上海浦东机场下穿通道深基坑工程施工风险评估

卢 忠 华

(山东科技大学，山东 青岛　266500)



上海浦东机场下穿通道深基坑工程施工风险评估

卢 忠 华

(山东科技大学，山东 青岛266500)

采用WBS方法，对上海浦东机场下穿通道深基坑工程进行了结构分解，基于故障树法识别风险事件，将专家打分法与层次分析法相结合，对该基坑工程进行综合风险评估，得出基坑的风险等级，指出该风险评估可对下阶段施工起到规避风险的作用。

深基坑，结构分解，风险识别，权重向量

0　引言

基坑影响因素较多，风险因素较大，据统计每年建筑事故中基坑事故占近50%，基坑安全问题也受到极大重视。因此，为保障基坑安全，对基坑影响因素进行分析评估尤为重要。

本文主要是在上海浦东机场下穿通道一阶段施工过程中出现及可能出现的问题总结分析的基础上，针对机场对施工质量及安全等要求较高，严禁施工影响飞机通航等特殊条件下进行风险评估。通过此次评估的结果，在接下来的施工过程中对风险因素较大的工序严格控制，尽最大可能减小事故发生。

1　工程简介

该工程是连接T2航站楼与新建S2卫星厅，穿越T3,T4滑行道的下穿通道。施工采用明挖法施工，基坑开挖深度0 m～12.45 m。根据不同开挖深度及周围施工条件，基坑围护主要采用SMW 工法桩和钻孔灌注桩两种形式。

2　工程水文地质情况

2.1工程地质

场地自地表以下45.38 m深度范围内属第四系河口、滨海、浅海、沼泽相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，具有成层分布特点。按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，可划分为6个主要层次，其中第①，③，⑦层均可划分为2个亚层，第②，⑤层均可划分为3个亚层，而第⑦2层又可划分出2个次亚层。场地缺失上海市统编地层第⑥层暗绿色硬土层。

2.2水文地质

1)潜水：场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表径流补给。水位埋深在0.4 m～1.9 m之间，其相应标高在3.64 m～2.12 m之间。2)承压含水层：场地内承压水分布在第⑦层，承压水位均低于潜水层。

3　工作分解

3.1一级分解

根据场地水文地质情况，结合机场禁区内外不同施工条件，地下管线的分布以及不同的围护方式，对基坑保护等级进行分类。

第Ⅰ类基坑：保护等级为一级，基坑深度大于12 m。钻孔灌注桩围护，机场禁区内施工，地下水位高，破坏后果严重，施工条件受限大。

第Ⅱ类基坑：保护等级为二级，基坑深度6 m～12 m，SMW工法桩围护，机场禁区外施工，破坏后果较严重，地下水位高，施工条件复杂。

第Ⅲ类基坑：保护等级为三级，基坑深度小于6 m，放坡施工，禁区外施工，施工条件简单，对施工影响轻。

3.2二级分解

以第Ⅰ类基坑为例对基坑工序施工进行WBS分解，结果见图1。

4　风险识别

在WBS结构分解的基础上利用故障树法对各工序可能产生的风险事件进行识别分析建立风险清单，以第Ⅰ类基坑施工过程为例进行风险识别，见图2。

5　风险评估

该项目风险评估主要利用专家打分法与层次分析法(AHP)相结合的一种综合集成分析评估。

5.1专家打分

对第一阶段施工进行工作会议总结，分析施工过程中出现及可能出现的风险问题，对各风险因素的可能发生概率及发生后的影响后果进行综合分析，结合专家打分法对项目风险可能值P与风险影响后果C进行打分(发生可能性越大分值越高，风险影响后果越大分值越高，可参照参考文献[2])，对打出分值进行统计，结果见表1。

表1　评价指标分值

风险事件的风险值采用公式R=C+P-C×P计算。例如风险事件“钻孔灌注桩强度不足”的风险值R=0.5+0.1-0.5×0.1=0.55。同理计算出钻孔灌注桩围护其他风险事件的风险值，各风险值组成向量：b1=(0.44 0.55 0.51 0.36)-1。同理得到其他工序的风险值向量：地基加固：b2=(0.44)-1；井点降水：b3=(0.51 0.52)-1；土方开挖及支撑：b4=(0.6 0.44 0.55 0.86 0.7 0.64 0.55)-1；结构施工：b5=(0.64 0.58)-1。

5.2评价指标权重

评价指标权重的确定是采用层次分析法(AHP)把各因子进行两两比较，按照比较重要性进行仿数量化(参照表2)，构成一个“构造判断矩阵”，该矩阵在一致检验后，最大特征值对应的特征向量即为各因子的权重向量。

表2　各因子重要性比较仿数量化表

以钻孔灌注桩围护工序为例，各风险事件两两比较仿数量化后的构造判断矩阵为：

最大特征值对应向量a1=(0.08 0.65 0.20 0.08)即为钻孔灌注桩围护风险事件层的权重向量。同理其他风险事件层的权重向量：地基加固：a2=(1)；井点降水：a3=(0.75 0.25)；土方开挖及支撑：a4=(0.12 0.07 0.12 0.50 0.05 0.05 0.12)；结构施工：a5=(0.83 0.17)。工序层权重向量：A=(0.20 0.06 0.05 0.56 0.15)。

5.3综合集成计算

钻孔灌注桩围护的风险值R1=a1·b1=0.52,同理得:地基加固风险值R2=0.44；井点降水风险值R3=0.51；土方开挖及支撑风险值R4=0.85；结构施工风险值R5=0.63。工序层风险值向量B=(0.52 0.44 0.51 0.85 0.63)-1。

则第Ⅰ类基坑施工风险值R=A·B=0.73，按风险等级类别属于四级风险。风险水平等级较高，事故后果严重，事故发生对工程造成较大破坏且有人员伤亡。其中土方开挖及支撑风险值较大，结构施工次之，地基加固风险值最小。为更清晰的显示各工序风险值，用柱状图表示，如图3所示。土方开挖及支撑风险较大工序各风险事件的风险值柱状图如图4所示。因此在施工过程中必须采取有效合理的预防控制措施，必要时制定应急计划和应急预案，尽最大可能减小风险事故发生，减缓风险灾难。

由于下阶段施工主要为第Ⅰ类基坑，Ⅱ类,Ⅲ类基坑对接下来的施工意义不大，在此不做细致分析。主要通过对第Ⅰ类基坑的风险分析对下阶段的施工起指导作用。

6　结语

由于机场特殊施工条件，本工程施工又位于机场禁区内，周边有飞机停靠及滑行，所以对施工条件要求较高，严禁事故发生。针对此特殊情况，该风险分析主要是采用基于AHP与专家打分法相结合的一种综合分析法。结合第一阶段已完工程的施工情况进行风险评估，找出风险因素较大工序及风险事件层，在下一阶段施工中对风险因素较大的事件及工序进行严格把控，避免风险事故发生，减缓风险灾害，对工程具有重要意义。

[1]成虎.工程项目管理[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2001.

[2]周红波，姚浩，卢剑华.上海某轨道交通深基坑工程施工风险评估[J].岩土工程学报，2006，28(S1)：1902-1906.

[3]陈华菊，师旭超.深基坑工程风险分析[J].铜业工程，2008，20(1)：71-74.

[4]毛金萍，钟建驰，徐伟.深基坑支护方案的风险分析[J].建筑施工，2003，25(4)：249-252.

[5]龙小梅，陈龙珠.基坑工程安全的故障树分析方法研究[J].防灾减灾工程学报，2005(4)：15-20.

Construction risk assessment on deep foundation pits of a underground passage in Shanghai Pudong airport

Lu Zhonghua

(ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266500,China)

WBS method using the deep foundation pits of underground passage in Shanghai Pudong airport excavation structural decomposition, based on the use of fault tree analysis to identify risk events, the application of expert scoring method and AHP combined with a comprehensive risk assessment, risk levels derived pit. The risk assessment to play the role of risk aversion.

deep foundation pit, structural decomposition, value at risk, weight vector

1009-6825(2016)19-0069-03

2016-04-12

卢忠华(1992- )，男

TU463

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