平南三橋地下連續墻施工風險評估

高豐 杜海龍 秦大燕 吳剛剛

摘要：平南三橋為目前世界上在建最大跨徑拱橋，其北岸地質條件較差，采用地下連續墻施工，施工過程中風險較大。為有效識別隱藏在平南三橋地下連續墻施工各環節中的風險因素，文章提出了采用專家調查法和層次分析法相結合的地下連續墻施工風險識別方法，運用層次分析法建立平南三橋地下連續墻施工遞階層次結構模型，識別泥漿生產及硬化、成槽施工、鋼筋籠安裝吊放、接頭施工、混凝土澆筑等5項地下連續墻施工基本風險施工階段，并計算得出各施工階段的權重。其中成槽階段和澆筑混凝土階段權重分別達到O.276和0.35，施工風險較大，建議采取相應的控制措施，提高施工的安全性。

關鍵詞：平南三橋;地下連續墻;層次分析法;施工階段;安全風險評估

中圖分類號：U443.164 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.021

文章編號：1673-4874（2019）07-0064-04

0引言

近些年，地下連續墻施工工藝憑借剛度大、整體性好、施工過程中噪音小、占地少等優勢，在我國房建、軌道交通、橋梁建設等土木工程領域發展迅速、應用廣泛。與此同時，隨著我國建筑行業和橋梁建設的快速發展，由于地質環境復雜、自然環境惡劣以及管理水平和技術水平滯后等原因造成地下連續墻施工過程中風險較大，工程問題愈發頻繁。基于此，相關學者開展了較多的研究和分析：李培培等對某無縫鋼管廠旋流井地下連續墻施工過程中發生的工程問題進行研究和分析，并提出了相應的控制措施。曹屹東對地下連續墻鋼筋籠吊裝過程中的風險進行分析并提出了相關控制措施。袁永松、趙建夏、李野等對地下連續墻施工過程中的各類施工風險問題進行總結和歸納，并提出了相應的控制措施。蘭新星、楊路將地下連續墻施工過程劃分為不同的施工階段，并對各階段的施工風險情況開展風險識別與評估，厘清施工中的風險情況，并提出了相應的控制措施。

目前，有關施工風險評估的研究方法較多，包括決策樹法、模糊綜合評估法、蒙特卡羅法和層次分析法等，這些方法各有優點。其中，層次分析法是美國T.LSaaty于20世紀70年代提出來的，是一種定性與定量相結合的安全風險評估方法，其計算簡潔、高效，已應用于水利、房建、交通等土木工程領域，可靠性也得到了廣泛的認可。基于此，本文以平南三橋為工程依托，結合層次分析法建立地下連續墻施工風險評估層次結構模型，然后采用專家調查法獲取各層次的數據，據此形成各層次的風險判斷矩陣，最后將各層次的判斷矩陣集成得到各層元素對目標層的合成權重，從而實現對平南三橋地下連續墻進行施工安全風險評估。

1工程概況

1.1平南三橋整體概況

平南三橋是廣西荔浦至玉林高速公路平南北互通連接線跨越潯江的一座特大型橋梁。平南三橋主橋為跨徑575m的中承式CFST拱橋，引橋為現澆預應力混凝土連續梁橋。橋跨布置為：（40m+60m+2×35m）現澆預應力混凝土連續梁+575m中承式CFST拱橋+（50m+60m+50m）現澆預應力混凝土連續梁+3×40m現澆預應力混凝土連續梁。南岸拱座為明挖擴大基礎，北岸拱座為地下連續墻。如圖1和圖2所示。

1.2北岸地下連續墻概況

地下連續墻外徑為60.0m，墻身厚1.2m，地下連續墻按不等高設計，嵌入中風化泥灰巖≥4.0m，地下連續墻高程為24.O m，地面高程為-11.0～-5am，墻身高為29.0～35m。地下連續墻施工槽段包括I期、Ⅱ期兩種不同槽段，I期和Ⅱ期槽段各為20個。地下連續墻墻身需穿過13.7～19.8m厚的卵石層。卵石層成槽易塌孔，在施工圖設計中，采用雙液（水泥+水玻璃）注漿沿地下連續墻周邊進行槽壁加固，防止成槽期間槽壁塌孔。地下連續墻成墻采用抓銑結合的工藝，粉質黏土及卵石層采用液壓抓斗進行開挖，巖層采用液壓銑槽機銑槽。地下連續墻結構采用銑接頭設計。I期槽段軸向長和邊孔軸長分別為6.942m和2.8m，Ⅱ期槽段為2.8m，I期和Ⅱ期槽段分別采用三銑成槽和一銑成槽。如圖3所示。

2應用層次分析法進行地下連續墻施工風險評估

2.1層次分析法計算流程圖

層次分析法計算風險權重的步驟見圖4。

2.2建立地下連續墻施工遞階層次結構模型

結合相關文獻的調研以及平南三橋工程實際，北岸地下連續墻施工過程中風險來源于以下幾個施工階段：（1）泥漿生產及硬化;（2）成槽施工;（3）鋼筋籠安裝吊放;（4）接頭施工;（5）混凝土澆筑。再結合各個施工工序下風險源情況，建立地下連續墻施工遞階層次結構模型，如表1所示。

2.3構造判斷矩陣

采用數值1～9來反映因素Xi和Xj之間的相對重要性，具體定義見表2。

對各因素進行兩兩比較，結合專家問卷調查的數據得到平南三橋地下連續墻施工過程中的各階段風險判斷矩陣（見表3～8）。式中，aij表示矩陣中的各元素。根據式（1）得到各指標的權重值如表9所示。

2.6計算各層權重

結合以上的計算結果，統計得到各層元素的權重情況（見表12）。

根據表12的計算結果，在平南三橋地下連續墻施工過程中，泥漿生產及硬化（O.080）、接頭施工（0.151）以及鋼筋籠安裝吊放（0.143）這三項占總權重的比重不到38%，施工過程中權重較小;而成槽階段和澆筑混凝土階段權重分別達到0.276和0.35，占總權重比重高達62.6%，施工風險較大，應采取相應的控制措施。

3結語

（1）本文以在建平南三橋為依托背景，結合專家問卷調查和定性與定量相結合的層次分析法，提出了地下連續墻施工風險評估方法。

（2）結合平南三橋地下連續墻施工的特點，參考地下連續墻施工的工程資料及數據并運用地質勘察、專家調查分析等方法篩選出泥漿生產及硬化、成槽施工、鋼筋籠安裝吊放、接頭施工和混凝土澆筑5項存在較大施工風險的施工工序，并以此開展施工風險評估，厘清各施工工序的風險情況，為工程實際施工提供參考。