地下工程施工环境安全风险评估与控制

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摘要：随着时代的发展与经济的进步，城市地铁应运而生，并且地下工程开展的数量远远大于从前开展地下工程的数量。本文从评估与分析环境安全风险、环境变形控制标准的制定工作、环境变形监测方案的实施工作这三个方面进行了阐述，以保障城市地铁和地下工程开展的顺畅性，得以良性可持续发展。

关键词：城市地铁；地下工程；施工环境安全风险评估；控制

0引言

当今时代，是一个经济非常活跃，技术日新月异，人才济济一堂的全新时代，每天有许多新鲜事物产生。但与此同时，也出现了一系列相关的问题，就交通方面的课题来讲，侧重于研究评估和控制存在于城市地铁及地下工程施工环节中的环境安全风险工作课题。这一课题是新出现的、系统而复杂，具体可以通过建立健全评估与分析存在于城市地铁及地下工程施工这一环节中的环境安全风险体系、不断优化和进步的相关技术措施以及完备而成熟的施工应急预案体系得以有效控制，进而达成促进城市地铁及地下工程建设的良性和可持续发展目标。

1评估与分析环境安全风险

（1）评估与分析环境风险评估的好处在工程的可研立项阶段，应在工程内容中把城市地铁及评估地下工程施工环境安全风险的工作纳入其中。在工程投资概算工作中，应该对专用于支持评估与控制工程各个阶段中存在的风险工作的相关费用进行考虑，经分析与评估城市地铁和地下结构施工中发生安全风险可循的特点及规律，能够对工程环境的实际状况进行深入了解和认识，进而达到工程安全风险因素识别的目的。可通过多样化的分析方法，例如反分析法、数值模拟分析法等预测，因为一些状态受工程进度的影响而发生的一些变动，对工程风险程度进行估计。同时，提供强有力的依据给制定变形变位监控和控制各类风险源的标准、每一阶段控制安全风险措施以及专项方案工作，尽可能把相关的控制安全风险技术以及措施提前制定出来，以达成信息化与科学化管理安全风险，进而最大限度的保障地铁施工安全的最终目的[1]；（2）评估与分析环境风险的现实状况目前，在城市地铁的施工中，大到一整条地铁线路，小到每一个工点，一般都在可研阶段、勘察阶段、设计阶段等三大阶段，就将绝大部分存在于工程环境中的风险工作评估做完。分析风险、预测风险、风险控制标准、风险技术措施等一系列相关的评估报告是由勘察设计单位汇总并提出的，最终审核由建设方进行。此后由建设方将各个参建方组织起来，共同召开由多位专家参与组成的专家审查风险评估大会，接着依照由多位与会专家经讨论而形成的最终意见完成风险评估报告。在工程施工这一阶段中，核实环境安全设计方案的工作由施工单位来进行，与此同时，需着手进行环境安全专项施工方案的制定工作。在实施这一方案前，还需要评审此项方案，一般是由施工方或者是建设方将多位业内专家组织起来着手完成此项工作，将最终的实施方案制定出来推动环境安全专项施工[2]；（3）建立健全风险评估制度和体系我们国家很多在建地铁的城市已经逐步提高了对评估安全风险工作的重视程度，与安全风险相关的一系列评估制度以及体系也已经初具雏形。与地铁建设工程环境相关的一系列安全风险评估制度、安全风险评估体系、安全风险评估标准、安全风险评估规范也在全国范围内拉开大幕，有关城市也举行了此类议题的会议；（4）选择有专业资质的风险评估单位由于评估安全风险工作的重要性越来越显现出来，以及正在逐步完善的城市地铁建设领域的风险评估制度和风险评估体系，使实施评估的模式发生了变化。开始由当前现有的内部评审机制向社会上的外部第三方专业评估单位慢慢转化。这种变化能使评估环境安全风险的工作朝着更加正规专业、更加深入健康的方向前进和发展；也能更为明确管理评估工作本身的责任，且更易管理评估工作本身所引起的风险。从实际出发，可以看出当下社会还没有拥有专业化评估风险资质的单位，因而急需国家层面与一些省市一级的有关部门通力倡议与督导，有规划地成立多家拥有评估风险资质和等级的单位，进而起到全方位评估城市地铁建设中各个阶段安全风险存在的作用。除了评估环境安全风险外，还可以评估决策规划、造价工程、质量结构等[3]。

2着手进行环境变形控制标准的制定工作

（1）环境变形控制标准的重要作用针对城市地铁施工中对周围环境产生的影响，特别是由于安全风险源的存在而产生的变形变位等影响，不管是应用于分析监测结果还是相对应的制定控制措施的过程中，变形变位标准的确立应该排在所有工作的第一位；（2）环境变形控制标准的实际状况目前，关于工程环境变形变位方面的控制标准不是特别规范和系统，因而出现没有准确说法的局面。关于地面沉降方面的标准，当前绝大多数时候，采用的是沉降＜30mm，隆起＜10mm的控制标准。但是实际的情况却是在监控和测量施工的结果分析中显示出在绝大多数时候沉降值都比上述所规定的极限值大，因而使我们不得不思考技术措施在实际施工中应用的质量和效用，以及现如今相关标准适用性等问题。此外，因为材质、用途以及位置关系等不同的原因，每一类管线的沉降标准，地面上每一种类型建筑物的结构倾斜和基础沉降控制标准，下穿或者是上跨既有铁路线而引起的既有结构的裂缝和变形，以及既有铁路线之间存在的沉降差异和每一项之间相对位移控制标准，临近铁路或者是下穿而使既有桥梁基础出现沉降不均匀控制标准。由于下穿既有铁路而出现的轨道变形与路基沉降控制标准，都未有统一化标准的出台[3]；（3）环境变形标准的具体制定上述各种类型不同的风险所涉及的部门和单位太过广泛，加之由于工程自身的不可预知性的原因也使其很难在一时之间确定相关标准。当前行业经验和工程类比是仅能借助的唯一途径，即便是有专业性分析方法，比如数值模拟分析方法的加持，但也存在着许多难以得到业内人士普遍认同的问题。所以，借助城市轨道交通建设这一大好时机，随之引出的需要着手进行工程环境控制标准相关的研究与确立是一项十分紧迫的事情。该标准应是一套充分考虑多方面环境因素以及恰当的说明变形控制速率、预警值和报警值以及极限值，并且逐渐完善、可行性高、适用性广的标准化体系规范[4]。

3着手进行环境变形监测方案的实施工作

（1）布置监控测量环境变形的监测点要想有效的设置监测点，就一定要熟知存在于每一个环境风险控制项目中各异的变形特点。例如，路面或者是地面沉降点的设置、轨道、既有地铁或者是铁路、既有建筑物以及桥梁基础沉降监测点的设置、建筑物以及裂缝和地下水位中前者斜测点的设置和后两者监测点的设置[5]；（2）应用新技术监控测量环境变形相关文献资料中，对新的监测临近或者是下穿临近结构的方法做了较为详细的阐述。具体有下述3个方面的内容：第1种，电水平尺比较适用于监测地铁轨道等封闭性线路轨道连续沉降、风险源结构物自身的稳定性或者是由于开挖隧道而产生的变动状况以及隧道断面收敛等变形量，较常应用的电水平尺测量工具如图3所示；第2种，BassettConvergenceSystem，具体是对开挖隧道的时候轮廓产生变化的全过程进行记录，对既有隧道受开挖隧道影响而出现的变形情况进行监测；第3种，固定式的测斜仪，是一种性能优于滑动式的测斜仪的一种新型测斜仪，可以连续24h进行自动量测，应用先进的通讯技术手段和计算机等对数据进行远距离的实时性监测，尤其是应用于监控车站、隧道穿越桥梁以及地铁区间的效果极佳[6]。24h连续不断的对数据进行监测、记录以及传输是上述3种仪器最为主要的特点。除此之外，可在监测地铁项目的工作中应用裂缝探测仪和激光隧道围岩位移实时监测系统，这两种技术手段早已分别在结构工程和公路隧道工程中广泛使用；（3）切实进行管理监控测量频率开挖断面距工作面距离和变形速率共同决定着隧道内变形量测频率。针对围绕隧道周围环境安全风险源而开展的变形监测工作中监测频率的制定，应该基于着重考虑在建地铁隧道每一部位作业面和风险源及其自身特点以及安全风险管理等级之间的距离关系而定。与此同时，还应做出适时而恰当的调整，再依据每一工点自身所处的实际环境特点的基础上，实现可以获得关键性的而不间断的通过监测得到的数据，进而能够对变形动态全过程进行及时而不间断的掌握的目的[7]；（4）分析监控测量数据并进行反馈监控测量要想为工程施工环节与其他工程提供可供借鉴的实例，参建各方得到的与工程周围风险点以及自身结构变形变位的动态化数据信息的反馈数据是通过监测数据转化而来的。这一转化过程是实现上述目的的根本力度点，参建各方了解到的相关信息，并据此对接下来的工序与后续的工程进展进行指导。多种经过监测数据转化而来的对变形发展进行呈现的位移-速度时间曲线信息，对工程技术工作人员提出了较高的要求。要求其每天都要整理和分析源源不断产生的海量数据。对监测数据进行分析主要有下述两大目的：第一是对当下每一个监测点变化值及其速率不小于预警值的状况，或者是监测点变化速率的变化趋势，也就是变小或者变大等状况进行及时而有力的掌握，使各个参建方可以对隧道作业面以及每一个环境风险点的变形动态状况进行及时的掌握，进而据此可以及时而有效的把应急措施确定下来；第二是可以从中把工程各个施工部位、每一道施工工序和变形之间的关系找出来，据此把一些施工中极为关键的使工程周围各个环境风险点和自身结构出现极为集中而明显变形状况的部位和步序查找出来，通过分析得以形成丰富的相关经验。这可以给以后的施工者或者是其他工程提供较好的可供借鉴的实例，据此可以把针对性极强的措施提前制定出来并展开，可以起到较好预防风险点产生较大变形的作用[8]。目前，上述两大目的当中第一个目的是绝大多数时候地铁工程监测工作中都能达到的，但是因为工期比较紧急、工程技术力量比较薄弱等一些原因使得难以达成第二个目的。更糟糕的是，某些城市地铁工程中，监测和施工之间处于互不干扰的状态，一般表现为监测只是监测、施工只是施工；或得来的监测数据仅仅是一个供人参观的样子，没有人认真分析监测数据，因而上述均应作为安全风险技术管理工作开展中的重点内容，进行深入的落实。

4结语

本文从评估与分析环境风险评估的好处、评估与分析环境风险的现实状况、建立健全风险评估制度和体系、选择有专业资质的风险评估单位四个方面对评估与分析环境安全风险进行了详尽而仔细的阐述。同时从环境变形控制标准的重要作用、环境变形控制标准的实际状况、环境变形标准的具体制定三个方面对环境变形控制标准的制定工作进行详尽而仔细的探究。最后从布置监控测量环境变形的监测点、应用新技术监控测量环境变形、切实进行管理监控测量频率、分析监控测量数据并进行反馈四个方面的内容对环境变形监测方案的实施工作进行详尽而仔细的探析。以期为城市地铁及地下工程施工中的评估和控制环境安全风险的工作提供一些可供借鉴的实际经验和现实例子，有效的将环境安全风险的影响降至可控的范围内，进而促进城市地铁及地下工程建设工作的可持续发展。

参考文献

[1]涂旭.浅谈地铁施工安全管理[J].科技创新与应用，2015（12）：21.

作者：刘春晓 单位：苏交科集团股份有限公司