南京长江越江盾构隧道工程项目施工风险管理.pdf

'基建管理优化第22卷2010年第3期总第84期南京长江越江盾构隧道工程项目施工风险管理上海交通大学建筑工程学院王阳胡昊教授刘永新摘要：大型越江盾构隧道工程项目由于其地下、水点j。本文以作者所参与的南京长江隧道为例，介绍下的特殊性和复杂性，形成了施工风险多、风险后果严了该大型越江盾构隧道工程项目施工阶段的风险识别、重等特点。因此，在盾构施工时必须对各项风险因素高风险评估和风险管理措施。通过对工程风险的识别、评度重视并加以识别，认真进行风险分析，编制落实应急估并制定有针对性的风险管理措施，有效降低了风险发预案，以有效防止风险事故的发生，确保隧道施工安全。生的概率，在该项目上实现了降低成本、提高效率和增本文以南京长江隧道为例．介绍了该大型越江盾构隧道加效益。工程项目施工阶段的风险识别、风险评估和风险管理措I工程项目概况施。南京长江隧道是(南京城市规划)确定的“五桥一关键词：项目管理，风险管理，盾构，大型越江隧道隧”过江通道主要组成部分，是南京第四个城市过江通隧道工程项目是一项集多个学科门类的复杂系统道，也是浦口新市区中心与主城、特别是河西新城联系工程，具有项目投资大、技术复杂、建设工期长、建筑安最直接的快速通道。隧道工程自北向南，江北接江北滨装实物量大、项目涉及面广等特点。在隧道工程项目施江大道和浦珠路，穿越长江主航道之梅子洲出口，通过工过程中。面临着大量的风险和不确定因素，这些风险右汊夹江大桥到江南接主城滨江大道和纬七路(应天西具有复杂性、多样性、综合性、突发性及偶然性等特路)，再通过纬七路连接城西干道和城东干道。该隧道6 基建管理优化第22卷2010年第3期总第84期工程全长5853m，分江北段、江中段和梅子洲段，分别长依据工程特点、实施方案，对所有影响施工进度、工1400米、2990米和1463米j。程质量、工程安全、人员安全、环境影响等方面的风险因与上海长江隧道(单圆双线隧道，直径15．43米，全素并进行了分析评价。在工程施工方面，进一步结合工程特殊的地理位置、工程地质水文等特点，参考国内外长8．95公里)、武汉长江隧道(单圆双线隧道，直径l1．类似工程隧道施工经验，在项目组多次讨论的基础上，38米，全长3．63公里)、上海延安东路隧道及复线隧道并辅以专家调查法和层次分析法，本文识别出了工程施(单圆双线隧道，原隧道直径11．3米、全长2．26公里，工的主要风险因素：地质预测预报准确性风险、盾构选复线隧道直径11．2米、全长2．21公里)、上海西藏南路型风险、盾构进出洞施工风险、开挖面失稳、盾尾密封失越江隧道(单圆双线隧道，直径11．36米、全长2．67公效、开挖面有障碍物、隧道上浮、高水压粉细砂层联通道里)、上海大连路越江隧道(单圆双线隧道，直径11．36施工和明挖基坑失稳。米、全长2．56公里)、荷兰绿色心脏隧道(高速铁路隧3风险评估道，直径14．9米、全长约7公里)、日本东京湾公路隧道3．1风险评估矩阵(直径14．14米，全长15公里)、英法海峡隧道(两侧铁在工程实施前，通过对建设单位、设计单位、施工单路隧道直径7．8米、中间服务隧道直径4．8米，全长49位、监理单位的专业人士进行问卷调查，根据工程勘察、公里)、丹麦斯多贝尔特大海峡隧道(主隧道直径8．5设计资料，并结合以往类似工程实际，对灾害发生频率米。全长7．9公里)等[]同类工程相比，南京长江隧道具分为“不可能”、“难得地”、“偶尔地”、“可能频繁地”和有盾构直径大、工程地址条件尤其是江底地质条件复“频繁地”等五类，同时，将灾害发生后果划分为“后果可杂、工期紧、建设采用BT模式等特点。忽略”、“后果较轻”、“后果严重”和“灾害性后果”等四2工程施工阶段风险识别种。据此可以得出灾害风险评估矩阵(表1)。表1灾害风险评估矩阵灾害发生结果灾害发生频率一1可忽略的2较严重的3严重的4灾难性的(A)不可能(10>x)1A2A3A4A●(B)难得地(10q>x>10)1B2B3B4B(C)偶而地(10>x>10)1C2C3C4C(D)可能频繁地(10．1>x>／10q)1D2D3D4D(E)频繁地(x>l_)1E2E3E4E-后果描述，级别灾难风险指标风险决策准则后果可忽略一级：1A、1B、1C可接受且不必进行管理审视后果较轻二级：1D、E、2A、2B、3A、4A可接受，同时进行管理审视后果严重三级：2C、2D、3B、3C、4B不希望发生：高层管理决策：接受或拒绝风险灾难性后果四四级：2E、3D、3E、4C、4D、4E不可接受：停止运营或立即整顿7 基建管理优化第22卷2010年第3期总第84期3．2施工风险评价各种风险进行定性分析，并根据表l，综合评价出主要风针对南京长江隧道在施工期各个环节可能潜在的险源的风险等级如表2所示。表2风险分析综合评价表●序号风险因素风险出现的可能性风险评价风险级别1地质勘察准确中等2C★★★2盾构机械的适应性和可能性不大3B★★★3盾构进出洞中等C★★★4开挖面失稳较小、3A☆☆5盾尾密封失效不大3B★★★6开挖面有障碍物较小3A☆☆7隧道上浮不大2B☆☆8高水压粉细砂层联通道施工中等3C★★★9明挖基坑失稳不大3B★★★4．主要风险对策与建议或二道盾尾刷，否则一旦盾尾严重漏水，将给施工带来在上述分析识别、评价的基础上，根据本工程特点较大隐患，因此在高水压下中长距离盾构隧道施工中。及国内外类似工程实例。对南京长江隧道工程实施中的及时调换盾尾刷显得十分重要。为此建议，在盾构机采几个技术难题及主要风险提出以下对策及建议。购时要求盾构设备制造公司考虑在第三道与第四道盾4．1盾构选型建议尾刷之间增设一个应急装置。盾构选型应充分考虑工程地质、水文地质条件，环4．2挖土风险及工作面失稳的对策境保护的要求。根据本工程地质条件和施工特点，优先对开挖面前方20m范围内进行超声波障碍物探测，选择泥水平衡、全封闭、高度机械化、自动化的现代化盾及时查出大石块、沉船、哑炮弹；附设从密封舱隔板中向构机。其中超前地质的雷达勘察，超前排障设备，危险地工作面延伸的钻机，对障碍物破除。设气压进出闸门，段的局部气压平衡开挖面，通过人工闸进入密封舱更换局部气压下能进入密封舱排障，对刀盘进行维修和更刀头，排除障碍的设备以及能在高水压的情况下更换刀换。设置石块破碎机，将块石破碎到粒径lOmm以下。具等都是必不可少的。以便泥浆泵排出；渣土分离排放系统满足泥水处理及环南京长江隧道工程二条圆隧道长度近3km，属中长保要求。正确地计算选择合理的舱压，舱压应采用静止距离隧道，按通常经验，在盾尾漏水较大时需调换三道水土压力的1．2倍左右；掘进工作面由膨润土悬胶液稳8 基建管理优化第22卷2010年第3期总第84期定，水压力可以精细调节；膨润土悬胶液由空气控制，随收规范标准要求施工，及时对接缝嵌缝，封堵手孔；发生时补偿正面压力的变化。漏水、渗水、漏泥浆部位进行注浆堵漏达到允许标准，防流砂地质条件时，要及时补充新鲜泥浆；泥浆可渗止由此引起不均匀沉降。入砂性土层一定的深度，在很短时间内形成一层泥膜，4．5运输事故风险对策这种泥膜有助于提高土层的自立能力，从而使泥水舱土为避免电瓶车发生追尾、碰撞、脱轨，要求长距离隧压力泥浆对整个开挖面发挥有效的支护作用；对透水性道运输设置专用信号；一定距离有避让车道；定期对轨小的粘性土可用原状土造浆，并使泥浆压力同开挖面土道平整度检修保养；限制行驶速度；电瓶拖车上的管片，层始终动态平衡。控制推进速度和泥渣排土量及新鲜钢轨等材料固定牢，防止脱落伤人；对门架式吊车，起重泥浆补给量。超浅覆土段，一旦出现冒顶、冒浆随时开型运输设备经常进行检修保养；泥浆泵功率、扬程要适启气压平衡系统。合实际工程需要，泥浆管路要求耐压、耐磨耗。4．3推进与拼装系统事故风险的对策4．6轴线偏差事故风险对策选用体积小密封性好的千斤顶，及时更换漏油的千盾构机有可靠的轴线定位，如：激光导向，陀螺仪定斤顶，随时保证油压系统的正常运转；合理调整分组千位系统；可靠的地面三角网及#-1v弓i进导线系统，每斤顶的工作状态，推进时千斤顶的压力均匀作用在盾尾50m设吊架对轴线跟进测量；每环衬砌测量与设计轴线管片侧端，避免管片碎裂。拼装机卡具必须牢固的夹紧的偏差，发现偏差及时缓慢纠偏；盾构进入接收工作井管片，管片预埋起吊螺栓有足够的安全系数；拼装机应前lOOm反复对比测量，确保进洞精度；测量仪器精度要灵活旋转360度，前后行程近2m，径向插入，左右旋转满足要求，并经常校验。灵活；设置柔性缓冲材料，防止管片挤压破损。管片就参考文献位准确，环面平整度达到设计要求；螺栓穿进到位，及时[1]胡昊，张英隆，范益群．隧道工程设计系统紧固螺栓，不能遗漏防水密封垫圈；设有整圆器，要求每的风险管理[A]．中国工程管理环顾与展望环拼装后及时校正。同步注浆管路设置备用管，防止堵[C]，北京：中国建筑工业出版社，2007．485塞、挤扁失效；对注浆管路有检修保护系统；控制注浆压——490[2]张全文，王阳，刘永新，南京长江隧道施工监力，浆液配比、和易性、流动性配比要适当。理服务书[R]，上海建通工程建设有限公司，4．4盾尾密封失效事故风险对策及嵌缝堵漏2006高水压下，地层渗透系数较大情况下，隧道盾尾水[3]季玉国．江海盾构隧道施工风险分析与评密封压力要达到1．2Mpa。至少设四排密封刷。有紧急价[J]，探矿工程(岩土钻掘工程)．2008(6)：止水装置，集钢弹簧、钢丝刷、不锈钢金属gT-g。在76—79钢弹簧板和钢丝刷上涂氟树脂防锈剂；经常向密封刷注[4]黄金枝，刘永新．工程监理·安全监理-项目油脂，避免同步注浆浆液对钢丝刷的损害；具备在气压管理规范化操作手册[M]．北京：中国建筑保护下更换维修盾尾密封系统能力，至少能安全可靠地工业出版社．2007更换盾尾前两道钢丝刷。严格按地下工程防水施工验(本文主审：扈姬优教授)9'