珠三角地区地铁工程重大地质风险控制模式的研究

珠三角地区地铁工程重大地质风险 控制模式的研究 竺维彬,5 、地铁工程风险控制的建议,4、预控原生风险的先进施工机械方法,3、预控原生风险的设计和施工方案,2、珠三角地铁工程重大地质原生风险源评估,1、珠三角地铁工程风险控制的理念,提 纲,广州地铁认为： “地下工程管理以风险管理为核心” “风险管理是一个实践性的动态管理过程，不能仅仅是理论概率分析，必须建立一个具有操作性的风险控制程式,1、广州地铁工程风险控制的理念,广州地铁的规划 ：14条线，总长619公里。2010年前建成18号线，总里程超过250公里。,广州地铁的建设 ：已经开通了4条线116公里，投资却未超过450亿，总工期最长5年，最短2.5年，,广州地铁号称地质博物馆，地质情况极其复杂,深圳地铁的规划,珠三角城际轨道的规划,广州地区穿越水体盾构隧道工程: 共计45台次 （包括穿越东山湖） 地铁 38； 天然气2； 共同沟 1； 狮子洋4；,2004年“国际隧道协会”出版了隧道风险管理南，2007年11月建设部“关于印发地铁及地下工程建设风险管理指南（试行）的通知， 但是由于人类（即使科技发达到宇宙飞船可达到月球等）对自然世界所存在的风险，尤其是地下“世界”所存在风险认知的局限性甚至是无知和已发生事件、事故等教训的私密性，使得上述指南无以细化、量化，以及无法用大量的事实作佐证，以致风险评估缺乏专业的广泛性、标准性和统一性等，评估结果与实际效果有较大的差距，据国外的统计数字显示，只有60的风险评估是可信的，国内的比例则更低。并且某一定程度来说，事故往往发生在评估单位或评估人认为不可能有风险的“时空中”,2、珠三角地区地铁工程风险源控制理念的发展,广州地铁风险管理或控制的思路或模式是： 1）评估并预控原生风险（原生风险：客观存在的可能会对地下工程实施产生损害性的所有风险）； 2）在过程中动态控制次生风险（次生风险：在对可预见风险实施预控后，在施工过程中，演变产生的风险）与不可预见风险或事故。 3）建立了“准确认知地质为基础、创新方法为手段，精细管理为根本的以人为本”的风险控制模式这一模式：依次将风险评估风险预控风险控制分成三个阶段。 力求人的智慧、专业能力、责任性得到充分发挥，充分应用先进实用的方法将风险规避、转移降低，以达到解决大部分或全部可预见的风险,2、广州地铁工程风险控制理念的发展,2、三阶段风险控制程式,1）突出专家的评估和审查的作用； 2）重视动态控制次生与不可预见风险 3）引入传统文化科学解释,2、珠三角地区地铁重大地质原生风险源评估,提 纲,原生风险：客观存在的可能会对地下工程实施产生损害性的所有风险）。风险评估阶段力求人的认知水平，最大程度地将原生风险预见。,天然含水量高达70、孔隙比及压缩性较大，承载力低、内摩擦角小，不能自稳，具有触变性和流塑性，在其下伏地层中施工，盾构或爆破振动易引发摩擦桩建筑物倾斜；连续墙施工容易槽壁倾斜,1）富水软弱淤泥地层,2003上海地铁四号线联络通道的涌水塌方重大事故,天然含泥量低，含水量高、孔隙比较大，较为松散；容易振动液化，形成动水压，冲开小渗漏点，最终形成大范围涌水涌沙。,2）富水粉细砂层,2008年11月15日，杭州地铁风情大道坍塌事故,2007年11月20日，中和村元通区区间到达端涌沙塌方事故,透水通道发育且不规则，延伸远，影响范围广，水量丰富，水动力变化大，一般的地勘方法难以准确探明，易造成突发涌水事故,3） 富水断裂破碎带,3）断裂破碎带引起基底涌水,原状土地基承载力较高，渗透系数不大，一旦开挖后，粘土矿物遇水膨胀，在周边高水压作用下，地层软化，崩解塌落，各种力学性能急剧下降且降水困难，较富水粉细砂层更难应付。,4）花岗岩残积层,花岗岩的球状风化是该类岩石的一种特殊的风化现象，即在深度风化的花岗岩岩体中残留了微风化的较新鲜坚硬的球状花岗岩体。工程危害：围护结构无法正常施工：孤石妨碍机械正常施工。,5）花岗岩球状风化体或孤石,岩溶区地层的溶洞和土洞不易探测，容易发生塌方和沉陷事故。如果断裂与岩溶相通，地下水可沿着断裂涌入基坑。,6）溶土洞发育的岩溶地层,存在煤层和近代植物堆积腐烂缺氧沉积。 容易爆炸和毒害施工人员。,7）煤成气和沼气地层（杭州）,开挖断面范围内和开挖延伸方向上，由两种或两种以上不同地层组成，且这些地层岩土力学、工程地质和水文地质等特征相差悬殊。使得施工方法很难兼顾选择。,8）复合地层,复合地层中，盾构局部结构性破坏的刀盘，及临时修复后效果,轴承磨损,刀圈崩裂,滚刀多边偏磨,3、预控原生风险的工法设计和施工方案,提 纲,原生风险中可预见性风险是长期工程实践经验教训得来的，必须采取强有力的针对性措施进行预控。 可按照工法特点采取针对性措施。 1）明挖工法 2）盾构（顶管）工法 3）暗挖工法,1）明挖工法,明挖技术创新 采用三峡大坝的双二管法注浆工法,2）盾构（顶管）工法,盾构技术创新,盾构采用土中到达方式克服涌水涌砂风险,3）暗挖工法,盾构拼装管片过矿山法 （无二衬）,盾构通过矿山法 （有二衬）,4）复合型工法盾构法+矿山法 采用先矿山后盾构工法通过硬岩石地层,4）复合型工法盾构法+明挖法 采用先隧道后明挖车站工法,2）复合型工法盾构法+明挖法 采用先隧道后明挖车站工法,4、预控原生风险的先进施工机械方法,提 纲,只有采用先进的科技手段才能更有效的应对地下工程中的各种风险因素，工程机械代表了当代土木工程技术的最新发展。工程机械的有效应用越来越成为工程中的控制性因素，如何做好机械选型和工艺应用成为风险控制中的关键性课题。,单纯的软土刀盘,混合型刀盘,1 ）混合式盾构机的尝试应用和大力推广,2）盾构技术创新600吨履带吊整体吊装300吨盾构,盾构技术创新600吨履带吊整体吊装300吨盾构,3）盾构技术创新300吨盾构整体运输,4）控制喷涌的创新技术 :双级螺旋机,适用于穿越江河湖海的富水地层,5）砂卵石地层盾构选型 :大开口率盾构（沈阳）,6）超低压和超高压下人工介入工作面技术应用,Hyperbaric Helmet 氧气头盔,Transport shuttle 潜水员传送舱,Living chamber 潜水员生活舱,低压：仅有4米覆土的沙层；高压：60余米水头的长江底。,7）连续墙施工采用双轮铣槽机,8）富水高水压砂层中采用钢套筒进站,9）矿山法采用悬臂式掘进机,10）车站出入口采用矩形顶管机,5地铁工程风险控制和管理的建议,提 纲,目前全国的轨道交通建设正进入“急风暴雨”式发展期，轨道交通建设已成为全球金融风暴中“超越风暴”的朝阳产业。 但是，这一发展规模和速度远远超过了现有的“人、财、物”适应能力，风险事故发生的总量增加在所难免，如何有效控制工程风险越来越受到全社会的关注，这使轨道交通建设面临着巨大的挑战。,武汉,南京,广州,杭州,成都,上海,深圳,天津,北京,西安,苏州,宁波,无锡,郑州,2009大陆建设地铁的城市,重庆,长春,哈尔滨,沈阳,中国建筑工程（尤其是地下工程）常见风险失控导致发生事故，其深层次的原因，均与参与工程相关人员的认知水平、设计水平、管理水平、管理机制和能力、施工人员的素质和责任心，以及经济科技发展水平等“人的行为”因素密切相关，涉及到全社会方方面面，尤其是政府和企业两大主体。 政府应该承担其重大工程的主导和监管责任： 1）控制适度的规模 2) 保证合理的造价 3）确保合理的工期 4） 规范建筑市场，杜绝以包代管,业主企业应该承担起落实制度、精细管理的责任： 1、懂：从主观原因来说，发现不了问题，是事故发身的根本所在，主要是技术水平问题。 2、狠：建立有效的制度并严格执行 3、准：科学决策 4、细：精细管理 只有这样，政企合力，共同努力指导控制住次生风险和不可预见风险。,参与建设的建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、咨询单位等，应该诚信合同，落实制度，精细管理。 有礼有节应对社会媒体：面对网络化的媒体时代，在浮躁的社会风气下，必须有礼有节的与媒体单位共处，否则会将一般性的工程风险放大或演变成影响社会稳定和谐的政治风险。,截止2009年，广州地铁基本完成了250多公里线路土建工程的艰苦实践，经历了其他城市罕见的各种风险磨难。 广州地铁的风险管理理念、控制模式和管理的经验教训或许能提供了一种轨道交通风险控制的思路。原全国轨道交通事业蓬勃发展的同时，工程处于可控之中。,谢谢！,