【導讀】XX市軌道交通2號線工程初步設計階段。安全質量風險評估報告。上海XX工程科技有限公司。二〇一二年十一月

　　

【正文】 流量最小，徑流量占全年的 3％，而洪水期（ 6 月）月均流量最大，占全年的 ％。年平均流量 2110m3／ s，最小流量為 172m3／ s，最大月均流量為 9400m3／ s，最小月均流量為 254m3／ s。多年平均流速為 ／ s，最小月均流速發(fā)生在12 月，為 ／ s。多年最高水位為 （黃海高程，以下同），多年最低水位為 (2020年 1月 23日八一大橋 )，多年平均水位為 ，月平均最低水位 ，月最高水位為 。多年最高水溫為 ℃，最低水溫為 ℃，月均最低水溫 ℃，多年平均水溫為 ℃。 圖 、 周邊環(huán)境 XX 軌道交通 2 號線一期工程沿線設置 站前南大道站 、 XX 西站 、龍崗站、國體中心站、臥龍山站、嶺北三路站、沿湖大道站、學府大道東站、翠苑路站、地鐵大廈站、雅苑路站、紅谷中大道站、滕王閣站、陽明公園站、青山路口站、福州路站、八一廣場站、永叔路站、丁公路南站、 XX 火車站、洪都中大道站、辛家庵站 。 在 站前南大道站 到紅谷中大道站，線路布設在贛江西側，與贛江基本平行，沿線建（構）筑物相對較少，影響范圍內的建筑主要有： XX 市行政服務中心大樓、正榮現(xiàn)代大廈、中國移動 XX 分公司大廈、洪客隆百貨、國際金融中心大廈及周邊建筑；主要穿越生米大橋橋頭立交、 XX 大橋收費站辦公大樓等。地鐵 2 號 線在紅谷中大道站與滕王閣站區(qū)間穿越贛江，滕王閣站到辛家庵站區(qū)間穿越市區(qū)人口密集區(qū)，此區(qū)間建筑林立，道路縱橫，影響范圍內的建筑主要有：八一大橋引橋、江西協(xié)和醫(yī)院、江西藝術劇院、XX 大學第二附屬醫(yī)院、江西飯店、江西革命烈士紀念堂、麗華購物廣場、嘉萊特和平國際酒店、洛陽路隧道、江西國際旅行衛(wèi)生保健中心及周邊建筑，線路穿越部分高架道路及河流。 圖 ： 紅谷中大道站附近建筑 14 圖 ： 八一大橋 圖 ： 廣場南路高架 圖 ： XX火車站 洪都中大道（洛陽路隧道） 圖 ： 洪都中大道 辛家庵站（穿越玉帶河） 15 、 工程設計風險因素 城市 軌道交通工程是一項規(guī)模浩大的工程，涉及到的工程技術問題十分復雜，影響到社會各個層次。因此，城市軌道交通的規(guī)劃與設計工作難度越來越大，設計中存在的各種風險因素也越來越多，如圖所示： 圖 、 線路設計風險 線路選擇不當風險 線路設計是地鐵設計的重要方面，線路選擇主要考慮因素有：客流量、區(qū)域經濟發(fā)展、周邊建筑物限制和地質條件制約等。初步設計時對于線路選擇的重要性是不言而喻的，其選擇方向的合理性與否將直接影響地鐵各項功能的發(fā)揮。鑒于城市軌道交通工程量較大耗資龐大，倘若在這些方面的設計失察，將會給地鐵帶來巨大的經濟損失，也會和整個城市的總體規(guī)劃相沖突，甚至波及到整個城市的經濟發(fā)展，影響很難估量。 周邊建筑物和地質條件因素考慮周全可以為工程建設避免很多風險，使工程能夠安全順利地進行。但在規(guī)劃和初步設計階段如對周邊環(huán)境失察，同樣地會給工 程帶來麻煩和損失，而且會給周邊環(huán)境帶來重大影響。因此，對于線路的選擇風險，必須充分予以重視，選擇最佳的規(guī)劃路線。 線路方向設計包括平面設計和縱斷面設計。線路的平面設計應在滿足功能要求的前提下，充分考慮地形、地貌、工程地質、水文地質、城市的地下管網、道路、河流，以及既有的建筑物和城市規(guī)劃之間的關系。地下線路縱斷面設計應充分考慮建筑物的地下樁基礎，地下管網，地面河流湖塘水系，車輛運營特點以及施工方法等因素。 線路設計主要風險表現(xiàn)為： （ 1） 與城市整體規(guī)劃相沖突。城市規(guī)劃涉及到道路、管線、城市功能的整體布置，因此，在初步設計階段的設計工作中應該考慮這些因素。盡管不可能完全避免對城市規(guī)劃帶來影響，但應作出符合當前和將來的城市整體規(guī)劃的合理選擇。 （ 2）給沿途環(huán)境帶來的影響。 在原有的自然區(qū)域和建筑群中修建地鐵工程，勢必會給臨近的環(huán)境帶來一定程度的破壞。包括引起周邊建筑的不均勻沉降，破壞沿途管線和樁基礎，破壞所經區(qū)域的道路，以及給沿途人民群眾帶來當前和將來的不便等。 （ 3）在重要節(jié)點處的線路設計存在相對較大風險。重要節(jié)點如 xxx 站換乘站等，要在這些已 有重要建筑設施或特殊自然條件的環(huán)境基礎上，做到安全、合理、經濟，就需要對線路進行優(yōu)化設計。 （ 4）在滿足安全、節(jié)約、合理的設計的基礎上，線路設計還存在實際客流和設計規(guī)模不協(xié)調的風險。在線路選擇上，應盡可能地穿越人口密度較大的繁華市區(qū)和某些事業(yè)單位、教育單位，同時做出相應客流估算，避免出現(xiàn)選線估算與實際客流存在較大出入造成資源浪費。 車站設置不當風險 車站設置主要考慮的因素為客流量以及其他因素，例如車站間距、車站規(guī)模等，除此之外還要考慮 XX 的當?shù)亟ㄖ锖偷刭|情況。由此，車站應盡可能設置在比較繁華的地區(qū)。但是這些地區(qū)往往高樓林立，管線密集，這樣便存在一個矛盾，也帶來了一定的風險。 設計風險辨識圖 設計風險 結構設計不當風險 線路設計不當風險 設計計算模式選取 設計荷載取值不當 設計參數(shù)選擇不當 車站設置不當風險 線路選擇不當風險 16 、 結構設計風險 結構設計風險主要是指，由于采用錯誤的計算模型或參數(shù)等原因，導致結構設計不合理，過于浪費，或者影響工程質量，甚至導致重大事故的風險。風險原因主要在以下方面： 設計（土和結構）參數(shù)取值不當風險 ⑴ 土的參數(shù)取值風險表現(xiàn)在：對土層認識不足或工程勘測提供的指標不明確，而使設計對土的指標取值過高，或者忽略了地下水的作 用，特別是含水層的水壓力問題。因而導致支護結構的安全度不夠，在土方開挖時出現(xiàn)支護結構的破壞。 ⑵ 結構參數(shù)取值風險突出為：對結構材料的選?。ㄈ玟摻?、混凝土型號等）和結構尺寸的設計（如高架高度、隧道直徑等），要做到安全、合理和經濟，存在一定風險。 設計荷載取值不當風險 在基坑和盾構支護的設計中，土壓力、水壓力的計算是支護結構設計計算的前提，但是必須注意到實際的土壓力在基坑開挖到地下結構完工期間，并不是常數(shù)，土壓力隨周圍環(huán)境條件的改變而變化，如雨季，地下管道漏水等會引起土壓力、水 壓力的變化，地面堆載、堆料、臨時建筑等會引起土、水壓力的變化而導致誘發(fā)基坑事故。另外，在基坑工程設計中，擋土墻背后的土壓力是按水土合算好，還是按水土分算好，也會導致發(fā)生設計風險。 設計計算模式選取不當風險 基坑支護以及盾構初砌設計一般應遵照某種成熟的計算模式進行反復驗算方能保證安全。當采用模式不符合時，將造成工程事故。此外，在基坑設計的各種軟件中，對同一基坑，采用同樣的計算參數(shù)，得到的結果可能相差 2~3 倍。這種情形，勢必會使設計陷入無所適從的地步，這些都給設計工作帶來了風險。 支護結構的穩(wěn)定性驗算 支護結構的穩(wěn)定性驗算通常包括以下內容： ⑴ 整體穩(wěn)定性驗算：防止因圍護墻插入深度不夠，使基坑邊坡沿墻底地基中某一滑動面而產生滑動。 ⑵ 圍護墻體抗傾覆穩(wěn)定性驗算：防止開挖面以下地基水平抗力不足，使墻體產生繞前墻趾傾倒。 ⑶ 圍護墻底面抗滑移驗算：防止墻底底面與地基接觸面上的抗剪強度不足，使墻底底面產生滑移。 ⑷ 基坑圍護墻前抗隆起驗收：防止圍護墻底部地基強度不足，產生向基坑內涌土。 ⑸ 抗豎向滲流驗算：在地下水較高的地區(qū)，在基坑內外水頭差或者坑底以下可能存在的承壓水頭作用下，防止由于地下水豎向滲流使開挖面以下地基土的被動抗力和地基承載力失效。最終確定的圍護墻插入比應同時滿足以上各項驗算的要求，（ 2）、（ 3）項驗算主要針對重力式擋墻。 蓋挖法設計選擇 蓋挖法施工能夠實現(xiàn)的關鍵之一，是建造一個穩(wěn)固、經濟的臨時路面系統(tǒng)，可重復利用的路面板應既能滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求，又滿足快速安裝拆卸及經性要求。 蓋板梁與首道支撐可有分離設置、結合設置兩種處理方法，在地質較好的地區(qū)進行蓋挖法施工時，往往將蓋板梁和首道支撐分離設置；由于土體自立性好，蓋板梁不承受水平方向的荷載，僅承受路面的豎向荷載，同時將該荷載傳遞給中間立柱；根據施工所需空間要求，第一道支撐一般設置在地表以下 2m處。蓋板梁兼作首道支撐是，必須使得該構件能同時承受上部傳來的豎向荷載及基坑擋土墻傳來的水平荷載，約束擋墻的水平變形，也即該構件必須同時是抗彎構件， 又 要是抗壓構件。 蓋挖法對施工的設計要求是先做圍護結構與中間立柱、立柱樁共同構成路面系統(tǒng)的豎向支撐 體系。豎向支撐體系不僅要承受到基坑開挖土體應力釋放的影響，還要承受上部道路荷載作用，在這些荷載作用下，發(fā)生沉降與抬升同時立柱樁承壓的不均勻，增加了立柱樁之間及立柱樁與地下墻之間產生較大沉降差異的可能，若差異沉降過大，將會對路面體系產生較大的附加應力，嚴重時會影響安全，因此，如何減少中間立柱樁、圍護結構的沉降以及差異沉降，是蓋挖法施工的要點之一。在設計時對此工法的設計研究應予以充分注意。 17 、 工程建設限制條件 、工程 綜合影響程度 （ 1）工程地質 條件的影響 路線通過的地段上部為人工填筑層，可塑狀粉質粘土、淤泥質粉質粘土、細砂、中粗砂、礫砂等，地基土圍巖分級、可挖性分級為Ⅰ級，下部為圓礫層，卵石粒徑大部分為 1～ 7cm左右，無漂石（粒徑 大于 20cm），卵石含量占 5～ 50%左右，充填中粗砂、礫石，稍密～密實狀，圍巖、可挖性分級為Ⅱ級， 地層可挖性較好。 下伏第三系新余群泥質粉砂巖、泥巖、砂礫巖，強風化層圍巖、可挖性 分級 為Ⅲ級，中～微風化層屬Ⅲ～Ⅳ級。 路線區(qū)間隧道置于基巖中，會大大減小施工的難度，但平原段基巖埋置較深，會加大車站的埋深及造成投資增加，對乘客也不方便。 （ 2） 水文 地質條件 的影響 國際體育中心至玉帶河區(qū)間隧道基本位于軟塑粘性土、飽水砂卵石層中，地下水豐富，在這種膠結差、穩(wěn)定性差的粘性土、飽水砂卵石層中施工，必須采取強力有效的止水、降水、排水措施，降水對砂礫層引起的沉降值較小，但會造成上覆土層的固結沉降，這對于置于上部回填土及粘性土上的大量地下管線和淺基礎房屋會帶來一定的危害。因此施工前應對周圍地下管線（建設年代、基礎形式、材質、接頭等）及房屋基礎情況進行調查，并在施工全過程進行監(jiān)控量測，及時反饋信息，以便采取相應的對策，確保建筑物及地下管線的安全。 （ 3） 特殊巖 土對 工程 的影響 ① 人工填土：路線穿越老城區(qū)，沿線區(qū)域內地表 普遍分布有人工填土層，包括素填土、雜填土、沖填土和浜填土。填土厚薄變化大，堆積時間短，結構松散，土質很不均勻，力學性質差，穩(wěn)定性較差，填土地層未經有效處理一般不宜直接作為地基的持力土層。 ② 淤泥等軟土： XX 市區(qū)位于贛江中下游，由于歷史上江河淤積 ，贛江以西地段 存在著 較多透鏡體狀的 淤泥、淤泥質土等軟土 ， 軟土強度低 ， 易擾動 ， 易誘發(fā)基坑變形和不均勻沉降。 ③ 風化巖：沿線基巖 局部 風化程度較高， 泥巖粉砂巖、 泥巖等軟巖 ，抗風化能力弱， 風化后常常具有膨脹性和 遇 水軟化 特性，力學性質會有較大變化 ，應及時襯砌防護 。 （ 4） 環(huán)境地質問題 的影響 地鐵建設是一項浩大的工程， 其施工和運營都會對沿線和周邊環(huán)境產生不同程度的影響 ，包括有聲環(huán)境、振動環(huán)境、電磁輻射、廢水排放、廢氣排放、社會環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等。 總體上講 ，運營時 其產生污染物的方式以噪聲、環(huán)境振動、電磁輻射為主 ，產生 污水、廢氣及固體廢物為輔 。 污染因素 主要有 運營期高架段 、 地下段的噪聲和環(huán)境振動影響 ， 空間 主要在 地下段、高架段、車輛段、變電所、車站、冷卻塔及風亭等。 施工過程 中將 使用 大量 的機械設備 ， 對沿線環(huán)境會產生噪聲 ， 夜間擾民尤為突出 。 地鐵線穿過城市中心區(qū) ， 場地狹窄 ， 挖掘、混凝土澆注、裝卸及運輸?shù)仁┕C械及車輛同時作業(yè)時交通噪聲 會 提高 及 可能發(fā)生局部的交通阻塞 。 擬建工程沿線地上分布有較多建（構）筑物和道路，且地下多分布有各類管線，故在施工前應詳細分析擬建地鐵與周圍已有建（構）筑物的關系，防止地鐵施工引發(fā)的地面變形而危及已有建（構）筑物的安全與穩(wěn)定。 基坑 降 、 排水時應充分考慮附加地面沉降可能 對 周圍建（構）筑物造成的不利影響。 采用 具擠土效應的樁基時，應最大限度的減輕 擠土效應、施工振動和噪聲等對周對圍環(huán)境的影響。采用 泥漿護壁的 灌注樁 時， 則應注意施工中產生的泥漿對環(huán)境的污 染。 軌道交通工程線路 區(qū)間 較長，施工工藝復雜多變，施工開挖將產生大量碴土， 應妥善處置 。 （ 5）動拆遷對工程的影響 XX2 號線是一條覆蓋城市西北放射客流和東南放射客流的走廊，連接了高速客運西站、XX 火車站等人流密集點，與 1 號線在 豐和站（原世貿路站）、 八一廣場站有 換乘 節(jié)點，與 3號線在醫(yī)學院站 換乘 ，與 4 號線在高速客運西站、洪都大道站 換乘 ，與 5 號線在前湖大道站 換乘 ，方便了市民出游、上下班往返。 XX2 號線 線路 的選擇，在贛江西岸基本不存在動拆遷工作，隧道區(qū)間均在道路中央綠化帶下面，車站建在寬敞的道路中間。 在高速客運西站至國際體育中心站段稍 曲折， 現(xiàn) 客流較少 ，一旦 XX 西站建成之后，將會吸引大批客流，帶動周邊經濟的發(fā)展。 生米大橋至綠茵路段沿豐和大道一線貫穿，地下交通設施主要有數(shù)座小橋梁。比較線為從生米大橋右拐至紅谷南大道上，比