干開挖港池施工風險分析及對策研究

陶然 張亮 中交二航局第一工程有限公司

1.引言

埃及蘇赫納碼頭項目位于埃及開羅以東140km，蘇伊士運河入口以西40km的蘇赫納港，項目包含650萬方港池疏浚。面對港池區域內存在較厚堅硬地層且分布連續、面積廣，一般的疏浚船機設備與疏浚施工工藝不能滿足本項目施工需求，加上當地高昂的疏浚單價與跨國調遣費用問題，項目部首創了降水干開挖施工工藝進行港池土方作業，在圓滿完成項目施工任務同時也獲得了較高的經濟效益。但高收益的背后也潛藏了降水困難、結構物失穩、安全管控難等各種風險，本文即針對上述施工過程中存在風險進行詳細的分析及對策研究。

2.工程概況

埃及蘇赫納項目港池設計長1350米，頂部寬325米，底部寬250米，港池北側是總長32.5m（底標高-29.0m）地連墻碼頭，南側和西側-1.5米以上為小于1：5坡比的自然散坡，-1.5米以下為原狀土開挖坡面，坡比為1：2.5，港池東側設置兩道圍堰，港池底標高-17.0米，頂部碼頭及護岸標高均為+3.5米，開挖深度20.5m，總開挖方量約650萬方，其中干開挖總方量約600萬方，其余為疏浚施工。

圖1 港池降水干開挖平面布置圖

3.場地地質條件

本項目施工區域平均海平面標高為+1.1m，平均地下水位標高為+0.8m，主要地層為細砂層和砂卵石層。其中，地面標高+1m以上為細砂層或砂夾泥層，松散地層；+1m至-8.5為較密實細砂層，中間偶爾會遇到1-2m黏土層；-8.5m至-22m為較為密實的砂卵石層，地質滲透系數約為35m/天。

4.風險分析及對策研究

根據現場干開挖港池施工內容，對降水干開挖施工期內風險進行識別，見表1。

5.對策分析

5.1 施工前期風險應對措施

5.1.1 降水方案無法滿足降水要求

前期降水方案構想主要依托在業主提供的地質資料，施工方未進行現場核查，對現場真實地質情況了解不夠，現場實際地質情況可能與業主提供地質資料有出入，導致投標階段的降水方案無法滿足要求，為避免以上風險，應對措施如下：

（1）對業主提供地質資料進行認真核查，進場后及時進行現場地質補勘，確保施工區域地質參數真實可靠；

（2）實地進行群井抽水試驗，根據群井試驗結果確定真實有效的基礎參數；

（3）在降水方案無法滿足現場施工的情況下增加止水帷幕、明渠等措施輔助降水；

（4）增加輔助措施仍無法滿足現場施工時，調整干開挖和疏浚施工比例。例如根據可執行降深確定干開挖深度，剩余方量放入疏浚施工。

表1 風險識別清單

5.1.2 當地分包商設備及履約能力不足應對措施

（1）提前做好市場調研，選擇當地有類似經驗和實力分包商；

（2）挑選多家分包商同時施工；

（3）利用合同條款盡可能限制因其履約情況較差引起的經濟損失，或將風險轉嫁給其他分包商；

（4）把控付款節奏，調動分包商生產積極性；

（5）介入分包商施工管理體系，幫助其梳理、調整現場施工管理架構。

5.1.3 降水試驗水體水質不滿足當地環保部門排放要求

實施深井降水過程中可能因為排水水質問題，遭遇當地環保部門以水質不達標為由勒令停工，為避免以上風險，應對措施如下：

（1）做好當地政策研究，了解當地排放指標，項目開工之前對井管抽出的水進行檢驗，做好應對方案；

（2）根據當地環保部門排放指標對排放水進行周期性檢測，通過相應過濾手段或化學處理方法處理以滿足當地排放要求。

5.1.4 降水對附近建筑物沉降、位移值超出設計允許值及對擬建結構物產生不利影響應對措施

（1）施工前對施工區域外部建筑物進行測量記錄，做好降水沉降影響面積及降水引起的沉降量計算，若降水影響面積及沉降過大采取優化調整降水方案或回灌；

（2）項目結構物設計過程中要考慮深井降水對擬建結構物全周期內影響，結構物在深井降水過程中和降水結束后是否存在技術風險。

5.1.5 永久結構施工區域及棄土區已有地下管線勘探出現遺漏

施工前未對現場施工區或棄土區地下管線進行排查或出現遺漏，開挖過程中造成地下管線破壞，輕則造成經濟損失，重則造成重大人員傷亡，為避免以上風險，應對措施如下：

（1）投標前必須對開挖區域和棄土區域地下情況向業主進行澄清，規避風險；

（2）施工前認真查看圖紙，對業主提供的所有圖紙仔細查閱，合理編制施工方案，制定保護措施；

（3）編制緊急預案，成立緊急事故管理小組，實施應急演練，充分儲備應急物資；

（4）施工過程中，提前勘探標注出地下管線位置、深度等信息，安排專人負責，機械開挖與人工結合，嚴格按照方案執行地下管線保護措施；

（5）針對施工中風險較大地下管線部位，建議調整設計避開或邀請管線所屬機構或單位參與施工方案討論制定。

5.2 施工過程風險應對措施

5.2.1 降水系統運行監控不力

降水系統若出現監控不力，將導致降水失效、水位上升、出現倒灌、管涌、邊坡垮塌等一系列問題，為避免以上風險，應對措施如下：

（1）建立降水井運行巡視制度及管理辦法，成立巡視小組進行統一指揮，安排專人做好水位監測記錄及降水設備定期保養工作；

（2）有條件的項目建議實施智能降水監控報警系統，對降水系統運營情況進行智能化監控；

（3）針對項目本身，周期性整理總結回顧降水系統運營期間出現問題及處理結果，補充修訂巡視制度及管理辦法；

（4）編制緊急預案，成立緊急事故管理小組，開展應急演練，充分儲備應急物資。

5.2.2 開挖過程中遭遇不透水層層間水應對措施

（1）降水系統巡視組須根據地勘資料信息對不透水土層部位重點關注，有的放矢；

（2）開挖過程中對不透水層層間水滲漏較大區域進行開挖明排、疏干井及輕型井點方式，對不透水層層間水滲漏較小區域采用土釘噴錨防護法進行防護。

5.2.3 干開挖施工涉及土方設備數量眾多，開挖深度大，臨邊作業面廣，交通布置設計及現場管理困難干開挖港池主要是依靠大量機械設備進行開挖，如果交通布置不善將會導致現場施工混亂，交通事故頻發，造成人員傷亡，為避免以上風險，應對措施如下：

（1）進出口道路盡量設置單向循環路，盡量保證2條以上進出口道路，防止因為車輛事故導致現場癱瘓；

（2）路口交叉點設置專門指揮人員，控制交通，疏導車流，24小時全天候輪崗值守；

（3）設置專門道路維護隊伍，確保道路通行狀況良好；

（4）道路設置點盡量遠離開挖點，保證道路使用周期；

（5）嚴格控制現場車速，合理設置減速帶；

（6）每條道路需修建臨邊防護，做好警示標志，夜間布置警示霓虹燈帶；

（7）開挖設備保證足夠安全距離。

5.2.4 圍堰開挖過程中圍堰穩定性監控不力應對措施

開工前根據施工內容編制項目的原型監測方案，監測方案應包括現場實施過程中所有需監測項目，施工過程中嚴格安裝監測方案執行，做好監測記錄，監測過程中發現異常及時采取應急措施。

5.2.5 降水系統排水不滿足要求，造成海洋污染

在深井鉆孔洗井過程中可能發生大量廢料及油污混合洗井水一起排放至海里，造成附近海域污染，導致當地部門勒令停工等現象，為避免以上風險，應對措施如下：

降水井抽出的水由排水渠進行統一排放，可在排水口安裝油污分離器進行油水分離后進行排放。

5.3 施工后期風險

5.3.1 降水井關閉順序不當，導致港池水位與墻后水位水頭差過大

不同于港池疏浚施工，干開挖港池施工完畢后要進行港池回水，回水過程中若不注意碼頭結構物內外水頭差可能導致結構物墻后壓力過大，造成結構物失穩，為避免以上風險，應對措施如下：

（1）回水前對結構物進行模擬計算，確定前后墻水位差允許最大值；

（2）根據水位差制定降水井關閉先后順序；

（3）做好回水期間水位監測工作，若發現異常及時糾正。

5.3.2 計劃調遣疏浚船無法承擔圍堰疏浚工作

后期圍堰疏浚可能會面臨結構物前沿土體或角落開挖，若調遣疏浚船型無法對此處開挖會導致項目無法正常交工，為避免以上風險，應對措施如下：

做好疏浚施工前技術準備工作，合理選擇疏浚船型，保證疏浚船能夠滿足后期港池開挖、驗收工作。

5.3.3 降水井管及原有護岸塊石拆除不徹底對疏浚船鉸刀頭損壞應對措施

（1）疏浚前做好圍堰大塊石清理工作；

（2）降水完畢后做好降水井管割除、移除工作。

6.結語

通過對干開挖工藝港池施工風險分析，明確干開挖工藝施工風險點，根據風險點制定相應的對策進行控制，可以有效控制項目施工風險，減少各類風險事故的發生，降低工程經濟損失人員傷亡和環境影響，保障項目實施過程中的質量、安全及人員傷亡和環境影響，確保項目的順利實施。