地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)源分析及關(guān)鍵控制技術(shù)

張家碩

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司 北京 100000）

1 地鐵基坑風(fēng)險(xiǎn)源分析

1.1 地鐵基坑風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

在地鐵運(yùn)營需求的影響下，地鐵開挖施工的范圍和深度不斷增大，同時(shí)地鐵施工中一般會處于建筑群密集、地下管線設(shè)施復(fù)雜等區(qū)域，這就無形中提高了地鐵基坑施工的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

一般而言，基坑施工包含了連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑開挖施工、深基坑支護(hù)等。地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中，類似導(dǎo)墻、鋼筋籠變形的施工風(fēng)險(xiǎn)比較容易發(fā)生，同時(shí)還有可能由于施工控制不當(dāng)出現(xiàn)槽內(nèi)泥漿泄漏、槽壁倒塌、墻體接頭縫滲漏等。基坑開挖施工過程中，由于對邊坡質(zhì)量管理不嚴(yán)格會發(fā)生塌方滑坡的現(xiàn)象，也會出現(xiàn)基坑底隆起的相關(guān)問題，這是因?yàn)榛舆吰碌姆€(wěn)定性沒有得到有力的保障。深基坑支護(hù)時(shí)，比較容易出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問題是支撐系統(tǒng)不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)變形等。

1.2 區(qū)間盾構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

在目前的城市發(fā)展中，各種建筑體以及基礎(chǔ)設(shè)施不斷建設(shè)和完善，針對這一現(xiàn)狀，明挖隧道施工已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)要求，而盾構(gòu)法得到了青睞。區(qū)間盾構(gòu)施工中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)影響因素有許多，主要涵蓋了四大類，即項(xiàng)目特點(diǎn)、地質(zhì)水文狀況、周邊環(huán)境情況、施工技能。①項(xiàng)目特點(diǎn)主要是涉及地鐵施工圖中的相關(guān)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，這些自身特征將在一定程度上影響施工風(fēng)險(xiǎn)源的等級。②地質(zhì)水文狀況中的最主要的不確定因素是地層構(gòu)成以及承壓水情況，其不利于區(qū)間盾構(gòu)的掘進(jìn)施工。勘察資料的全面性、準(zhǔn)確性對地鐵隧道施工有著極大的作用，而通常巖土水文地質(zhì)考察復(fù)雜，再加上地下常出現(xiàn)障礙物，所以，區(qū)間盾構(gòu)施工需要進(jìn)行必要的風(fēng)險(xiǎn)源分析。③周邊環(huán)境因素也是盾構(gòu)施工中的風(fēng)險(xiǎn)因素之一，例如，地面建筑群的數(shù)量和規(guī)模、建筑體與地鐵隧道項(xiàng)目的位置關(guān)系、市政道路管線布置等。④施工技能屬于一種主觀的風(fēng)險(xiǎn)因素，其中包含施工方案的可行性、施工機(jī)械設(shè)備的可靠性、施工團(tuán)隊(duì)技能素養(yǎng)等等，如不有效控制將大大增加施工風(fēng)險(xiǎn)。

針對區(qū)間盾構(gòu)施工中，具體的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)來講，主要發(fā)生在盾構(gòu)進(jìn)出洞以及盾構(gòu)重點(diǎn)區(qū)段過程中，盾構(gòu)進(jìn)出洞多出現(xiàn)盾構(gòu)基座形變、進(jìn)出洞軸線位移等問題，重點(diǎn)區(qū)段盾構(gòu)穿越時(shí)容易發(fā)生建筑物、在建隧道出現(xiàn)不同程度的變形并且超出允許范圍，以及軸線出現(xiàn)不合理的偏差。

1.3 地鐵旁道風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

在地鐵建設(shè)中，為了便于上下隧道施工，通常會設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)通道，即旁道。旁道一般是用于安全轉(zhuǎn)移與疏散由于地鐵火災(zāi)、坍塌等突發(fā)事故受困的乘客。旁道施工中鉆孔技術(shù)、凍結(jié)技術(shù)、開挖技術(shù)、封孔以及融沉注漿技術(shù)是主要的施工工藝，因此，旁道施工也就需要控制這幾方面風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。例如，鉆孔風(fēng)險(xiǎn)源包括含承壓水的粉砂地層施工中由于地層壓力大造成流動(dòng)噴涌，鉆孔孔口裝置出現(xiàn)脫落，以及鉆進(jìn)過程中發(fā)生涌沙涌水現(xiàn)象。

2 工程案例

本項(xiàng)目為南通軌道交通1號線04標(biāo)四工區(qū)工程，包含兩車站兩區(qū)間，即盤香路站、太平路站，盤香路站～太平路站區(qū)間和太平路站～通滬大道站區(qū)間，標(biāo)段四工區(qū)全長2.24km。區(qū)間隧道左右線均采用盾構(gòu)法施工，同時(shí)，盤香路站～太平路站區(qū)間隧道在SK31+440附近里程范圍下穿通富北路高架橋，太平路站～通滬大道站區(qū)間隧道在AK32+100附近里程范圍下穿崇川路跨河橋。項(xiàng)目位置地處區(qū)域性水位降落漏斗范圍內(nèi)，新建車站的基坑臨近燃?xì)夤芗s15m，水文以及地形條件的復(fù)雜可能會加劇類似基坑失穩(wěn)、地面建筑物受損等安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。為此，此項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)源分析與控制，以提高安全生產(chǎn)質(zhì)量。

3 地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)源的關(guān)鍵控制技術(shù)

3.1 基坑工程風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

為了避免基坑工程出現(xiàn)安全事故，需要針對地鐵建設(shè)中的基坑開挖施工予以風(fēng)險(xiǎn)源控制：①挖土必須遵循先撐后挖，先降水再挖土的原則，綜合考慮具體的環(huán)境監(jiān)測信息數(shù)據(jù)，杜絕出現(xiàn)超挖事件；②當(dāng)挖到標(biāo)高位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)馬上開展混凝土墊層施工；③考慮到提高邊坡的穩(wěn)定程度，需要采取1：3的比例進(jìn)行放坡施工，避免出現(xiàn)滑坡事件；④基坑工程還需要重視排水施工，如果施工處于雨季，應(yīng)當(dāng)及時(shí)有效的布置排水設(shè)施，避免由于大量積水造成沉陷、坍塌事故。

3.2 盾構(gòu)工程風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

首先，全面了解工程施工資料，初步判斷與評估風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容和等級，同時(shí)再實(shí)施動(dòng)態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)控制，從而達(dá)到有效預(yù)防施工風(fēng)險(xiǎn)。具體措施可以著手以下幾點(diǎn)：開展施工人員崗前培訓(xùn)，加強(qiáng)精細(xì)化施工管理的同時(shí)，并強(qiáng)化地面檢測力度；盾構(gòu)施工前，調(diào)試所有的盾構(gòu)設(shè)備，確保盾構(gòu)施工的安全可靠性，與此同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，從人員和制度來年各方面確保設(shè)備性能的發(fā)揮，避免出現(xiàn)設(shè)備故障而影響施工進(jìn)展；根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測制定相應(yīng)的應(yīng)急方案，特別是機(jī)械設(shè)備方面配備齊全，如果出現(xiàn)安全以外，能夠第一時(shí)間予以解救。另外，盾構(gòu)進(jìn)洞過程中，如果洞圈水土流失現(xiàn)象明顯，需要加快盾構(gòu)的進(jìn)洞進(jìn)程，接著通過采用雙液漿或者聚氨酯材料來實(shí)施洞圈封堵。

3.3 旁道施工風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

3.3.1 鉆孔施工控制

針對含承壓水的粉砂地層鉆孔施工，需要進(jìn)行注漿加固，具體位置為鉆孔施工中3～5環(huán)管片壁200～300mm，同時(shí)檢查鉆孔地層的加固效果。另外，采取二次開孔方式，也就是說先對孔口管以及閥門進(jìn)行安置，然后通過孔口管開透管片鉆孔，密封裝置中壓滿盤根，并通過3根以上的螺桿將密封裝置壓緊，鉆孔完成后，針對凍結(jié)管與孔口管之間的環(huán)形縫隙采用水泥以及水玻璃雙液漿進(jìn)行封堵。

3.3.2 凍結(jié)施工控制

（1）要確保旁通道喇叭口位置凍土帷幕厚度符合施工要求，同時(shí)保證其已經(jīng)完全膠結(jié)于管片，設(shè)置兩排孔在凍結(jié)孔施工端喇叭口位置以實(shí)現(xiàn)對凍結(jié)的強(qiáng)化，設(shè)置冷凍板于對側(cè)隧道。

（2）利用金剛石取芯鉆開孔，跟管鉆進(jìn)法下凍結(jié)管。凍結(jié)孔實(shí)施開孔之前，針對地層穩(wěn)定性進(jìn)行勘探。針對漏水冒泥問題的出現(xiàn)，需要采取水泥和水玻璃雙液漿進(jìn)行注漿，以提升地層性能。

（3）實(shí)施動(dòng)態(tài)施工監(jiān)測。將測溫孔設(shè)置在凍土帷幕內(nèi)，加強(qiáng)評估凍土帷幕交圈以及針對凍土帷幕厚度進(jìn)行評定。另外，將泄壓孔設(shè)置于旁通道兩端，降低由于土層凍脹導(dǎo)致地鐵隧道受到嚴(yán)重影響。

3.4 管線風(fēng)險(xiǎn)處理技術(shù)

①依據(jù)實(shí)際施工情況，針對洞內(nèi)拱頂區(qū)域提前布設(shè)導(dǎo)管實(shí)施注漿加固；②針對具體的管線風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，采取必要的防范措施，例如利用鋼管置換或者管線注漿加固技術(shù)；③施工正式實(shí)施前，檢查地鐵隧道上部的排水管和管井，一旦出現(xiàn)掌子面有水滲漏現(xiàn)象，需要馬上進(jìn)行漏水水源探究，采取相應(yīng)截?cái)啻胧虎茉诘罔F施工范圍內(nèi)加大管線風(fēng)險(xiǎn)的控制，尤其是加強(qiáng)地面沉降觀測，設(shè)置專門看管與觀察周邊的地表狀況。一旦出現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)差異較大，應(yīng)當(dāng)馬上將施工暫停，根據(jù)具體情況和原因進(jìn)行匯總上報(bào)。

4 結(jié)語

綜上所述，地鐵項(xiàng)目建設(shè)在我國交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的發(fā)展越來越快，地位也越來越凸顯，在地鐵工程施工中，一旦出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)，將對整個(gè)工程建設(shè)造成不可估量的損失，因此，實(shí)際施工中，需要加強(qiáng)施工風(fēng)險(xiǎn)源的分析與研究，根據(jù)實(shí)際工程特點(diǎn)，采取有效的控制技術(shù)措施，降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，提高施工效率，確保施工質(zhì)量，以推進(jìn)我國地鐵交通事業(yè)發(fā)展到一個(gè)新的高度。

[1]楊長城，王寧，余磊.地鐵施工動(dòng)態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)管控信息系統(tǒng)的構(gòu)建[J].安全與環(huán)境工程，2017，24（05）：115～119.

[2]仲曉慧.地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理的措施[J].城市道橋與防洪，2017（08）：207～209+22.

[3]梁宏浩.地鐵隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估及其應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)，2017.

[4]李軍軍.地鐵車站土建工程施工風(fēng)險(xiǎn)分析與對策[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（07）：100～101.