长沙地铁三号线湘湖站风险评估

长沙地铁三号线湘湖站

风险评估

学校：中南大学

专业：土木工程

班级：隧道****

指导老师：******* 老师

姓名：**********

学号：****************

日期：2015年11月

湘湖站风险预评估

一、项目简介

长沙市轨道交通3号线一期工程范围为：莲坪大道站至龙角路站，全长35.4公里，平均站间距约1.4公里，设车站25座，全为地下站西南至东北向连接坪塘组团、主城区和星马组团。工程穿越了长沙市岳麓区、天心区、雨花区、芙蓉区、开福区和长沙县。3号线一期工程于2014年1月3日正式动工，计划工期5年，最快可在2018年底通车。

湘湖站为长沙市轨道交通3号线一期工程的一个区间站，站点附近的地标有梦泽园、年嘉湖隧道、烈士公园东门、长沙市六中等。

车站位于车站北路与晚报大道交叉口，沿车站北路为南北向的交通干道，车站基坑为全明挖基坑，基坑保护等级为一级。车站为地下两层岛式站台车站，站台宽度约10. 4m。车站共设出入口4个，风亭2个。车站基坑长度为201. 7m，标准段基坑宽度为18. 4m，深度约为18. 3m;车站端头井段基坑宽度为22. 7m，基坑深度为19. 8m;外挂段基坑宽度19. 8m，基坑深度18. 3m。该车站北端为盾构吊出。

车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙加内支撑围护方案，地下连续墙标准幅宽6m。车站基坑采用连续墙加竖向内三道支撑支护形式，第一道为钢筋混凝土支撑加米字撑，主撑截面为

700×900mm，肋撑截面为500×700mm，第二道钢支撑直径为609mm，壁厚16mm，第三道钢支撑直径为609mm，壁厚16mm。第一道斜撑为混凝土斜撑，第二、三道斜撑为钢支撑。

二、风险预评估

1、技术风险

本标段工程施工均采用常规工艺及方法，技术成熟，无技术风险。

2、质量风险

车站基坑为全明挖基坑，基坑保护等级为一级。

勘察现场地质条件较简单，地层较均匀且起伏小，勘察期间未见有影响场地稳定性的不良地质作用。对基坑质量有影响的地址地址因素有：

1、人工填土。本次勘查区间内人工填土主要为杂填土及素填土，堆载年限一般超过5年，有一定固结，但因填料杂乱，固结时间不一，固结程度人存在较大差异，对明挖断影响较大，需要加强边坡支护。

2、本场地局部分布残积土和全风化板岩、泥质砂岩及含砾砂岩，风化岩含蒙脱石等亲水矿物，在饱和状态下扰动后，极易软化变形、崩解，强度、承载力降低、第四系中更新统冲洪积细圆砾土、粗圆砾土，属三级普通土，五级围岩，具中等偏高的强度，属透水层，为潜水含水层，水量较丰富，涌水量大。

特殊岩土主要为场地内发育的人工填土层、板岩及泥质砂岩全风化层。对基坑的施工质量影响较大，施工工序多，质量隐患多、制点多，存在一定的质量风险。

3、安全风险

车站位于车站北路与晚报大道交叉口，沿车站北路为南北向的交通干道，车站基坑为全明挖基坑，车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙加内支撑围护方案。因为车站旁边存在年嘉湖，地下水位较高，地下水丰富，容易出现涌水的现象，需要做好降水、排水措施。车站位于长沙市繁华地段，车流量较大，地下管线较多，影响施工，容易带来安全隐患。施工之前应该对车站周围的既有建筑和地下管线情况做好调查，施工过程中注意保护。

4、工期风险

本标段计划工期：24个月，计划开工日期：2014年7月1日，计划竣工日期：2016年7月31日，其中架梁开始日期:2014年6月1日，架梁结束日期2015年5月30日；铺轨开始日期2014年6月1日，铺轨结束日期2015年6月30日，工程验收及开通时间：2016年7月16日至2016年7月31日。车站位于长沙市繁华地段，施工进度受环境影响很大，因此本标段存在一定的工期风险。

5、投入风险

本标段工程施工均采用普通地铁车站常规施工方法，主要投入的机械有成槽机、双轮铣、起重机、挖掘机、混凝土灌注车等，可能出现基坑失稳、涌水等情况，有一定的投入风险。

6、环保风险

环保、水保要求高。工地临时设施、便道、弃渣场等对环境可能造成影响；施工及生活废水对敏感水体可能造成污染；工程施工对环境敏感区地下水及地表水环境造成影响，施工中需采取措施将施工对其影响减到最小，确保施工过程中对沿线景观不产生破坏，河流、地下水不受污染，植被得到有效保护，确保建成绿色环保工程。因此全线的环境保护和水土保持的技术措施要求更高。存在一定的环保风险。

湘湖站施工风险评估

一、工程概况

1、项目简介

湘湖站为长沙市轨道交通3号线一期工程的一个区间站，站点附近的地标有梦泽园、年嘉湖隧道、烈士公园东门、长沙市六中等。

700×900mm，肋撑截面为500×700mm，第二道钢支撑直径为609mm，壁厚16mm，第三道钢支撑直径为609mm，壁厚16mm。第一道斜撑

为混凝土斜撑，第二、三道斜撑为钢支撑。

2、周边环境调研结果

车站位于车站北路与晚报大道交叉口，沿车站北路为南北向的交通干道，属于长沙市繁华地段，车流量较大。车站所处位置和其周边地区地下存在大量地下管线。车站附近有大量居民住宅楼，需要保护的建筑物主要有梦泽园、中国银行及周边居民小区住宅楼。

●梦泽园

●中国银行

●周边住宅楼

3、水文地质条件

●工程地质

根据长沙地区区域地质资料，结合前期岩土工程勘察报告成果，

本区间褶皱不发育，断层不发育，岩层层面较稳定，产状较平缓。勘察场地附未来见有影响场地稳定性的构造。

拟建场地人工填土下为粉质粘土及圆砾土，局部夹有粉细砂层，下伏基岩为褐红色砂岩、砂含砾砂岩，褐黄色-青灰色板岩，地层分布较复杂。层面起伏较大，覆盖层厚度8至l5m，场地无软土分布，无膨胀土分布，粘性土及垒全强风化岩均具有一定的崩解性，区内出露地层主要为第四系地层、白垩系泥质砂岩及含粒砂岩、元古界冷家溪群板岩，由上至下分述如下：第四系人工堆积层、第四系全新统冲洪积层、第四系中更新统冲洪积层、白垩系上统泥质砂岩及含砾砂岩。

●水文地质

区域水文地质结构与边界：长沙地区含水层按其岩性、岩相、岩层结构、地貌及构造等条件可分为六大类，本工程场地包含松散岩层孔隙水类型及红层、板岩风化裂隙水类型。

地表水：区域东边约1.0km有浏阳河北北西向流过，西倒距湘江约500m，以大气降水补给为主，水质较好，地表水较发育。

地下水：根据测区地下水的类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙水。

地表水、地下水对混凝土等建筑材料的侵蚀性：区间范围内取地下水和地表水进行水质分析，根据区间水分析实验统计表及《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-20lO的评价标准判定结果如下：地下水及地表水均无侵蚀性。

●不良地质作用及特殊岩土

勘察现场地质条件较简单，地层较均匀且起伏小，勘察期间未见

有影响场地稳定性的不良地质作用。对基坑质量有影响的地址地址因素有：

二、工程概况

评估所依据相关规程、规范：

《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）《城市轨道交通地下工程风险管理规范》

《地铁及地下工程建设风险管理指南》建质（2007）254号

《轨道交通1号线一号工程（初步设计阶段）分析按评估报告》

《地铁设计规范》（GB50157-2003）

《建筑基坑工程检查技术规范》（GB0021-2009）

《岩土工程勘察规范》（GB0021-2001）

《地铁铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）《地铁铁道工程施工及验收规范》（GB5029-1999）

其他有关国家现行技术标准、设计规范和规程等。

三、风险识别

表一湘湖站施工风险源识别

工作名称风险事件风险源

地下连续墙槽段壁面不稳定，大面积坍方

不良地质

泥浆不合适

地面超载

地下连续墙渗漏水甚至涌土、喷砂

接头形式选择不当

刷壁不彻底

钢筋笼吊放不到位槽壁塌方

遇到障碍物勘探不到位

地基加固加固失效引起坑底隆起，周边地表变

形过大

勘察错误

设计错误

施工时水泥用量不足

降水降水引起周围地面沉降降水方案不合理不重视信息施工

土方开挖及支撑顺作法支撑失稳

设计错误

支撑连接方式不可靠承压水突涌

地质勘察失误

降水方案错误

降水效果不好

坑底隆起基坑暴露时间过长基底扰动

地下水位发生变化

垫层浇筑不及时

周边建筑物变形过大

支护体系变形

施工超挖

坑边超载

围护结构不合理

降水过快

围护结构损伤挖土机破坏围护结构基坑坍塌

暴雨

地震

围护结构失效

施工工序错误监测数据不力

主体结构楼板浇筑时失稳

施工管理不当

施工方案错误

车站结构纵向变形过大

设计错误

施工方案错误

不均匀沉降

混凝土开裂

养护不合理

混凝土质量差

拱顶开裂

设计对地质分析不足

不均匀沉降

混凝土施工控制不当防水层质量失效

防水材料质量问题

防水层厚度不足

防水层保护不当

车站整体上浮

设计计算不当

地质勘察错误

施工降水减压措施不力

四、风险预控措施

表二湘湖站施工风险防范、处置预案类别风险事件风险应对措施

地

下

连续

墙槽段壁面

不稳定，

大面积坍

方

1.在极软弱的易坍方土层和松砂层，对软弱地基进行加固

2.防止槽壁渗漏以及施工不慎而造成槽内泥浆面降低

3.降雨使地下水位急剧上升时，采取合理措施保证槽壁的稳定

4.加强泥浆的管理，根据土质情况合理调整配合比，加大泥浆的

比重、粘度，并提高泥浆水头，使泥浆排出与补给量平衡

5.选择适当的单元槽段长度，在地面浇混凝土地坪和加强导墙结

构。

6.塌孔较严重时，可用优质粘土回填坍塌处，重新挖槽。

地下连续墙渗漏水甚至涌土、喷砂1.对于浇灌混凝土时的局部坍孔，可将沉积在混凝土上的泥土用

吸泥机吸出，继续浇筑

2.根据土质条件及周边环境的要求，选择合适的接头形式。

3.清槽时，对上段接缝混凝土面用钢丝刷或刮泥器将泥皮、泥渣

清理干净后，再进行下一道工序的施工。

4.当渗水量不大时，可采用防水砂浆进行修补即可；当渗水量较

大时，可根据水量的大小，用短钢管或胶管进行引流，周围用砂浆封住，然后在背面用化学灌浆修补，最后堵住引流管；当漏水孔很大时，用土袋堆堵，然后用化学灌浆封闭，阻水后再拆除土袋。

钢筋笼吊放不到位1.防止地下连续墙的混凝土浇灌时绕流，并做好事先难备，保证

后续槽段钢筋笼的顺利吊放。

2.对成槽垂直度进行检测。

3.对插入标高不能满足要求的钢筋笼，会同设计人员及时进行处

理。

遇到障碍物1.及时处理成槽过程中的石头、混凝土等大块障碍物。

2.设置石块破碎机，将块石破碎到粒径在槽宽以下，以便抓斗清

障。

3.采用先进的勘探技术，或多种勘探技术综合应用，及时查出不

良地层或障碍物。

地基加固加固失效

引起坑底

隆起，周

边地表变

形过大

1.详细调查开挖范围的地质条件；

2.对地层采用合理、有效的加固处理方法；

3.选择合理、有效的施工工艺。

降水降水引起

周围地面

沉降

1.挖土前，要进行降水以保证坑内的良好施工条件。降水对坑内

土体的压密，有利于基坑稳定性；但有两个副作用，一是对工

程桩产生附加压应力，二是对周围环境产生附加位移。

2.详细调查开挖范围的地质条件；

3.对地层采用合理、有效的降水方法；

4.选择合理、有效的施工工艺。

明挖

顺筑

法

土

方开

挖及支撑支撑失稳

1.考虑温度的影响。在缺乏测试资料时，对钢筋混凝土支撑，可

暂加20％轴力，对钢管支撑还宜适当增加，设计时要有足够

的安全系数。

2.立柱主要是支承支撑结构自重和可能的施工荷载，需考虑其不

利的偏心作用的因素。

3.立柱设计要有足够的强度，刚度和入土深度，满足抗压和抗拔

的要求，以避免立柱的沉降或隆起对支撑的稳定性的影响。

4.重视局部的设计，如连系杆件、节点以及细部等

承压水突涌1.详细调查隧道开挖范围的地质条件；

2.对地层采用有效的加固处理方法；

3.降低地下水位，减小地下水对开挖面土体的影响；

4.选择合理、有效的施工工艺。

坑底隆起1.采取可靠合理的坑内土体加固措施。

2.基坑开挖过程是基坑开挖面的卸荷过程，因卸荷而引起坑底土

体的上隆，在施工前进行理论计算和预测

基底扰动 1.按照设计和规范的要求进行施工

周边建筑物变形过大1.根据基坑邻近建筑物〔或构筑物〕及管线，合理确定保护等级

2.严格规定时限、控制每步开挖的空间和无支撑暴露时间

3.施加支撑预应力、缩小钢支撑间距

4.坑内土体加固、以大口径井点降水改善土质、减少地层位移。

5.对基坑变形做好理论预测，并在现场加强监测与反馈分析

6.事先考虑到对重要构筑物的保护，采取局部加深墙体措施，使

基坑工程顺利进行。

7.充分考虑基坑开挖对地面位移的影响，上海地区一般时间达三

个月之久。

8.对于邻近建筑同时施工时，设计时必须考虑互相影响的各种不

利因素，各单位作好协调工作。

9.开挖中充分利用时空效应规律，沿纵向按限定长度逐段开挖，

在每个开挖段分层、分小段开挖，随挖随撑，

10.按规定时限开挖及安装支撑并施加预应力，按规定时限施工底

板钢筋混凝土，减少地下连续墙的无支撑暴露时间。

11.对于有支撑的围护结构，必须遵守先撑后挖，严禁超挖以及分

层开挖而高差不宜过大的原则

12.贯彻施工技术规范，操作规程，实行全面量管理，保证工程质

量和安全生产。

13.控制开挖段两头的土坡坡度，经边坡稳定分析定出安全坡度，

并注意及时排除流向土坡的水流，防止滑坡。

14.科学合理安排施工顺序和施工计划，组织连续、均衡、有节奏

的生产，保证人力物力充分发挥作用，加快建设速度。

15.上海地区实测数据表明：基坑开挖对地下连续墙后有较严重的

影呐范围约为基坑开挖深度的2倍，在这些影响范围，事先需考虑保护措施。

周边建筑物坍塌、管线损坏1.事先考虑到对重要构筑物的保护，采取局部加深墙体措施，使

基坑工程顺利进行。

2.充分考虑基坑开挖对地面位移的影响，上海地区一般时间达三

个月之久。

3.当基坑周边有构筑物或地下管线需要重点保护时，在基坑开挖

施工的全过程实施工程监测。

4.应仔细研究市政工程管线布置图，摸清地下障碍情况（尤其注

意管线最新变更情况），力求使工程进行前后，不至于由于施工荷载而导致地下管线发生变形而失效、发生事故，对于管线密集区域，应要求施工单位进行变形监测，预防出现由于地下给排水管、煤气管、电气管、通讯管线损坏而造成的断水、断电、断气、通讯中断等恶性事故。

围护结构损伤1.按照施工顺序和施工计划，确定合理的支撑拆除顺序，避免支

撑拆除的无序、混乱。

基坑坍塌1.合理全面考虑荷载情况，包括：

1)土压力，水压力，特别是承压水的情况

2)地面荷载的分布及大小

3)施工荷载

4)相邻建筑物的荷载

5)当支护结构作为主体结构的一部分时应考虑人防和地震作用

等

2.合理全面评估周边环境条件，包括：

1)基坑周围的地区性质

2)基坑周围的建筑物状况

3)基坑周围的公用设施分布及地下构筑物、地下管线状况

4)基坑周围的交通状况和道路状况

5)基坑周围的水域状况

6)基坑所处的地区环境的特殊状况

7)对基坑施工的特殊要求

8)噪声、振动、地面污染等

9)相邻工地的施工情况，特别是打桩和降水情况

3.车站长条形深基坑开挖施工根据工程地质条件、坑周环境条

件、围护结构条件等做好施工组织设计，精心施工。以确保基坑稳定、工程安全、环境安全。

4.重视信息化施工。监测工作既是检验设计理论的正确性和发展

设计理论的重要手段，又是及时指导正确施工避免事故发生的必要措施。

5.出现危险象征时，应予密切注意事态的发展，同时，必须准备

紧急抢救措施。

6.在分析报警问题时，应把水平位移时大小和位移速率结合起来

7.基坑开挖对周围环境影响的位移问题，要把位移大小和速率结

合起来，考察其发展的趋势，还要考察影响对象的重要性和承受性，采取不同的处理措施

8.查清和排干基坑内的贮水体、水管，事先充分配好排除基坑积

水的排水设备，以保证基坑开挖面不浸水，防止开挖土坡被暗藏积水冲塌，引发基坑失稳。

9.在基坑开挖中，对地下连续墙接缝或墙面出现的水土流失，要

及时封堵，以减小坑周的地面沉降和防止基坑一侧水土流失引发挡墙倾斜及基坑坍塌事故。

10.根据前一段开挖期间监测到的岩土变位等各种行为表现，及时

捕捉大量的岩土信息，及时比较勘察、设计所预期的性状与监测结果的差别，对原设计成果进行评价并判断施工方案的合理性。

11.通过反分析方法计算和修正岩土力学参数，预测下一段工程实

践可能出现的新行为、新动态，对后续的开挖方案与开挖步骤提出建议，对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报，当有异常情况时立即采取必要的工程措施，将问题抑制在萌芽状态，以确保工程安全。

主体结构楼板浇筑

时失稳

1.模板支架在施工前应该先进行设计和结构计算

2.模板支架系统应根据不同的结构类型及模板类型，选配合适的

模板系统；支架

3.系统应进行必要的验算和复核，确保其可靠、稳固、不变形

车站结构

纵向变形

过大

1.根据车站结构形式，合理设置诱导缝

2.温差引起的温度应力一般是车站内部结构纵向内力的主要组

成部分，设计时需合理考虑

3.软弱地基土在深基坑施工中由于各种因素所引起的回弹和再

压缩量，可根据类同工程的实测资料，采用类比的方法进行近

似计算

混凝土开

裂

1.大面积地下室合理考虑后浇缝的留置位置、方法及后浇缝处的

防水处理

2.合理设计混凝土配合比，并严格计量控制，混凝土的早期干缩

可通过在混凝土终凝前，对暴露表面进行二次抹压和凝固后的

浇水养护等措施来解决。

3.合理处理结构构件的支承连接构造，以及配置必要的构造钢

筋。缩短结构的长度或设置结构的伸缩缝，以及施工过程设置

后浇带等亦是防止因干缩导致结构开裂的有效措施。

4.选用水化热较低的水泥品种；通过掺用外加剂来减少水泥用

量，混凝土浇筑采取分层、分块方案；

5.适当增加钢筋配置和通过养护控制内外温差等技术措施。

6.施工过程必须严格控制施工荷施，必要时采取临时加固措施或

通过与设计人员协商，采取结构的局部加强措施。

7.一旦发现混凝土结构的受力裂缝，应立即采取防止裂缝进一步

开裂而导致结构、构件破坏的临时紧急措施，并会同有关方面

的人员，具体分析研究裂缝的性质、原因和解决办法

拱顶开裂

1.采用微膨胀混凝土后浇带和低水化热级配的混凝土

2.地下连续墙底注浆加固减少不均匀沉降

3.由混凝土干缩、温差引起的结构纵向拉应力以及不均匀沉降引

起的结构弯曲拉应力，设置横向缝给予释放从而防止缝之间的

混凝土开裂

4.当增加车站上角点附近顶板及内衬墙的纵向筋配筋率

防水层质

量失效

1.地下室防水材料的选用应考虑技术能力、施工季节等因素

2.根据裂缝渗漏水量和水压大小，采取促凝胶浆或氰凝灌浆堵

漏。

车站整体

上浮

1.根据车站结构形式及地下水位，合理设置抗拔桩

2.重视施工过程中的抗浮计算

3.在底板下采用经济合理的倒滤层排水措施