地鐵隧道施工臨近建筑物安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

朱磊

摘 要：地鐵施工項(xiàng)目是在地下進(jìn)行，不同的地下施工內(nèi)容都會(huì)引起地面出現(xiàn)不同程度的沉降，臨近建筑受到地面沉降和位移的影響，也發(fā)生相應(yīng)的沉降和位移，影響臨近建筑的使用功能。基于此，本文以天津地鐵10號(hào)線一期工程為例，評(píng)價(jià)地鐵隧道施工臨近建筑物安全風(fēng)險(xiǎn)，建立安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)管理體系，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道施工;臨近建筑物;安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

1 工程概況

財(cái)經(jīng)大學(xué)站位于天津地鐵10號(hào)線一期工程L形線路的拐點(diǎn)，地處珠江道和長(zhǎng)湖路交口的西側(cè)，主體大致呈東西走向，車(chē)站主體大致呈東西走向置于珠江道靠近“交通集團(tuán)財(cái)院汽車(chē)站”一側(cè)地下，車(chē)站位置見(jiàn)圖1。

本站為地下兩層上下重疊側(cè)式站臺(tái)車(chē)站，結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)162.5m，標(biāo)準(zhǔn)段為三柱四跨結(jié)構(gòu)，寬度為42.2m，高度為17.45m;大里程盾構(gòu)井段寬度為54.2m，小里程盾構(gòu)井段寬度為46.1m，高度為19.05m。站中心里程處頂板規(guī)劃覆土約3.096m，底板埋深約20.846m。

2 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型建立

2.1 風(fēng)險(xiǎn)因素的選取

造成地鐵隧道臨近建筑物出現(xiàn)安全問(wèn)題的原因，不能從地鐵隧道單方面考慮，是臨近建筑物與地鐵隧道共同造成的影響，地鐵施工對(duì)于地面產(chǎn)生的影響，主要是導(dǎo)致地面發(fā)生沉降和位移，影響建筑物的使用性能，安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因素主要選擇構(gòu)成有三個(gè)部分組成，具體內(nèi)容見(jiàn)圖2所示。

在地鐵盾構(gòu)隧道施工環(huán)境安全評(píng)價(jià)中，建筑物安全現(xiàn)狀本身會(huì)對(duì)環(huán)境安全產(chǎn)生不同影響。因此，在討論地鐵盾構(gòu)隧道施工對(duì)鄰近建筑物的安全影響時(shí)，需要綜合考慮建筑物本身的情況。根據(jù)我國(guó)《房屋完損等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，建筑物的安全現(xiàn)狀可分為完好、基本完好、輕微損壞、中等損壞、嚴(yán)重破壞五個(gè)等級(jí)[1]。

2.2 評(píng)價(jià)方法的確定

可以將難以定量分析的復(fù)雜問(wèn)題層次化，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，容易掌握，人的主觀判斷、選擇對(duì)結(jié)果影響很大，不能生成新的方案，不適用有較高定量要求的決策問(wèn)題，多適用于一般系統(tǒng)[2]。綜合比較各種評(píng)價(jià)方法后，本文主要運(yùn)用專家評(píng)價(jià)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法來(lái)對(duì)地鐵施工區(qū)域臨近筑物進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重的確定

將盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程進(jìn)行分解得到的最底層工作包、以及鄰近建筑物總體風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分解得到的最底層工作包分別構(gòu)成施工風(fēng)險(xiǎn)矩陣的行和列，形成風(fēng)險(xiǎn)判斷矩陣[3]。結(jié)合目前的研究現(xiàn)狀，綜合考慮專家、安全管理人員、技術(shù)人員、以及工作經(jīng)驗(yàn)豐富的工人對(duì)盾構(gòu)隧道施工引起鄰近建筑物風(fēng)險(xiǎn)的看法，逐一判斷基本工作過(guò)程中是否存在風(fēng)險(xiǎn)以及導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，確定各指標(biāo)的權(quán)重。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重確定方法通常以層次法為主要的分析方法，以層次發(fā)為例，本文中確定的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)層如表1所示，將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)模型設(shè)置為總目標(biāo)（A）、子目標(biāo)（H）、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（P），見(jiàn)圖2所示。。

最后的表示方法一般用1-9的倒數(shù)標(biāo)度法，通過(guò)設(shè)置判斷矩陣，分析各指標(biāo)元素重要性程度[3]，判定方式是以專家咨詢等方式確定的。

2.4 計(jì)算結(jié)果

對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)矩陣R進(jìn)行模糊變換，即：

根據(jù)上述公式可以求出，隸屬向量B=[0.2529，0.5905，0.1763，0，0]。根據(jù)相關(guān)原則，可以判斷出，建筑物的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)應(yīng)當(dāng)歸屬于Ⅰ風(fēng)險(xiǎn)，只需要采取強(qiáng)有力的保護(hù)措施。

3 風(fēng)險(xiǎn)控制措施

3.1 地連墻結(jié)構(gòu)及支撐

采用蓋挖逆作法施工，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐的支護(hù)形式，墻厚1m，地墻標(biāo)準(zhǔn)幅寬度為6m，局部根據(jù)具體情況調(diào)整，地下連續(xù)墻接頭處采用十字鋼板接頭，在地連墻外臨近 M1號(hào)線高架橋一側(cè)施作一排800mm厚水泥土攪拌墻。鋼管柱采用Φ900鋼管混凝土柱，基坑沿豎向設(shè)置1道鋼管撐+1道混凝土撐，其余利用頂板與中板進(jìn)行支撐。混凝土使用C35。

3.2 水泥攪拌墻

在地連墻外臨近 M1號(hào)線高架橋一側(cè)施作一排800mm厚水泥土攪拌墻，深度與地連墻同深，為地連墻成槽靠近M1號(hào)線槽壁穩(wěn)定性提供保證條件。

3.3 降水預(yù)防

根據(jù)財(cái)經(jīng)大學(xué)站深基坑降水專項(xiàng)設(shè)計(jì)，基坑內(nèi)共布置35口疏干井，疏干井深度進(jìn)入基底下6～8m。坑外設(shè)置2口減壓備用井，井深43m，坑外設(shè)置8口潛水觀測(cè)井，井深20m，8口第二承壓含水層觀測(cè)井，距離地鐵沿線及建筑物較近位置觀測(cè)井適當(dāng)加密布置。

3.4 土方開(kāi)挖保證措施

土方開(kāi)挖方案經(jīng)專家論證完成后，嚴(yán)格執(zhí)行。土方開(kāi)挖在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成后，必須滿足基坑開(kāi)挖前的條件驗(yàn)收。開(kāi)挖應(yīng)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土支護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可開(kāi)挖。基坑外30米范圍內(nèi)堆土高度不超過(guò)2米。

3.5 周邊管線破壞風(fēng)險(xiǎn)控制措施

3.5.1 周?chē)芫€錯(cuò)綜復(fù)雜，多數(shù)管道都與區(qū)間隧道平行，污水管埋深較深，受隧道施工影響較大，產(chǎn)生沉降變形越大。因此，盾構(gòu)推進(jìn)應(yīng)勻速推進(jìn)，并保持姿態(tài)平穩(wěn)，盡量避免糾偏。

3.5.2 給水管直徑比較大，抵抗變形能力弱，在盾構(gòu)施工時(shí)容易遭到破壞。加強(qiáng)周?chē)芫€變形監(jiān)測(cè)，實(shí)行信息化施工。

4 結(jié)語(yǔ)

地鐵區(qū)間隧道施工過(guò)程中，會(huì)對(duì)鄰近建（構(gòu)）筑物、既有道路、地下管線造成一定的影響。用地鐵盾構(gòu)施工中對(duì)鄰近建筑物的典型風(fēng)險(xiǎn)事件來(lái)表征工程項(xiàng)目的整體風(fēng)險(xiǎn)，即 RBS 分解，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)矩陣，得到鄰近建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]董曉朋.地鐵基坑施工對(duì)臨近建筑物影響及有效措施分析[J].工程技術(shù)研究，2019，4（12）：233-234.

[2]侯高峰，李先純.地鐵施工影響下某臨近建筑物安全性評(píng)估研究[J].工程質(zhì)量，2017，35（02）：58-63.

[3]張立茂，冉連月，吳賢國(guó)，覃亞偉.盾構(gòu)施工臨近建筑物變形影響因素關(guān)聯(lián)性分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2016，60（09）：94-99.