杨刚 YANG Gang
（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100855）
地铁在城市中应用较为广泛，是人们的主要出行方式。随着地铁线路的增加，不可避免地会出现紧邻既有隧道的工程难题，为地铁工程施工造成较大的阻碍。深基坑是地铁工程中的关键工程，施工过程中会对周围建筑造成一定程度的影响[1]。如果不能在施工过程中进行良好的安全管理，势必会对上层建筑、周围建筑，乃至整个地铁工程造成影响，严重者甚至会危害到人身财产安全[2]。深基坑施工工序较为复杂，危险性较高，合理的安全管理体系与合理施工技术，二者缺一不可。因此，在进行地铁深基坑施工的过程中，需要对深基坑进行风险识别、风险评估，以及风险控制，以此提升施工安全管理水平。
风险管理是在工程项目存在已知风险的前提下，在风险环境中将损失降到最低的过程。此过程中，需要对风险进行辨识——评估——控制等步骤，为项目提供最为安全的施工方案[3]。在实际工程施工过程中，可能风险与实际风险存在较大的区别，可能风险是可能存在的风险，能够预料到并对其进行预防；
实际风险是施工过程中出现的未知风险，发生概率较低，但风险的危害性较高[4]。本文主要从风险管理的角度上，针对深基坑施工的风险，进行施工安全管理。通过辨识实际风险，评估可能风险，控制风险等步骤，真正意义上提高施工安全管理水平。
1.1 辨识地铁深基坑施工风险
地铁深基坑施工的安全管理涉及全周期，对风险的辨识至关重要。本文主要考虑施工前勘查、施工方案设计、施工过程监管等三个阶段[5]。在上述三个阶段中的风险源为技术风险，周边建筑、周边管线、不良地质条件作为环境风险。根据上述风险分解情况，本文将深基坑作业进行结构分解，如图1所示。
如图1所示，施工过程中，支护结构、基坑开挖、支撑结构、主体施工过程中均存在风险。按照周边环境风险来看，施工降水对施工方案设计与周围建筑勘查造成风险；
开挖顺序失误对周边管线、设计、施工技术造成风险[6]。除此之外，支护结构外放尺寸不当、支护桩垂直度超标、支护桩孔位不满足要求等问题，均是施工风险源。钢支撑施工过程中，预应力施加不到位、应力损失未及时复加、支撑设备材料储量不足等问题，是主要施工风险源。土方开挖及降水过程中，土方运输不合理、周围排水不畅、机械碰撞支撑、支护结构变形过大等问题，是主要施工风险源[7]。结构施工过程中，模板加固不牢，钢筋保护层不足、施工不当等问题，是主要施工风险源。监测点不明显、基准点设置不合理、管线检测失误等问题，是主要风险源。
图1 深基坑作业分解结构示意图
1.2 基于风险管理评估深基坑施工安全风险
在辨识了基坑施工风险之后，本文利用风险管理理论，对上述风险进行评估。本文将施工安全风险评估划分为三个阶段，分别为前期准备阶段、评估实施阶段、编制报告与审查阶段[8]。其中，前期准备主要从收集资料、现场勘探、调查调研等方面进行评估；
评估实施阶段主要从风险分级、风险单元划分等方面进行评估；
编制报告与审查阶段主要从编制报告与报告审查等方面进行评估。本文根据风险管理理论，构建一个风险评分标准，如表1所示。
如表1所示，根据以上评分标准，清晰地看出了风险中各层级元素与相邻上层元素的重要程度。以此为基础，本文对风险的所有元素进行评估，公式如下：
表1 风险评分标准
式（1）中，δi为风险i中所有元素的评估几何平均值；
aij为风险i对风险j的重要程度指标；
n为价数。将δi进行归一化处理，计算出施工风险权重指标。公式如下：
式（2）中，σi为施工风险权重指标。结合式（1）与式（2），对施工安全风险的最大特征值进行计算，公式如下：
式（3）中，γmax为施工安全风险的最大特征值；
B为风险评分标准；
M为风险元素的特征向量；
（BM）i为风险向量的第i个元素的风险评分。将上述数据进行一致性检验，判断各元素的重要性与实际是否一致。一致性检验公式如下：
式（4）中，CI为一致性指标；
CR为一致性比率；
RI为平均一致性指标。当CR＜0.1时，能够保证风险评分的一致性满意，反之则调整风险评分标准，直至符合标准要求。
1.3 进行地铁深基坑施工安全控制
为了实现地铁深基坑的安全施工，本文以安全风险控制为主线原则，全面辨识评估风险程度，对基坑施工进行安全控制。将风险管控放在隐患之前，将隐患排查放在风险事故之前。在施工全生命周期中，秉持着全员参与原则，建立双重防御机制，将各个施工任务落实到领导与个人的头上，确保责任明确[9]。本文根据深基坑施工安全风险，建立一个安全控制指标体系。本文在施工过程中，设定支护的基础支撑刚度，超出过低于该刚度就会造成施工风险，刚度计算公式如下：
式（5）中，Fk为基础支撑刚度；
E为支撑模量；
s为支撑结构的横截面积；
d为支撑结构的间距；
l为支撑结构的长度。在支撑刚度已知的条件下，计算安全系数，公式如下：
式（6）中，εa为安全系数；
fs为极限应力；
fy为需用应力。εa越高，施工安全性越高，施工安全管理水平随之增加。除此之外，在施工之前，对施工人员进行风险交底与宣贯，对施工人员进行风险辨识培训，应急处理教育，施工技术二次培训等方面，让施工人员自发地形成风险意识。
2.1 工程概况
为了验证本文设计的安全管理方法是否具有使用价值，本文以X地铁工程为例，对上述方法进行分析。X地铁工程明挖段长度为主1256.312m，围护结构采用800厚的地下连续墙，北侧地连墙+4道支撑、东侧地下连续墙+3道支撑、其余位置钻孔灌注桩+3道支撑的支护体系支护锚索。降水措施为自流深井降水。坑坡顶10m范围内堆载不得超过20kPa。出土口30kPa，施工时严禁堆载。围护体水平位移监测报警值：北侧为25mm，其余侧40mm。辨识上述地铁深基坑施工风险，选取出多个工程风险项目，将其进行风险评估，如图2所示。
如图2所示，A、B、C、D、E、F、G、H等风险项目分别为地下连续墙施工项目、盖板结构、钢支撑施工项目、深基坑开挖施工项目、结构施工项目、周边建筑及管线施工项目、监测点布置项目、交通与线路施工项目。由图中可知，整个施工过程存在自然风险与施工风险的双重风险，而钢支撑施工项目是风险最高的项目，本文更加重视该项目的安全管理。本文根据X地铁工程深基坑的实际施工条件，按照所有人员、所有活动、所有设施、所有场所的顺序进行安全管理。包括项目参建方、检查方、监督部门、施工人员，以及访问人员在内的所有人员，在进行正常的建设、检查、监督、施工、访问的作业时，均要求戴上安全帽、安全手套、防护面具等防护物资。施工区域内的所有设施均要求三次检查，一次物资采买检查，一次进厂前检查，一次施工前检查，确保每次检查合格率为100%方可使用。除此之外，根据实际施工环境，设计多种逃生方案，在施工前进行演习，确保所有人员均拥有充足的自保能力，以此提升施工安全性。
图2 风险评估图
2.2 应用结果
已知，施工安全管理方法的安全系数越高，施工安全性越高，管理水平随之增加。本文在上述条件下，选取出多个工程风险项目，在各个项目的施工风险权重指标一致的条件下，将深基坑施工的标准安全系数，与本文设计的基于风险管理的安全管理方法的安全系数进行对比。应用结果如表2所示。
表2 应用结果
如表2所示，本文随机选取了地下连续墙施工项目、盖板结构、钢支撑施工项目、深基坑开挖施工项目、结构施工项目、周边建筑及管线施工项目、监测点布置项目、交通与线路施工项目等多个风险项目，施工风险权重指标各不相同。风险权重指标越高，施工安全风险越大，需要进行安全管理。在其他条件均一致的情况下，本文设计的基于风险管理的安全管理方法的安全系数，均在0.98以上，在施工之前做了充分的准备，在风险较高的钢支撑施工项目中，进行了充分的安全管理，使此处的安全系数为1.000，安全管理水平为完美标准。由此证明，使用本文设计的管理方法，能够更加高效地管理基坑施工过程，使施工安全性更高，保障施工人员安全，符合本文研究目的。
近些年来，地铁系统不断完善，四通八达的地铁线路为人们提供了出行便利，成为城市主要交通工具。地铁在建设施工过程中，需要深基坑的开挖。基坑的复杂性与隧道施工相互作用下，使施工风险增加，施工安全性难以保障。因此，本文在风险管理视角下，设计了地铁深基坑施工安全管理方法。从风险辨识、风险评估、风险控制等方面，对基坑施工进行有效的安全管理。并结合X地铁工程实例，进一步分析该方法的安全管理水平，为施工人员提供安全保障。
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