地铁施工十大风险及控制2.ppt
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工作单位：
上海市建筑科学研究院（集团）有限公司单位地址：
上海市宛平南路75号邮编：
200032时间：
2010年9月交流思路由于地下工程的不确定因素多，地下工程出现事故概率风险较大。
在我国城市地铁施工进入快速发展阶段，资源又相对匮乏（确保城市地铁建设不出现结构性的质量、安全事故十分重要）。
本次交流旨在通过工程案例的深入分析，找出解决问题的一般规律。
使地铁建设的标准、规范进一步细化；设计趋于科学、合理、方便施工；使施工对关键环节的控制趋于透明化，且有针对性。
一、城市地铁施工风险可控制的观点一、城市地铁施工风险可控制的观点地铁建设在未来510年内进入高速发展期“现在全国有20多个城市准备建设地铁，我们能否做到城市地铁建设尽可能不出现结构性的“质量、安全事故”趋于一致的回答：
“我们非常希望有这样一个全面系统策划咨询监理公司”。
传递信息：
我国地铁施工建设风险大，城市地铁建设的社会关注度高；目前国内还没有这方面能让业主信任的咨询监理公司；由于我国许多城市正在筹建地铁，技术管理人员严重不足。
上海有个工程就聘上海有个工程就聘请了了这样一个公司一个公司香港茂盛咨香港茂盛咨询公司公司上海外滩通道工程：
14.27m土压平衡盾构，沿着上海外滩历史建筑群边缘下穿，离浦江饭店最近距离仅1.8,m，离上海大厦及其他建筑在（315）m距离，为了使盾构推进，地面建筑物影响最小，业主单位（上海城市投资公司）用一千多万元，请了英国咨询顾问公司，任务是：
跟踪施工每月写一份报告，提出一些建设性意见（谈合同时，我们提出，上海规范有一条：
地面沉降值的范围是+10mm、-30mm，能有办法控制吗？
他们说有这方面经验，但不作承诺）。
后来怎么样了呢？
他们水土不服，上海的地质情况他们不了解，上海软土地层变化情况不了解，（我这里有份报告）观点：
地下工程如不熟悉地质情况，没有专家！
这次的交流会，我再次重复这样的问题。
我国有20多个城市都要筹建地铁，全世界在关注，我们能否做到地铁建设不出现结构性的质量、安全事故！
应该怎样努力才能做到。
下面我交流的十个方面风险控制，希望能给专家带来积极的信息。
第二个观点：
第二个观点：
我国近20年的地铁施工经验，案例教训，应该很好总结提高。
从规章制度、管理方法、技术措施等方面制定措施，为城市地铁建设风险控制提供科学保障。
举四个案例：
1、上海地铁、上海地铁4号线的事故带来的负效应号线的事故带来的负效应上海4号线事故发生以后，有几个联路通道的开挖验收，通知了相关单位和专家都不来验收，冻结70多天了还说再冻结两天，后来施工单位被动违规，自行开洞挖土。
打开洞门，整个联路通道冻成一个实心的冻球，挖通花费的时间是正常的三倍。
冻胀地面隆起融沉地面沉降冷冻法被认为是最安全、万能的工法，我们不能因繁而废。
带来的负面影响：
设计方面（以上海为例）：
同样的工况条件，冷冻管增加了（3040）%；同样的工况条件，冻结时间从45天增55天以上。
2、杭州地铁塌陷事故带来的负效应：
、杭州地铁塌陷事故带来的负效应：
从图片中可以看到钢支撑横七竖八，专家分析了许多原因，但我个人认为：
钢支撑体系存在一定的问题，全国所有采用609的钢支撑支撑的地铁深基坑都存在着问题，没有分析钢支撑的受力与变形因果关系；也没有确定每根支撑是否受力、是否均匀受力，因为钢支撑的安装到目前为止没有规范要求。
目前钢支撑支撑系统存在严重的缺陷。
（第2大风险控制）带来的负面影响：
带来的负面影响：
地墙更厚了，单位面积钢筋配筋量增加了，内衬结构由400mm增加到700mm。
3、去年、去年6月月27日上海莲花河畔楼倒塌事故日上海莲花河畔楼倒塌事故从图片中，我们看到令人匪夷所思的现象，楼房倒向基坑侧居然还形成“拱形”现象，倒塌后居然玻璃完好，给我们造成假象是质量好。
到目前为止，楼倒形成“拱形”的机理没有分析结论。
如下一组照片，我想能够说明成“拱形”的原因。
4、最近，我们苏州也发生了一件盾构进洞、最近，我们苏州也发生了一件盾构进洞涌土事故涌土事故该加固区长8m（以往一般是33.5m）还是出了事故，抢险2天，漏砂量80立方之多，出现这样的事故，我所了解不少于5次，不把原因分析清楚，加固区即使增加10m，还会发生类似事故。
以上例举的案例，我有以下思考：
以上例举的案例，我有以下思考：
1、我们对事故的分析是否全面透切，通过对事故的分析能否找出解决类似问题的一般规律，进一步科学的完善设计、施工。
我们常说“举一反三”以上四例没有做到。
2、由于地铁事故的社会影响大，目前设计趋于保守化、套用化、从简化，对地铁建设是带来的弊大还是利大，我们需要科学决策。
3、对软土地层，国家应尽快制定分类标准。
完善围护结构的理论计算，分类规范设计标准。
我们从事故中吸取了教训，但我们是否从事我们从事故中吸取了教训，但我们是否从事故中找到科学解决问题的办法。
故中找到科学解决问题的办法。
二、地铁车站施工五大风险及控制二、地铁车站施工五大风险及控制一）地下连续墙施工渗漏水风险及控制一）地下连续墙施工渗漏水风险及控制1）地墙接缝渗漏水）地墙接缝渗漏水2）地墙设计增加配筋和接驳器产生的渗漏水）地墙设计增加配筋和接驳器产生的渗漏水3）地质条件差，施工管理方面出现的质量问题。
）地质条件差，施工管理方面出现的质量问题。
控制方法控制方法第一个原因：
无锡采用刚性接头效果较好；苏州采用迎土面接缝处旋喷止水，效果也不错。
第二个原因：
需要设计解决的问题，这里有两张设计配合解决渗漏水的照片。
改改进进后后，接接驳驳器器在在迎土面主筋内侧约迎土面主筋内侧约100mm弯曲弯曲接驳器平面整体效果平、齐、直接驳器平面整体效果平、齐、直第三个原因：
通过施工管理技术改进，能够减少第三个原因：
通过施工管理技术改进，能够减少渗漏点发生。
渗漏点发生。
找根本解决问题的办法，需要创新。
我今年在杭州提出的预制地墙，吊装接拼的方法理论上能够解决地墙接缝的渗漏问题。
二）基坑开挖过程地墙变形、周边沉降风险及控制二）基坑开挖过程地墙变形、周边沉降风险及控制基坑开挖过程，从力学角度分析是“平衡”问题、“时空效应”现象.1）钢支撑安装过程存在的问题:
（1）活络头脖子太长，水平方向存在偏心现象
（2）楔子安装不正确未穿过轴心，造成轴心与挡板不垂直活络头受力中心线与钢支撑受力中心线不同心活络端顶板与钢围檩线接触，不是面接触活络头受力中心与围檩接触面不垂直，产生分力活络头受力中心作用点未作用在围檩的侧面中间，（3）法兰变形，造成两法兰面无法全接触（4）钢楔子安装不正确楔子未穿过轴心楔子打入深度太短，有效接触面积太小2）轴力计安装存在的问题；轴力计安装存在的问题；轴力计设在端头存在的问题数据线容易护筒被切断轴力加大时因法兰变形，导致轴力计护筒肋板与法兰连接处开裂造成支撑读数不稳、失真轴力计轴线与钢支撑轴线很难在同一轴线上两对接钢围檩不在同一平面上，轴力计和钢围檩只有部分接触改进后图片改进后图片图片一：
图片一：
轴力计设在钢支撑内图片二：
关于楔子规格建议推行配套规格和标准制图片二：
关于楔子规格建议推行配套规格和标准制作要求作要求配套规格：
A类楔子（平行垫块分三种规格）B类楔子（倒梯型垫块）C类楔子（正梯型垫块）B类楔子类楔子A1类楔子类楔子A2类楔子类楔子标准楔子安装示意准楔子安装示意图CC类楔子类楔子三）挖土与支撑循环施工过程中，三）挖土与支撑循环施工过程中，6个变形量个变形量控制控制六个变形量中叠加变形时“时空效应”理论的体现，进一步讲应该是“时空、力效应”的体现。
类似的工程无锡地层叠是上海地层叠的三倍之多。
所以我多次提出对我国的软土地层要进行标准分类。
否则上海的基坑围护设计使用在无锡就是保守、浪费。
无锡的基坑围护设计使用在上海就是风险、事故。
四）承压水施工风险及控制四）承压水施工风险及控制150多年前，开沪时，上海承压水水头和潜水位基本一致，现在水头下降了约5-8m多，城市沉降了多少呢？
上海地面沉降观察站资料：
19212000年上海地面已下沉1.88米，最大沉降2.81米，造成地面干裂，建筑错位，防汛墙工程设施破坏等重大损失，说明承压水水头的下降影响到地面沉降。
上海近二十年的城市地下空间的开发，加速了承压水水头的下降。
观察的问题：
观察的问题：
以轨道交通等深基坑车站为例，开挖深24m，车站长158m。
11口降压井，滤网长度78m，单井抽水量3m3/h。
降水有一句专业语叫“按需降水”。
第一个问题：
第一个问题：
按车站施工工期估算和类似车站降水量统计，需降1015万m3的地下水，降水形成的漏斗半径R超过200m，周边的地面沉降一般在（1530）mm，形成一个较大范围的漏斗。
这个问题近几年已有许多专家重视。
第二个问题是封井方式问题，常见的封井方法可能导致的第二个问题是封井方式问题，常见的封井方法可能导致的影响：
影响：
1）承压水将从降压井的井孔与井管之间的空隙，透过隔水层和上覆土层的联系与地表的潜水互融，含水层的水质环境将要受影响。
2）随着上海地下空间的开发利用，地下工程增多，至使降压井数量累积增多，产生量变到质变的现象：
含水层承压水位的渐渐下降会引起地面的渐渐沉降。
（上海地区的地面沉降和上海地区含水层水位的下降成正比关系）3）由于降压井封堵界面的上抬，结构底板永久的处在承压水顶托力下，增加渗漏水的风险。
定性方面思考：
定性方面思考：
上海每年平均有2000个以上的深基坑工程，需降承压水的深基坑约占70%左右，据估算一年承压水的抽水量超过（68）千万m3.控制深基坑施工过程的承压水抽水量，不仅是施工环境安全风险控制，对城市沉降的影响，减缓承压水的下降也十分重要。
抽承压水降水位：
降压井的抽水量Q，降压井滤层的透水率A和降压井水头差的影响半径R，三者的理论关系如下图：
技术关键：
技术关键：
在Q抽值一定量时，增加A值的透水率，减少滤层的高度，控制影响半径R值。
（实际施工是滤层的高度增加很大，这是错误的！
）提高降压井的透水率A是减少降压井影响半径的关键，实际的降水方案从理论方面计算如何提高降压井的透水率，减少降压井的数量，将少降压井的漏斗半径R。
从而控制周边环境的沉降是减少周边沉降的关键，有很大的改进空间。
（由于降水是专业很强，方案审查的深度不足，降水分包是按井数和降水的工作时间收费用，所以方案往往是井多，工效差）按前面分析施工案例：
按前面分析施工案例：
实例
（1）：
上海轨道交通七号线中山北路站，原降水方案：
11口降水井，2口观察井，基坑开挖到结构施工，实际使用5口井，抽水量统计4.6万m3.地面最大沉降28mm，地墙最大变形量38.3mm，降水因素造成周边沉降理论估算小于3mm。
实例
（2）：
外滩通道工程（北段）天潼路工作井及暗埋段深基坑工程，原降水方案降压井7口井，观察井2口，监理审查后降压井减少2口，观察井减少1口。
基坑开挖和结构施工实际使用降压井3口，抽水量不足1万立方，降压井对周边的沉降影响很小。
可见降压井抽水量的科学控制，不但减少了周边地面的沉降，而且节约了地下水资源。
封井方式的改进：
观察到三个问题封井方式的改进：
观察到三个问题改进方案是将注浆管深插到井管内的过滤层段，其主要目的是通过注浆措施充填过滤层内外的空隙，在含水层与隔水层之间，封堵承压水的上溢。
指标方案封堵界面结构防水井孔与井管之间空隙处理含水层与地表潜水联系地面沉降实施难度经济费用改进前封井形式结构底板下约2m位置需增加管口焊封，管壁外增加止水板无封堵可能存在通道联系有沉降的风险较复杂改进后封井形式含水层与隔水层位置不需防水措施通过滤网反渗封堵无联系无风险较简单费用未增加封井方案改进前后对比指标封井方案改进前后对比指标采用改进后的封堵方案实际施工效果问题：
问题：
降压井抽水问题，历来我们只考虑到它开挖时土体的压力和水头顶托力的“平衡”安全问题，而没有考虑到减少地下水资源的浪费，科学合理地控制抽承压水可有效地控制地面的沉降范围。
封井措施只是考虑了堵井，而没考虑到潜在的环境污染问题、地面沉降问题以及承压水位渐趋降低的问题。
降压井抽水的控制和管理不仅是施工过程的一项措施，更重要的是环境问题。
（专利申请号：
2009101
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