砂卵石地層地鐵暗挖施工安全管理重點(diǎn)工作探討

陳勃汐

摘要：沈陽地鐵項(xiàng)目采用暗挖施工，環(huán)境條件復(fù)雜，施工風(fēng)險(xiǎn)眾多和施工難度較大，均列入了重大危險(xiǎn)源的管理范疇。由于加強(qiáng)了施工過程的安全管理，從暗挖施工上方管線、建（構(gòu)）筑物保護(hù)措施的落實(shí)、暗挖施工質(zhì)量的控制、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理等方面著手，有針對(duì)性的進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)的管理目標(biāo)。過程中如何管控，管控哪些主要項(xiàng)目，值得思考和探討。

Abstract： The Shenyang Metro project uses underground excavation process. It has complex environmental conditions， many construction risks and big construction difficulties. So it is included in the management of major hazard sources. As the safety management of the construction process was intensified， targeted management is carried out from the pipelines of underground excavation， the implementation of protective measures for buildings， the control of the quality of the excavation construction and the management of monitoring data and the goal of safe production management is achieved. It is worth considering and discussing how to control and which major items should be controlled in the process.

關(guān)鍵詞：地鐵暗挖；安全管理

Key words： subway underground excavation；safety management

中圖分類號(hào)：U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）27-0171-02

1 工程概況

1.1 工程地質(zhì)特征 暗挖施工多處于中砂、粗砂、礫砂、粘土地層，水位高，滲透系數(shù)高，地面沉降和隧道塌方控制難度高；部分處于粘土層地段層間滯水多，施工難度增加。

1.2 工程的特點(diǎn)和難點(diǎn) 城市地鐵大多建于熱鬧繁華的市區(qū)，地層條件和地下構(gòu)筑物的不確定性及周圍建筑物的復(fù)雜性加大了施工的難度，同時(shí)增加了地鐵建設(shè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。工程項(xiàng)目的技術(shù)構(gòu)成復(fù)雜，設(shè)計(jì)、施工中的不確定性因素很多。主要有以下特點(diǎn)和難點(diǎn)：

1.2.1 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜 沈陽地鐵工程所處位置位于渾河主流及南、北運(yùn)河之間，這樣的地理位置使得地下水位較高，并為富水區(qū)。在局部存在多層地下水和粉質(zhì)粘土層隔水層，相互之間存在水力聯(lián)系，使降水作業(yè)有效性遇到困難；而有效降水、保證無水作業(yè)是涉及明（蓋）挖和暗挖安全施工的關(guān)鍵。

1.2.2 地鐵沿線穿越大量重要建（構(gòu)）筑物 沈陽地鐵沿線周圍建筑物密布，主要類型是金融、商廈、賓館、交通樞紐、古建筑等，其基礎(chǔ)類型多數(shù)為樁基，埋置深度與地鐵建筑埋深大體上一致，且部分建（構(gòu)）筑物距離地鐵結(jié)構(gòu)很近。因此，在施工期間有效控制施工對(duì)這些建（構(gòu)）筑物的影響，保證其安全的難度較大。

1.2.3 地鐵沿線穿越大量復(fù)雜地下管線 沈陽地鐵的另一個(gè)特征是各類地下管網(wǎng)走向與地鐵軸線走向一致并多數(shù)重合。據(jù)調(diào)查測(cè)量資料顯示，其主要是雨水管道、污水管道、熱力管道、供水管道、燃?xì)夤艿馈⑼ㄐ烹娎|及光纜、供電線路等，其平面位置與地鐵線路重合，但埋深較淺，有些管道建成年代較早，存在位置精度較差或不清的情況。地下管網(wǎng)穿越及泄漏風(fēng)險(xiǎn)也是沈陽地鐵暗挖施工工程主要風(fēng)險(xiǎn)之一。

1.3 暗挖施工的安全風(fēng)險(xiǎn)分析 地鐵工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為人與特殊自然條件、環(huán)境的交互作用下所產(chǎn)生的不確定性。其風(fēng)險(xiǎn)因素來自天、地、人三方面，主要受到自然條件及災(zāi)害（如地質(zhì)、水文、暴雨、臺(tái)風(fēng)、地震等）和周圍環(huán)境等天地因素及工藝工序工法、經(jīng)驗(yàn)和管理等人為因素等的影響。工程設(shè)計(jì)設(shè)備選擇及維護(hù)從本質(zhì)上講也屬于人的方面。其工程風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為施工前和施工中存在不可知因素（如自然災(zāi)害變化、特殊地質(zhì)狀況、工藝適應(yīng)性、作業(yè)失誤、周邊環(huán)境不清等）。

1.3.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) ①地下高水位風(fēng)險(xiǎn)。沈陽地下水資源豐富，地下水位較高。降水工程幾乎貫穿土建施工的全過程，是地鐵工程建設(shè)的重要施工項(xiàng)目。由于在局部存在多層地下水和粉質(zhì)粘土層隔水層，相互之間存在水力聯(lián)系，使降水作業(yè)遇到困難。沿線穿越沈陽市繁華商業(yè)區(qū)及主要市政主干道十字路口，這對(duì)降水井的布置同樣帶來困難。②市政管線及周邊建（構(gòu)）筑風(fēng)險(xiǎn)。暗挖區(qū)間上方市政管線如給排水、燃?xì)狻崃Α㈦娏芫€，管線及管溝由于修建年代久遠(yuǎn)、施工質(zhì)量等因素，存在滲漏的可能性極高，這為暗挖施工帶來極大的安全隱患，暗挖施工的多數(shù)安全生產(chǎn)事故都因此發(fā)生；同時(shí)，暗挖施工由于工藝方面的制約，施工中對(duì)土體的擾動(dòng)不可避免的發(fā)生，通常由于沉降變形，也將導(dǎo)致管線變形的加大，這將加大管線斷裂的可能，為施工帶來安全隱患，嚴(yán)重時(shí)，由于管線滲漏將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故，應(yīng)給予高度重視。

基坑周邊的建（構(gòu)）筑物，由于暗挖施工的影響，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的差異沉降將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變形、開裂等安全隱患，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因隧道塌方導(dǎo)致建（構(gòu)）筑物的倒塌，產(chǎn)生嚴(yán)重的事故，故此，基坑周邊的建（構(gòu)）筑物的保護(hù)，是暗挖施工中需要高度重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。

1.3.2 區(qū)間施工管線環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) 城市管線支護(hù)、管線損失、管線因素引起其它風(fēng)險(xiǎn)。降水不當(dāng)事故、基坑圍護(hù)滲漏、支護(hù)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)坍塌、流砂、基坑系統(tǒng)失穩(wěn)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)折斷或大變形、主體結(jié)構(gòu)施工事故、主體結(jié)構(gòu)滲漏事故等。

2 暗挖施工的安全管理重點(diǎn)

2.1 周邊環(huán)境的調(diào)查及管線、建（構(gòu)）筑物的保護(hù) 為加強(qiáng)地鐵暗挖施工的安全管理，工程開工前，應(yīng)核查地質(zhì)資料，調(diào)查沿線地下管線，構(gòu)筑物及地面建筑物的基礎(chǔ)等，并制定保護(hù)措施，應(yīng)當(dāng)指定專人保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)地下管線及地下構(gòu)筑物等，在施工前將地下管線、地下構(gòu)筑物等基本情況、相應(yīng)保護(hù)及應(yīng)急措施等向施工作業(yè)班組和作業(yè)人員作詳細(xì)說明，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置明顯標(biāo)識(shí)。安全管理工作中，我們通常要做到以下幾點(diǎn)：一是各類市政管線與結(jié)構(gòu)關(guān)系（需要在建設(shè)單位提供的管線資料的基礎(chǔ)上詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)踏勘），管徑、材質(zhì)情況，分析對(duì)施工的影響程度，重點(diǎn)是給排水、熱力、燃?xì)狻㈦娏芫€及相關(guān)閥門位置；二是基坑周邊施工影響區(qū)域的建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)形式，判定施工對(duì)其影響程度；三是地面交通，初步判定地面動(dòng)荷載對(duì)施工的影響。這是施工前準(zhǔn)備工作中必做且需要重點(diǎn)抓的一項(xiàng)重要工作，該項(xiàng)工作質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系施工階段安全技術(shù)措施是否具有針對(duì)性、是否能夠保證施工安全的關(guān)鍵。我項(xiàng)目暗挖區(qū)間下穿DN2000排水管線，通過前期調(diào)查，發(fā)現(xiàn)管線年代久遠(yuǎn)，有滲漏風(fēng)險(xiǎn)，存在事故風(fēng)險(xiǎn)，因此，經(jīng)過業(yè)主技術(shù)專家會(huì)，施工采取管內(nèi)增加橡膠內(nèi)襯，洞內(nèi)采用拱頂斷面150°深孔注漿加強(qiáng)支護(hù)，隧道右線成功穿越。

2.2 有針對(duì)性的制定施工方案 施工專項(xiàng)方案的制定需要在設(shè)計(jì)要求和環(huán)境條件明確的前提下，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，確定重要風(fēng)險(xiǎn)因素，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范制定。由此制定的方案及應(yīng)急措施才能具有針對(duì)性和可操作性。為避免相關(guān)措施出現(xiàn)漏項(xiàng)，影響施工安全，對(duì)重大危險(xiǎn)源管理項(xiàng)目，如明（蓋）挖法、礦山法、盾構(gòu)法、起重吊裝工程、腳手架工程、模板工程及支撐體系、環(huán)境危險(xiǎn)源，都做了規(guī)定和要求，采取專家論證的方法，補(bǔ)充相關(guān)措施，為施工階段安全技術(shù)措施的落實(shí)，做好技術(shù)保障工作。

2.3 施工降水要保證暗挖施工做到無水作業(yè) 降水施工是地下工程施工一項(xiàng)必須的輔助措施，特別是在沈陽這種高富水、沙礫地層條件下，保證暗挖施工的無水作業(yè)，非常必要。在日常安全管理中，要做到降水在前（開挖層下0.5-1米），土方開挖在后，嚴(yán)禁工序倒置，確保開挖面不出現(xiàn)流沙，保持開挖作業(yè)面土體的穩(wěn)定性，這是保證暗挖施工安全的前提。為做到這一點(diǎn)，我們?cè)谌粘z查中，需要做好以下幾個(gè)方面的工作：一是施工降水的水位監(jiān)測(cè)，確保水位在開挖面以下0.5-1米；二是降水施工的應(yīng)急能力，保證降水電源采用雙路電源，條件不具備時(shí)，采用應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，但需要保證發(fā)電機(jī)功率與降水設(shè)備負(fù)荷相匹配；三是降水設(shè)備的安全儲(chǔ)備，確保局部出現(xiàn)問題時(shí)能夠在水位回升到掌子面土體面上方前投入使用。

2.4 暗挖施工初期支護(hù)施工質(zhì)量的控制 采用暗挖法施工的部位，一般都是城市交通受限制，地面建筑和市政管線遷改難度大，采用導(dǎo)流疏散交通壓力困難的繁華街道。因此，地面沉陷、沉降控制、建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生差異沉降、防止塌方冒頂?shù)氖鹿实陌l(fā)生，是采用暗挖法施工安全控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要認(rèn)真、透徹的理解“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”十八字方針的真實(shí)含義并切實(shí)落到實(shí)處，才能有效保證施工安全。因此，初期支護(hù)的施工質(zhì)量管理，是暗挖施工中安全管理的重點(diǎn)工作內(nèi)容，需要參建各方都給予高度重視，相互間查漏補(bǔ)缺，確保暗挖施工安全。

2.5 施工監(jiān)測(cè)要做到信息化指導(dǎo)施工 地鐵施工監(jiān)測(cè)的目的是通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的即時(shí)變化，判斷由于施工擾動(dòng)對(duì)地面、管線、建構(gòu)組、建（構(gòu)）筑物、結(jié)構(gòu)變化、變形的狀態(tài)。通過各項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化，可判斷在建項(xiàng)目的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)是監(jiān)測(cè)成功與否的關(guān)鍵。日常檢查中，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取針對(duì)性措施，保證施工安全。

2.6 施工影響區(qū)域的不間斷巡查 對(duì)暗挖施工影響區(qū)域的24小時(shí)不間斷巡視檢查，是排除安全風(fēng)險(xiǎn)的一項(xiàng)行之有效的方法，該項(xiàng)措施也是地鐵建設(shè)過程中通過不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，形成的一項(xiàng)安全管理制度。城市地鐵建設(shè)施工過程中也出現(xiàn)了一些由于巡視不到位的問題，致使地面出現(xiàn)塌陷、塌方而采取應(yīng)急處置滯后，產(chǎn)生了不良的社會(huì)影響。為保證施工安全，不斷加強(qiáng)對(duì)已（正在）施工部位的安全巡視。

2.7 惡劣氣候條件下預(yù)防隧道坍塌的措施 惡劣氣候條件對(duì)暗挖施工的影響較大，如強(qiáng)降雨等天氣，隧道上方路面在市政排水條件的制約下，經(jīng)常會(huì)存在大量積水，排水管線內(nèi)也將大量積水，甚至帶壓，使暗挖作業(yè)的環(huán)境條件更為惡劣，暗挖施工在地面滲漏水及市政排水管線滲漏雙重因素的作用下，必將導(dǎo)致暗挖施工掌子面的塌方、塌陷，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故。因此，預(yù)控措施極為重要，制定暗挖施工惡劣氣候條件的安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案，采取必要的措施，如提前收聽氣象信息、封堵掌子面、撤出隧道內(nèi)施工作業(yè)人員、加大降雨期間的地面及隧道內(nèi)的巡視與監(jiān)測(cè)頻率等措施，特別是施工作業(yè)面附近的巡視與監(jiān)測(cè)，更需加強(qiáng)，這些簡(jiǎn)單的安全技術(shù)措施的采取，對(duì)暗挖施工的控制，可起到積極的作用。

3 結(jié)語

暗挖施工因其危險(xiǎn)性較高，暗挖施工必須嚴(yán)格執(zhí)行“十八字”方針，堅(jiān)持以預(yù)防為主，嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)安全措施，給地鐵暗挖施工的平安進(jìn)行提供保障。