地鐵車站深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)探索

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摘要：為確保施工安全和施工質(zhì)量，采用層次分析法（AHP）對(duì)南昌軌道交通3號(hào)線岱山站基坑開挖工程深基坑施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在工程資料和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立施工風(fēng)險(xiǎn)安全指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，通過專家打分構(gòu)造出風(fēng)險(xiǎn)判斷矩陣，然后計(jì)算出各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重并確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果采取風(fēng)險(xiǎn)控制措施，為深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)防控提供保障。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；深基坑；層次分析法；施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

在地鐵車站建設(shè)過程中，深基坑施工易出現(xiàn)地面坍塌、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、管線變形以及周邊建筑物沉降過大等現(xiàn)象。相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)管控不僅可以保證整個(gè)工程建設(shè)的安全性，還可以提高施工質(zhì)量和施工效率。目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)地鐵車站深基坑土方開挖的施工風(fēng)險(xiǎn)分析做了大量研究。郭健等[1]采用梯形隸屬函數(shù)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)事件的隸屬度，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定施工的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。姚海星等[2]采用作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法－模糊層次分析法對(duì)地鐵車站深基坑進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。宋博等[3]提出一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)法（DEA）-反向傳播（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地鐵車站深基坑施工安全評(píng)價(jià)方法，從人員、設(shè)備、環(huán)境、管理、技術(shù)5個(gè)方面，系統(tǒng)地構(gòu)建安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，然后利用DEA計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)地鐵車站深基坑施工安全等級(jí)。層次分析法是一種層次化、系統(tǒng)化的評(píng)價(jià)方法，通過在項(xiàng)目施工過程中建立各層次結(jié)構(gòu)模型來揭示潛在風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)施工安全的影響程度，以達(dá)到對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的精準(zhǔn)控制[4]。基于上述研究，本文以南昌軌道交通3號(hào)線岱山站建設(shè)工程為依托，構(gòu)建施工安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并運(yùn)用層次分析法（AHP）對(duì)地鐵車站深基坑施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，計(jì)算出各風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重，針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果提出相應(yīng)的管控措施。

1工程概況

岱山站位于南昌市南昌縣蓮塘鎮(zhèn)迎賓北大道與陽光路交匯處，沿迎賓北大道呈南北方向布置，周邊建筑較多且功能多樣，車站東側(cè)重要建筑物為酒店及造幣廠，西側(cè)為賓館、民房、飯店等建筑。車站及周邊管線多，管線多為沿車站南北走向，車站中部存在橫跨基坑強(qiáng)電、弱電、燃?xì)夤芫€各一組；管線種類包括：強(qiáng)電、弱電、燃?xì)狻⒂晡鬯⒐┧取＼囌净硬捎妹魍陧樦ㄊ┕ぁ＼囌緸闃?biāo)準(zhǔn)地下兩層島式車站，有效站臺(tái)長118m，寬11m。車站地質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖1，由上至下穿越填土層、粉質(zhì)黏土層、中砂層、粗砂層、礫砂層，主體結(jié)構(gòu)底部坐落于礫砂層。圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁坐落于中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層內(nèi)，入巖深度1.2~3.3m不等，車站開挖深度16.5~17.5m。由圖2可知，對(duì)岱山站施工過程存在風(fēng)險(xiǎn)以及周邊環(huán)境中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行認(rèn)真辨識(shí)，從環(huán)境、施工以及自然三個(gè)方面共識(shí)別出風(fēng)險(xiǎn)源11個(gè)，其中環(huán)境因素為A1，周邊建筑物、周邊管線和周邊道路情況分別為A11、A12、A13；施工因素為A2，地基處理及降排水、圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑開挖與回填、工程防水、內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工和吊裝工程分別為A21~A26，自然因素為A3，自然風(fēng)險(xiǎn)因素和施工人員因素分別為A31、A32。

2構(gòu)造判斷矩陣

將各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)上層風(fēng)險(xiǎn)因素的重要性進(jìn)行兩兩比較，用數(shù)字1~9來反應(yīng)因素之間的相對(duì)重要性。一致性檢驗(yàn)為了進(jìn)一步減少其他因素對(duì)結(jié)果的干擾，就需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)其引入一致性指標(biāo)CI來檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，同時(shí)還計(jì)算一致性比例CR來驗(yàn)證其一致性是否合理。確定權(quán)重首先需要確定判斷矩陣的最大特征值λmax，可知最大特征值與特征向量W的關(guān)系式如下：基于層次分析法（AHP）的施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析根據(jù)圖2所示的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行打分，得到總風(fēng)險(xiǎn)判斷矩陣如表3所示。通過上述公式計(jì)算可得特征向量（相對(duì)權(quán)重）：W[T]=[0.160.160.20.050.080.140.050.050.050.030.03］由此可知，周邊環(huán)境因素（A11~A13）對(duì)該地鐵車站基坑施工的影響程度最大，其次是基坑的開挖與回填因素（A23）,而對(duì)施工安全影響最小的是自然風(fēng)險(xiǎn)因素和施工人員因素，并且風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均為Ⅲ級(jí)。針對(duì)上述重要風(fēng)險(xiǎn)源提出以下風(fēng)險(xiǎn)管控措施：（1）針對(duì)周邊建筑物，防止施工造成周邊水位下降、維護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大以及基坑漏水涌砂等現(xiàn)象，認(rèn)真復(fù)核地質(zhì)資料以及周邊建筑物的位置、基礎(chǔ)形式及埋深，并對(duì)房屋周邊進(jìn)行攪拌加固。（2）針對(duì)周邊管線，防止周邊管線沉降導(dǎo)致接口拉裂、管道變形等現(xiàn)象，要組織專門的管線調(diào)查小組，專門負(fù)責(zé)管線的摸排，調(diào)查和協(xié)調(diào)工作，避免錯(cuò)漏，施工時(shí)做到加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)反饋。（3）針對(duì)周邊道路，防止基坑涌水涌砂和圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，要安排專人巡查，及時(shí)掌握道路狀況，并嚴(yán)格控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，保證施工質(zhì)量。

3結(jié)束語

結(jié)合南昌軌道交通3號(hào)線岱山站深基坑開挖工程，運(yùn)用層次分析法（AHP）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。首先通過工程資料和經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再依據(jù)專家打分構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)判斷矩陣，基于層次分析法計(jì)算得出權(quán)重值，即各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)該工程施工安全的影響程度，最后提出了風(fēng)險(xiǎn)控制措施，對(duì)類似工程的風(fēng)險(xiǎn)防控具有一定借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]郭健,錢勁斗,陳健,等.地鐵車站深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)[J].土木工程與管理學(xué)報(bào),2017,34(5):32-38.

[2]姚海星.基于LEC-FAHP法的地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].山東交通學(xué)院學(xué)報(bào),2020,28(3):61-67+76.

[3]宋博.DEA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下地鐵車站深基坑施工安全評(píng)價(jià)[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2019,29(5):91-96.

[4]劉光忱,游蕾,張靖.基于層次分析法的建筑工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2013,15(3):282-285.

[5]程遠(yuǎn),劉志彬,劉松玉,等.基于層次分析法的大跨淺埋公路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別[J].巖土工程學(xué)報(bào),2011,33(S1):198-202.

作者：單生彪 李雅婷 單位：南昌軌道交通集團(tuán)有限公司地鐵項(xiàng)目管理分公司