第一章 绪论
第一节 研究背景
近年来,土地资源供应与城市发展需求之间矛盾越来越突出。因此,新建工程向高空和地下方向垂直发展已成为未来城市发展的趋势。城市深基坑工程大多数都处于城市核心地带,周边建筑、道路、地铁、地下管线密集,不可避免地受到工程地质、水文地质、周边建筑、降水、土方开挖方式等因素的干扰,导致基坑支护变形、基坑坍塌、坑底水凸涌、地下管线位移、附近建筑物倾斜、开裂等一些情况发生,工程施工计划不能实现,甚至发生安全事故。2017 年 6 月 9 日,江西省南昌市发电厂项目发生基坑坍塌事故,导致 4 名正在施工的工人死亡,5名正在施工的工人受伤。2019 年 7 月 7 日,江苏省常州市幸福家园拆迁安置小区三期 A1 地块工程发生坍塌事故,最终造成 6 名正在作业人员死亡,6 名正在作业人员受伤。据不完全统计,以 2019 年 1-11 月为例,全国建筑施工共造成 879起事故发生、940 人伤亡,1256 人受伤。综合来看,按照事故类型统计,事故发生概率从高到低依次是高处坠落、土方坍塌、物体打击、触电等。在建筑施工领域中,超过一定规模的深基坑工程最容易发生坍塌事故,对社会造成了恶劣影响。
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第二节 研究目的与意义
在建筑工程领域,如何做好深基坑工程施工安全管理是当下乃至未来一段时间建筑施工安全管理中一个重要研究议题,在深基坑工程施工中采用安全风险评价方法判断危险程度,为深基坑工程安全风险控制提供理论基础,同时对于施工安全风险事前避免,事中控制扩大,事后降低伤害具有重要意义。目前,在国内外安全评价技术在食品安全、化工生产、粉末冶金、能源发电等方面都已经得到了广泛运用,并取得了一定的成效。深基坑工程施工相对于大型工业企业生产规模还比较小,但深基坑工程施工工艺复杂,在对于安全风险识别、管控方面又具有一定程度的相似性,在这种形式下,对深基坑工程进行安全风险评价,对于安全风险控制具有重要意义。
在深基坑工程施工安全风险因素识别分析方面, Wang(2006)等开发了一种基于仿真学的安全风险评价模型用于寻找出建筑工程施工各个环节中的隐患[5]。Yi 和 Langford 通过对基坑工程各个施工阶段的危险因素科学分析,得出不同的危险因素结合会造成不同后果的安全事故[6];Martin Th.van Staveren(2007)等人在研究深基坑工程施工时发现基坑工程地质、水文地质、降水等因素可能影响深基坑工程施工的安全[7];Prasanta(2016)等人在研究深基坑工程施工各个工艺中的施工风险时,指出深基坑工程的风险类型种类众多,识别危险因素需从多方面深入研究。
在深基坑工程施工安全风险评价方面,Faber(2001)通过对建筑工程施工安全管理的研究,构建深基坑工程施工安全风险评价体系,并在深基坑工程施工过程中,运用该风险评价体系进行安全风险评价及控制,取得了良好效果[8];OsamaA(2008)等人通过对深基坑工程各施工环节中存在的一些危险源进行研究,提出了深基坑工程施工的一种安全风险识别和控制的方法,并在深基坑工程领域实践中得到了广泛应用[9];Haytham(2010)通过对深基坑工程各施工环节的深入研究,将科学、信息、智能优化运用到深基坑工程安全风险评价中[10];Aneziri(s2012)基于职业风险建立 WORM 模型,采用建筑工程施工安全风险评价方法进行安全风险评价[11];Zou(2016)等人认为引入安全风险评价对于施工安全风险事前控制具有重要作用,并将成为未来风险控制的发展趋势。
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第二章 风险评价及深基坑工程理论概述
第一节 风险理论概述
一、风险定义
不同的学者对风险的理解和研究角度不同,对于风险定义就有不同的解释。第一种认为,事件发展趋势受很多因素影响,未来发展结果的很多种可能性称之为风险[25]。Hardy 认为“风险是费用、损失或与损失有关的不确定性”。 由于量化风险通常是以数据和科学计算为前提,量化风险的概念进入了大众的视野和理解范畴。第二种把事件未来发展实际结果与前期预期之间的差距称之为风险。Ruefli 等认为风险是危险因素导致事故发生的可能性,并且分为具有人性的主观学说和不掺杂人的情感,而在于事件本身的客观学说两类。主观学说认为事件未来发展的趋势受个人管理经验、学识认知影响较大,对于人本身依赖性较高,不能剔除个人因素,完全从客观的角度来评判事件的本身。客观学说则认为事件本身具有独立性,可以通过科学理论来计算和衡量事件的不确定性,完全剔除人的情感因素,更加科学可信。
在对深基坑工程施工安全风险评价过程中,在考虑危险因素暴露的状态、暴露程度的基础上,考虑危险因素导致事件发生造成的人生伤害,经济损失以及社会影响,以便提前做好准备,在事前采取可靠的预防措施,在事中采取相应的处理措施,事后进行反思总结。
二 、风险的特点
(一)客观性
风险是一种独立存在的,不会因为人的主观认知而改变的事件本体属性。无论采取了何种预防措施,都可能产生不利后果。无论采取何种措施,人类不可能预估、预控、转移所有的风险。
(二)不确定性
风险是不确定的,无论是发生的空间、时间,还是造成的经济损失、社会影响都是未知的。
(三)复杂多变性
导致风险出现的原因有很多,在不同的阶段也可能发生变化,而且风险本身也会随着时间或者事件的发展而改变,因此风险比较难预测和控制。
(四)规律性
具有相似点的事件所存在的风险可能类似,或者属于同一个范畴,对于未来发展的方向和趋势采用一些方法可以预测,对于风险管控具有重要意义。
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第二节 危险源辨识
一、危险源定义
危险源是指系统中潜在能量和物质在一定因素作用下可转化为安全事故[26]。对于危险源的研究应从多范围、多角度出发,通常来说,危险源可造成事故发生,要从事前控制的角度出发预控危险,排除事故隐患,预防事故发生。事故一旦发生,根据事中控制的原则,及时采取相应措施,解决问题。
二、危险源分类
通常把生产作业过程中存在的可能造成设备损坏及人员伤害的能量、能量载体或者其他因素称作第一危险源。第一类危险源与事故后果的严重性具有线性关系,能量聚集的越多,产生的破坏或者影响更大。
第二类危险源是指造成约束能量、危险物质的控制设施被损坏或者不起作用的危险因素,广义上包括机械设备失控、控制人的错误、环境要求不达标以及专业技术等因素[27]。通常来说,第二类危险源决定了危险事故出现的频率,危险源出现的频率越高,危险事件出现的概率也就更高。
三、危险源识别
危险源辨识,是指在事件的发展过程中根据以往经验掌握事物发展的规律,判定其发展趋势,分辨出发展过程中存在的危险因素,有针对性的采取控制趋势,规避或者控制危险源[28]。危险源的辨识通常包括以下几点:一是充分分析事件各因素的内在联系,了解危险源的代表性特征[29];二是通过定性或者定量分析法判定危险发生的可能性以及造成的后果;三是根据判定结果,提前采取措施规避、转移或者控制危险。

第三章 深基坑工程施工安全风险评价方法............................13
第一节 深基坑工程施工安全风险评价方法分类......................13
第二节 工程施工常用安全风险评价方法......................14
第四章 深基坑工程施工安全风险评价指标体系建立...................... 21
第一节 安全风险评价体系建立原则.............................21
第二节 指标的确定方法......................21
第五章 徐家汇 4 号块深基坑工程施工安全风险分析...................... 29
第一节 徐家汇 4 号块项目工程概况..........................29
第二节 徐家汇 4 号块项目施工过程中采取的风险管理措施..........................30
第五章 徐家汇 4 号块深基坑工程施工安全分险分析
第一节 徐家汇 4 号块项目工程概况
徐家汇中心项目共分为四个地块分期实施,建 1 幢 70 层、1 幢 43 层超高层塔楼、一幢 15 层酒店,下设 1-6 层地下室。基坑总面积 55000 ,分为 19 个区先后交叉施工(包括地铁改造区域的 DT-1 DT-3 分区)。其中 4-1~4-4 区和 4-11区设 6 层地下室,普遍开挖深度 31.5 米,塔楼区域开挖深度 34.5m,北侧靠近宜山北路地铁隧道的 4-5 和 4-6 区设 2 层地下室,开挖深度 10.95 米~12.5 米;西北侧 4-7~4-10 区设 3 层地下室,开挖深度 14.45m~19.75m。
徐家汇中心项目共分四个地块分期实施,建 1 幢 70 层、1 幢 43 层超高层塔楼、1 幢 15 层酒店,下设 1~6 层地下室。基坑总面积约 55000 ㎡,分为 19 个区先后交叉施工(包括地铁改造区域的 DT-1~DT-3 分区)。其中 4-1~4-4 区和 4-11区设 6 层地下室,普遍开挖深度 31.5m,塔楼区域开挖深度 34.5m;北侧靠近宜山北路地铁隧道的 4-5 和 4-6 区设 2 层地下室,开挖深度,10.95m~12.5m;西北侧 4-7~4-10 区设 3 层地下室,开挖深度 14.45m~19.75m;东侧近地铁 11 号线地铁站 4-12~4-14 区及 4-16 区设 4 层地下室,开挖深度约 22.35m;4-15 区住于地铁 9 号线睡填正上方,局部设一层地下室,开挖深度 3.050-6.2m 东侧与轨道交通 11 号线徐家汇车站结合改选的 TD-1 区年开挖深度约 4.7m,TD-2,TD-3 区开挖深度约 11.75m。

第六章 结论和展望
第一节 结论
现阶段,很多城市在建设过程中由于土紧缺,深基坑工程逐渐出现,伴随而来的是事故频发的安全管理问题。文章在充分分析、研究深基坑工程安全施工管理的发展历程前提下,根据深基坑工程施工安全管理研究的现状结合自身相关经验,对深基坑工程施工安全风险进行了如下研究:
(1)根据深基坑工程特点,在研究相关科学理论基础上,结合深基坑工程施工工艺和施工逻辑关系,分析其中存在各类危险源,并根据危险源造成危害的严重性划分为五大类。
(2)根据风险评价及安全风险评价的相关原理,请教建筑施工领域的专家,结合自身对深基坑工程安全施工的认知,建立了深基坑工程施工安全风险评价预筛选指标体系,运用模糊聚类分析法筛选安全风险评价指标,建立指标体系的评价标准。
(3)以某徐家汇四号块深基坑项目为研究对象,采用专家打分法、层次分析法、安全检查表打分法、MES 法进行风险计算,根据划分的评定标准,确定徐家汇四号块深基坑项目安全风险等级,将评价结果与现场实际情况进行对比,验证了该安全风险评价体系的合理性、适用性。
参考文献(略)