有四十多年的历史。上海是在1963年施工了第一条盾构法隧道。盾构机属于暗挖隧道的一种施工机械,以其独特的优势发展为盾构工法。盾构隧道施工法是指使用盾构机,一边控制开挖面及围岩,使之不发生坍塌失稳,一边进行隧道掘进、出渣,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。其主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工,从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响。为了达到这一目的,除了刀盘和盾构钢壳可以被动地产生支护作用以外,使用压力舱内泥土或泥水压力平衡开挖面上的作用土压力和水压力，使用壁后注浆及时充填由开挖产生的盾尾空隙,主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键。盾构法施工是在在钢壳体的保护下,进行掌子面的开挖及衬砌的施工作业,并依靠千斤顶的推力快速推进。其特点如下L盾构机及配套设备,技术工艺复杂2固定断面尺寸,断面变化需特殊处理3在盾构机钢外壳的保护下进行出渣、管片拼装等工作,安全性好4作业环境优越,机械化程度高,施工速度快；5预制管片精度高,质量可靠6单层衬砌即可。7防水可靠8不需降水,工程造价与暗挖方法基本相当（9）除在盾构进出井外,一般不需地层改良和预支护。（10）能有效控制地面沉降,基本不受地层的影响盾构法建造隧道,其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。近年来由于盾构法在施工技术上的不断改进,机械化程度越来越强,对地层的适应性也越来越好。城市市区建筑公用设施密集,交通繁忙,明挖隧道施工对城市生活干扰严重,特别在市中心,若隧道埋深较大,地质又复杂时,用明挖法建造隧道则很难实现。而盾构法施工城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道具有明显优点。此外,在建造水下公路和铁路隧道或水工隧道中,盾构法也往往以其经济合理而得到采用。332盾构机简介及施工工艺盾构机由通用机械外壳、掘削机构、挡土机构、推进机构、管片组装机构、附属机构等部件和专用机构组成，根据其舱门形式可分为全面敞开式、部分敞开式及闭胸式三种,后者又分为泥水式、土压平衡式。图33盾构机结构示意图关于盾构机的施工工艺流程如下图图34土压平衡盾构施工工艺流程图333南燕区间工程概况南燕区间盾构始发与到达区段YCK3128686为不良地质地段，盾构进出洞洞门外土体多为软弱含水的土层，易塌方或流失，造成地面塌陷，甚至使盾构失去控制，存在一定的施工风险。南燕区间的周围环境，下穿佳世客过街通道，拱顶与基础垂直距离约769米；下穿多处雨水暗渠，管径为100002000、75002100、40001700，距拱顶垂直距离在8681365米之间，隧道处于强风化花岗岩地层中，开挖失水引起的地层沉降，将对管线产生一定影响。图35南燕区间暗渠平面布置示意图334风险分析在盾构施工初期阶段，对其进行预先风险分析PREHAZARDANALYSIS简称PHA。它是一种定性分析系统内危险因素和危险程度的方法。在盾构施工初期阶段对物料、装置以及能量失控时可能出现的危险性类别、条件和可能造成的后果作宏观的概略分析,确定其危险性等级,防止这些危险有害因素失控导致事故的发生。预先危险性分析的一般步骤如下图系统功能分解确定系统调查搜集资料分析识别危险源确定危险等级措施实施制定制度图36预先风险分析步骤L盾构工程施工安全系统就是以人为中心,在保证人机安全以及不损害周围环境的基础上,以安全生产、按时完工、保证质量为目的的一个有机整体,它是生产系统的一个重要组成部分。2调查收集南燕区间工程资料3一个系统是由多个功能不同的子系统组成的。具体表现在工程施工上,一个工程是由许多分项工程组成的。盾构工程的预先危险性分析可以按照各工序,分解成若干环节来分别进行分析。4危险源识别。5危险等级的划分见如下严重危险性较严重危险性危险性一般危险性。6在确定每项危险之后,都要按其效果进行分类。7根据危险等级,从软件系统分析、人机工程、管理、规章制度等、硬件设备、工具、操作方法等两方面指定相应的消除危险性的措施和防止伤害的办法。根据施工管理情况、施工机械状态、工程地质和水文地质情况以及地表情况,辨识所有的危险源,对盾构施工进行预先风险分析。表317盾构区间PHA工作表名称风险源原因后果控制措施盾构进出洞1、盾构安装,存在交叉作业。搭设脚手架不规范。出洞阶段吊运交替、吊运物件钢丝绳、索具配备不合理。高处作业保护措施未健全。（）2、出洞过程准备工作协调监控违规操作及管人员伤亡及坍1、避免交叉作业,必须逐级进行安全技术教育及交底。规范人员操作意识。合理配备吊运重物的钢丝绳索具。健全高处作业设施。2、加强施工过程中动态控制。不力。（）3、行车安装未报技监局验收,盲目使用,造成起重伤害。（）4、工程起始阶段各类安全通道未健全。（）5、人员在无保护措施的情况下,在脚手架上面搬运跳板。（）6、行车吊运重物从施工人员上方经过。（）7、吊运大型物件未采取两级指挥。（）8、洞门土体不稳定。（）理缺陷塌3、行车必须经相关部门验收、合格发证后,方可使用。4、健全各类通道,设置人行专用安全通道。5、作业人员必须配备好安全防护用品。6、行车及指挥人员严格遵守“十不吊”。7、对大型物件吊运必须采取两极指挥。8、在洞门土体加强禁示,禁止人员靠近管片堆场1、地面不平整,导致管片堆放不稳。（）2、管片底座支架制作不规范,导致管片无法放稳。（）3、运输管片车辆频繁进出,导致地面施工人员可能会被车辆伤及。（）4、行车吊钩保险损坏,起重钢索夹角较大,造成吊物脱钩,管片坠落。（）5、管片堆放的安全间距未能按规定设置。（）6、进场管片过多,造成堆放间距和堆放高度都违反标准。管片堆放高度超高超过三层堆放,导致行车司机视线受阻,易造成事违规操作及管理缺陷人员伤亡及管片损失1、管片堆放前,必须先组织人员将地面制作平整。2、必须确保管片底座支架制作坚固且规范,使管片能正确、妥善放置。3、输送管片车辆必须加强安全监控,做好施工人员的安全警示及提醒工作。4、加强对行车各安全部分的检查,在行车起吊物件前,必须选用合理索具吊具,并保证夹角符合使用要求。5、管片与管片之间必须保持纵向大于90厘米横向大于100厘米。6、管片进入堆场严格控制进入故生。（）7、管片堆场地面有积水,施工人员易摔、滑、跌倒。（）8、管片卸运时安装孔、头不合格,吊运时被拉脱。（）数量,不得对堆放造成拥挤,保持安全通道的畅通。同时管片堆放高度不准超过三层。违者进行处罚。7、堆场必须平整无积水,人员有防滑措施。8、项目部应有专人在卸运前,对管片安装孔和安装头进行检查,发现不合格应作好标示,退回原厂处理。垂直运输1、行车制动装置失灵,变速箱、曲轴连杆碎裂后,造成物体坠落。起重系统滑轮片、钢丝绳滑槽断裂。造成钢丝绳割裂。（）2、起重中的钢丝绳、卸克磨损及超负载使用。（）3、吊运物件的捆绑不牢固。（）4、行车操作人员未做到持证上岗。（）5、行车操作人员起步不鸣警示铃、违章吊运、超重吊运。（）6、施工人员进入重物的下方。（）7、起重挂钩工不吹口哨及擅自离岗。（）违规操