地下工程施工環(huán)境安全風險評估與控制

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摘要：隨著時代的發(fā)展與經(jīng)濟的進步，城市地鐵應運而生，并且地下工程開展的數(shù)量遠遠大于從前開展地下工程的數(shù)量。本文從評估與分析環(huán)境安全風險、環(huán)境變形控制標準的制定工作、環(huán)境變形監(jiān)測方案的實施工作這三個方面進行了闡述，以保障城市地鐵和地下工程開展的順暢性，得以良性可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：城市地鐵；地下工程；施工環(huán)境安全風險評估；控制

0引言

當今時代，是一個經(jīng)濟非?；钴S，技術日新月異，人才濟濟一堂的全新時代，每天有許多新鮮事物產(chǎn)生。但與此同時，也出現(xiàn)了一系列相關的問題，就交通方面的課題來講，側重于研究評估和控制存在于城市地鐵及地下工程施工環(huán)節(jié)中的環(huán)境安全風險工作課題。這一課題是新出現(xiàn)的、系統(tǒng)而復雜，具體可以通過建立健全評估與分析存在于城市地鐵及地下工程施工這一環(huán)節(jié)中的環(huán)境安全風險體系、不斷優(yōu)化和進步的相關技術措施以及完備而成熟的施工應急預案體系得以有效控制，進而達成促進城市地鐵及地下工程建設的良性和可持續(xù)發(fā)展目標。

1評估與分析環(huán)境安全風險

（1）評估與分析環(huán)境風險評估的好處在工程的可研立項階段，應在工程內容中把城市地鐵及評估地下工程施工環(huán)境安全風險的工作納入其中。在工程投資概算工作中，應該對專用于支持評估與控制工程各個階段中存在的風險工作的相關費用進行考慮，經(jīng)分析與評估城市地鐵和地下結構施工中發(fā)生安全風險可循的特點及規(guī)律，能夠對工程環(huán)境的實際狀況進行深入了解和認識，進而達到工程安全風險因素識別的目的?？赏ㄟ^多樣化的分析方法，例如反分析法、數(shù)值模擬分析法等預測，因為一些狀態(tài)受工程進度的影響而發(fā)生的一些變動，對工程風險程度進行估計。同時，提供強有力的依據(jù)給制定變形變位監(jiān)控和控制各類風險源的標準、每一階段控制安全風險措施以及專項方案工作，盡可能把相關的控制安全風險技術以及措施提前制定出來，以達成信息化與科學化管理安全風險，進而最大限度的保障地鐵施工安全的最終目的[1]；（2）評估與分析環(huán)境風險的現(xiàn)實狀況目前，在城市地鐵的施工中，大到一整條地鐵線路，小到每一個工點，一般都在可研階段、勘察階段、設計階段等三大階段，就將絕大部分存在于工程環(huán)境中的風險工作評估做完。分析風險、預測風險、風險控制標準、風險技術措施等一系列相關的評估報告是由勘察設計單位匯總并提出的，最終審核由建設方進行。此后由建設方將各個參建方組織起來，共同召開由多位專家參與組成的專家審查風險評估大會，接著依照由多位與會專家經(jīng)討論而形成的最終意見完成風險評估報告。在工程施工這一階段中，核實環(huán)境安全設計方案的工作由施工單位來進行，與此同時，需著手進行環(huán)境安全專項施工方案的制定工作。在實施這一方案前，還需要評審此項方案，一般是由施工方或者是建設方將多位業(yè)內專家組織起來著手完成此項工作，將最終的實施方案制定出來推動環(huán)境安全專項施工[2]；（3）建立健全風險評估制度和體系我們國家很多在建地鐵的城市已經(jīng)逐步提高了對評估安全風險工作的重視程度，與安全風險相關的一系列評估制度以及體系也已經(jīng)初具雛形。與地鐵建設工程環(huán)境相關的一系列安全風險評估制度、安全風險評估體系、安全風險評估標準、安全風險評估規(guī)范也在全國范圍內拉開大幕，有關城市也舉行了此類議題的會議；（4）選擇有專業(yè)資質的風險評估單位由于評估安全風險工作的重要性越來越顯現(xiàn)出來，以及正在逐步完善的城市地鐵建設領域的風險評估制度和風險評估體系，使實施評估的模式發(fā)生了變化。開始由當前現(xiàn)有的內部評審機制向社會上的外部第三方專業(yè)評估單位慢慢轉化。這種變化能使評估環(huán)境安全風險的工作朝著更加正規(guī)專業(yè)、更加深入健康的方向前進和發(fā)展；也能更為明確管理評估工作本身的責任，且更易管理評估工作本身所引起的風險。從實際出發(fā)，可以看出當下社會還沒有擁有專業(yè)化評估風險資質的單位，因而急需國家層面與一些省市一級的有關部門通力倡議與督導，有規(guī)劃地成立多家擁有評估風險資質和等級的單位，進而起到全方位評估城市地鐵建設中各個階段安全風險存在的作用。除了評估環(huán)境安全風險外，還可以評估決策規(guī)劃、造價工程、質量結構等[3]。

2著手進行環(huán)境變形控制標準的制定工作

（1）環(huán)境變形控制標準的重要作用針對城市地鐵施工中對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響，特別是由于安全風險源的存在而產(chǎn)生的變形變位等影響，不管是應用于分析監(jiān)測結果還是相對應的制定控制措施的過程中，變形變位標準的確立應該排在所有工作的第一位；（2）環(huán)境變形控制標準的實際狀況目前，關于工程環(huán)境變形變位方面的控制標準不是特別規(guī)范和系統(tǒng)，因而出現(xiàn)沒有準確說法的局面。關于地面沉降方面的標準，當前絕大多數(shù)時候，采用的是沉降＜30mm，隆起＜10mm的控制標準。但是實際的情況卻是在監(jiān)控和測量施工的結果分析中顯示出在絕大多數(shù)時候沉降值都比上述所規(guī)定的極限值大，因而使我們不得不思考技術措施在實際施工中應用的質量和效用，以及現(xiàn)如今相關標準適用性等問題。此外，因為材質、用途以及位置關系等不同的原因，每一類管線的沉降標準，地面上每一種類型建筑物的結構傾斜和基礎沉降控制標準，下穿或者是上跨既有鐵路線而引起的既有結構的裂縫和變形，以及既有鐵路線之間存在的沉降差異和每一項之間相對位移控制標準，臨近鐵路或者是下穿而使既有橋梁基礎出現(xiàn)沉降不均勻控制標準。由于下穿既有鐵路而出現(xiàn)的軌道變形與路基沉降控制標準，都未有統(tǒng)一化標準的出臺[3]；（3）環(huán)境變形標準的具體制定上述各種類型不同的風險所涉及的部門和單位太過廣泛，加之由于工程自身的不可預知性的原因也使其很難在一時之間確定相關標準。當前行業(yè)經(jīng)驗和工程類比是僅能借助的唯一途徑，即便是有專業(yè)性分析方法，比如數(shù)值模擬分析方法的加持，但也存在著許多難以得到業(yè)內人士普遍認同的問題。所以，借助城市軌道交通建設這一大好時機，隨之引出的需要著手進行工程環(huán)境控制標準相關的研究與確立是一項十分緊迫的事情。該標準應是一套充分考慮多方面環(huán)境因素以及恰當?shù)恼f明變形控制速率、預警值和報警值以及極限值，并且逐漸完善、可行性高、適用性廣的標準化體系規(guī)范[4]。

3著手進行環(huán)境變形監(jiān)測方案的實施工作

（1）布置監(jiān)控測量環(huán)境變形的監(jiān)測點要想有效的設置監(jiān)測點，就一定要熟知存在于每一個環(huán)境風險控制項目中各異的變形特點。例如，路面或者是地面沉降點的設置、軌道、既有地鐵或者是鐵路、既有建筑物以及橋梁基礎沉降監(jiān)測點的設置、建筑物以及裂縫和地下水位中前者斜測點的設置和后兩者監(jiān)測點的設置[5]；（2）應用新技術監(jiān)控測量環(huán)境變形相關文獻資料中，對新的監(jiān)測臨近或者是下穿臨近結構的方法做了較為詳細的闡述。具體有下述3個方面的內容：第1種，電水平尺比較適用于監(jiān)測地鐵軌道等封閉性線路軌道連續(xù)沉降、風險源結構物自身的穩(wěn)定性或者是由于開挖隧道而產(chǎn)生的變動狀況以及隧道斷面收斂等變形量，較常應用的電水平尺測量工具如圖3所示；第2種，BassettConvergenceSystem，具體是對開挖隧道的時候輪廓產(chǎn)生變化的全過程進行記錄，對既有隧道受開挖隧道影響而出現(xiàn)的變形情況進行監(jiān)測；第3種，固定式的測斜儀，是一種性能優(yōu)于滑動式的測斜儀的一種新型測斜儀，可以連續(xù)24h進行自動量測，應用先進的通訊技術手段和計算機等對數(shù)據(jù)進行遠距離的實時性監(jiān)測，尤其是應用于監(jiān)控車站、隧道穿越橋梁以及地鐵區(qū)間的效果極佳[6]。24h連續(xù)不斷的對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、記錄以及傳輸是上述3種儀器最為主要的特點。除此之外，可在監(jiān)測地鐵項目的工作中應用裂縫探測儀和激光隧道圍巖位移實時監(jiān)測系統(tǒng)，這兩種技術手段早已分別在結構工程和公路隧道工程中廣泛使用；（3）切實進行管理監(jiān)控測量頻率開挖斷面距工作面距離和變形速率共同決定著隧道內變形量測頻率。針對圍繞隧道周圍環(huán)境安全風險源而開展的變形監(jiān)測工作中監(jiān)測頻率的制定，應該基于著重考慮在建地鐵隧道每一部位作業(yè)面和風險源及其自身特點以及安全風險管理等級之間的距離關系而定。與此同時，還應做出適時而恰當?shù)恼{整，再依據(jù)每一工點自身所處的實際環(huán)境特點的基礎上，實現(xiàn)可以獲得關鍵性的而不間斷的通過監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)，進而能夠對變形動態(tài)全過程進行及時而不間斷的掌握的目的[7]；（4）分析監(jiān)控測量數(shù)據(jù)并進行反饋監(jiān)控測量要想為工程施工環(huán)節(jié)與其他工程提供可供借鑒的實例，參建各方得到的與工程周圍風險點以及自身結構變形變位的動態(tài)化數(shù)據(jù)信息的反饋數(shù)據(jù)是通過監(jiān)測數(shù)據(jù)轉化而來的。這一轉化過程是實現(xiàn)上述目的的根本力度點，參建各方了解到的相關信息，并據(jù)此對接下來的工序與后續(xù)的工程進展進行指導。多種經(jīng)過監(jiān)測數(shù)據(jù)轉化而來的對變形發(fā)展進行呈現(xiàn)的位移-速度時間曲線信息，對工程技術工作人員提出了較高的要求。要求其每天都要整理和分析源源不斷產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析主要有下述兩大目的：第一是對當下每一個監(jiān)測點變化值及其速率不小于預警值的狀況，或者是監(jiān)測點變化速率的變化趨勢，也就是變小或者變大等狀況進行及時而有力的掌握，使各個參建方可以對隧道作業(yè)面以及每一個環(huán)境風險點的變形動態(tài)狀況進行及時的掌握，進而據(jù)此可以及時而有效的把應急措施確定下來；第二是可以從中把工程各個施工部位、每一道施工工序和變形之間的關系找出來，據(jù)此把一些施工中極為關鍵的使工程周圍各個環(huán)境風險點和自身結構出現(xiàn)極為集中而明顯變形狀況的部位和步序查找出來，通過分析得以形成豐富的相關經(jīng)驗。這可以給以后的施工者或者是其他工程提供較好的可供借鑒的實例，據(jù)此可以把針對性極強的措施提前制定出來并展開，可以起到較好預防風險點產(chǎn)生較大變形的作用[8]。目前，上述兩大目的當中第一個目的是絕大多數(shù)時候地鐵工程監(jiān)測工作中都能達到的，但是因為工期比較緊急、工程技術力量比較薄弱等一些原因使得難以達成第二個目的。更糟糕的是，某些城市地鐵工程中，監(jiān)測和施工之間處于互不干擾的狀態(tài)，一般表現(xiàn)為監(jiān)測只是監(jiān)測、施工只是施工；或得來的監(jiān)測數(shù)據(jù)僅僅是一個供人參觀的樣子，沒有人認真分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，因而上述均應作為安全風險技術管理工作開展中的重點內容，進行深入的落實。

4結語

本文從評估與分析環(huán)境風險評估的好處、評估與分析環(huán)境風險的現(xiàn)實狀況、建立健全風險評估制度和體系、選擇有專業(yè)資質的風險評估單位四個方面對評估與分析環(huán)境安全風險進行了詳盡而仔細的闡述。同時從環(huán)境變形控制標準的重要作用、環(huán)境變形控制標準的實際狀況、環(huán)境變形標準的具體制定三個方面對環(huán)境變形控制標準的制定工作進行詳盡而仔細的探究。最后從布置監(jiān)控測量環(huán)境變形的監(jiān)測點、應用新技術監(jiān)控測量環(huán)境變形、切實進行管理監(jiān)控測量頻率、分析監(jiān)控測量數(shù)據(jù)并進行反饋四個方面的內容對環(huán)境變形監(jiān)測方案的實施工作進行詳盡而仔細的探析。以期為城市地鐵及地下工程施工中的評估和控制環(huán)境安全風險的工作提供一些可供借鑒的實際經(jīng)驗和現(xiàn)實例子，有效的將環(huán)境安全風險的影響降至可控的范圍內，進而促進城市地鐵及地下工程建設工作的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]涂旭.淺談地鐵施工安全管理[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（12）：21.

作者：劉春曉 單位：蘇交科集團股份有限公司