平南三桥地下连续墙施工风险评估

高丰 杜海龙 秦大燕 吴刚刚

摘要：平南三桥为目前世界上在建最大跨径拱桥，其北岸地质条件较差，采用地下连续墙施工，施工过程中风险较大。为有效识别隐藏在平南三桥地下连续墙施工各环节中的风险因素，文章提出了采用专家调查法和层次分析法相结合的地下连续墙施工风险识别方法，运用层次分析法建立平南三桥地下连续墙施工递阶层次结构模型，识别泥浆生产及硬化、成槽施工、钢筋笼安装吊放、接头施工、混凝土浇筑等5项地下连续墙施工基本风险施工阶段，并计算得出各施工阶段的权重。其中成槽阶段和浇筑混凝土阶段权重分别达到O.276和0.35，施工风险较大，建议采取相应的控制措施，提高施工的安全性。

关键词：平南三桥;地下连续墙;层次分析法;施工阶段;安全风险评估

中图分类号：U443.164 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.021

文章编号：1673-4874（2019）07-0064-04

0引言

近些年，地下连续墙施工工艺凭借刚度大、整体性好、施工过程中噪音小、占地少等优势，在我国房建、轨道交通、桥梁建设等土木工程领域发展迅速、应用广泛。与此同时，随着我国建筑行业和桥梁建设的快速发展，由于地质环境复杂、自然环境恶劣以及管理水平和技术水平滞后等原因造成地下连续墙施工过程中风险较大，工程问题愈发频繁。基于此，相关学者开展了较多的研究和分析：李培培等对某无缝钢管厂旋流井地下连续墙施工过程中发生的工程问题进行研究和分析，并提出了相应的控制措施。曹屹东对地下连续墙钢筋笼吊装过程中的风险进行分析并提出了相关控制措施。袁永松、赵建夏、李野等对地下连续墙施工过程中的各类施工风险问题进行总结和归纳，并提出了相应的控制措施。兰新星、杨路将地下连续墙施工过程划分为不同的施工阶段，并对各阶段的施工风险情况开展风险识别与评估，厘清施工中的风险情况，并提出了相应的控制措施。

目前，有关施工风险评估的研究方法较多，包括决策树法、模糊综合评估法、蒙特卡罗法和层次分析法等，这些方法各有优点。其中，层次分析法是美国T.LSaaty于20世纪70年代提出来的，是一种定性与定量相结合的安全风险评估方法，其计算简洁、高效，已应用于水利、房建、交通等土木工程领域，可靠性也得到了广泛的认可。基于此，本文以平南三桥为工程依托，结合层次分析法建立地下连续墙施工风险评估层次结构模型，然后采用专家调查法获取各层次的数据，据此形成各层次的风险判断矩阵，最后将各层次的判断矩阵集成得到各层元素对目标层的合成权重，从而实现对平南三桥地下连续墙进行施工安全风险评估。

1工程概况

1.1平南三桥整体概况

平南三桥是广西荔浦至玉林高速公路平南北互通连接线跨越浔江的一座特大型桥梁。平南三桥主桥为跨径575m的中承式CFST拱桥，引桥为现浇预应力混凝土连续梁桥。桥跨布置为：（40m+60m+2×35m）现浇预应力混凝土连续梁+575m中承式CFST拱桥+（50m+60m+50m）现浇预应力混凝土连续梁+3×40m现浇预应力混凝土连续梁。南岸拱座为明挖扩大基础，北岸拱座为地下连续墙。如图1和图2所示。

1.2北岸地下连续墙概况

地下连续墙外径为60.0m，墙身厚1.2m，地下连续墙按不等高设计，嵌入中风化泥灰岩≥4.0m，地下连续墙高程为24.O m，地面高程为-11.0～-5am，墙身高为29.0～35m。地下连续墙施工槽段包括I期、Ⅱ期两种不同槽段，I期和Ⅱ期槽段各为20个。地下连续墙墙身需穿过13.7～19.8m厚的卵石层。卵石层成槽易塌孔，在施工图设计中，采用双液（水泥+水玻璃）注浆沿地下连续墙周边进行槽壁加固，防止成槽期间槽壁塌孔。地下连续墙成墙采用抓铣结合的工艺，粉质黏土及卵石层采用液压抓斗进行开挖，岩层采用液压铣槽机铣槽。地下连续墙结构采用铣接头设计。I期槽段轴向长和边孔轴长分别为6.942m和2.8m，Ⅱ期槽段为2.8m，I期和Ⅱ期槽段分别采用三铣成槽和一铣成槽。如图3所示。

2应用层次分析法进行地下连续墙施工风险评估

2.1层次分析法计算流程图

层次分析法计算风险权重的步骤见图4。

2.2建立地下连续墙施工递阶层次结构模型

结合相关文献的调研以及平南三桥工程实际，北岸地下连续墙施工过程中风险来源于以下几个施工阶段：（1）泥浆生產及硬化;（2）成槽施工;（3）钢筋笼安装吊放;（4）接头施工;（5）混凝土浇筑。再结合各个施工工序下风险源情况，建立地下连续墙施工递阶层次结构模型，如表1所示。

2.3构造判断矩阵

采用数值1～9来反映因素Xi和Xj之间的相对重要性，具体定义见表2。

对各因素进行两两比较，结合专家问卷调查的数据得到平南三桥地下连续墙施工过程中的各阶段风险判断矩阵（见表3～8）。式中，aij表示矩阵中的各元素。根据式（1）得到各指标的权重值如表9所示。

2.6计算各层权重

结合以上的计算结果，统计得到各层元素的权重情况（见表12）。

根据表12的计算结果，在平南三桥地下连续墙施工过程中，泥浆生产及硬化（O.080）、接头施工（0.151）以及钢筋笼安装吊放（0.143）这三项占总权重的比重不到38%，施工过程中权重较小;而成槽阶段和浇筑混凝土阶段权重分别达到0.276和0.35，占总权重比重高达62.6%，施工风险较大，应采取相应的控制措施。

3结语

（1）本文以在建平南三桥为依托背景，结合专家问卷调查和定性与定量相结合的层次分析法，提出了地下连续墙施工风险评估方法。

（2）结合平南三桥地下连续墙施工的特点，参考地下连续墙施工的工程资料及数据并运用地质勘察、专家调查分析等方法筛选出泥浆生产及硬化、成槽施工、钢筋笼安装吊放、接头施工和混凝土浇筑5项存在较大施工风险的施工工序，并以此开展施工风险评估，厘清各施工工序的风险情况，为工程实际施工提供参考。