雙側(cè)壁導坑法地鐵隧道開挖施工安全風險管理研究

李昊炎

（中鐵四局集團第三建設(shè)有限公司 北京豐臺 100076）

0 引言

地鐵隧道工程管理施工過程質(zhì)量控制是一項非常繁瑣并且重要的工作，對相關(guān)管理人員的職業(yè)素養(yǎng)要求極高，即要求其具備專業(yè)的技術(shù)知識，又要求其具備優(yōu)秀的管理能力。其現(xiàn)場施工管理的工作系統(tǒng)性強，需要該項目體系內(nèi)的多部門協(xié)同完成，才能確保地鐵隧道工程現(xiàn)場施工管理工作的更加科學有效的推進。地鐵隧道工程是一項集合多個環(huán)節(jié)的項目，是一個施工時間長的系統(tǒng)性工程，各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，任何一個小的失誤都會造成地鐵隧道工程質(zhì)量不達標的情況發(fā)生，因此就需要相關(guān)管理人員能夠有效的檢驗工人進行施工時的施工技術(shù)是否按照要求執(zhí)行，這對地鐵隧道工程現(xiàn)場施工管理人員有著較高的職業(yè)素養(yǎng)要求。

1 雙側(cè)壁導坑法概述

在地鐵隧道施工中，運用雙側(cè)壁導坑法進行隧道的開挖工作是當前較為常用的一種方法，雙側(cè)壁導坑法又稱雙側(cè)壁導洞法或眼鏡工法，是以新奧法為基礎(chǔ)原理進行優(yōu)化升級后的一種施工方法。主要適用于斷面很大、地層較差的Ⅳ、Ⅴ級圍巖地層、不穩(wěn)定巖體和淺埋段、偏壓段、洞口段。雙側(cè)壁導坑法的施工特點是將大面積的隧道橫截面分割成為多個洞室，通過對各洞室進行開挖封閉成環(huán)后，形成隧道。這種施工技術(shù)有效的解決了橫截面積大，體表深度較淺，在構(gòu)筑物下方開挖隧道的安全性。需要注意的是，雙側(cè)壁導坑法具有安全管理風險、周邊建筑物及地表沉降風險、拱部坍塌風險、爆破作業(yè)風險、臨時用電風險、拆除臨時支撐風險和社會風險等七個方面的風險問題。在進行雙側(cè)壁導坑法進行隧道開挖工作時，需要注意開挖橫截面應該近似于橢圓形，避免應力集中效應，而且在開挖過程中盡量減少對周圍巖石的擾動。在開挖初期，一般采用鋼筋、鋼架、拱架和噴射混凝土來起到一個柔性的防護體系，通過這種簡單的防護體系來保證開挖初期的安全，在這段時期進行開挖時，應當快速封閉成環(huán)，以此能夠更好的利用圍巖的自承能力來承受土壓。在進行該階段施工時需要注意圍巖的變形情況，一旦出現(xiàn)變形應當立即停止施工，進行人員疏散工作。隧道施工過程中，施工單位都會建立一套圍巖支護結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)，通過信息化、自動化的方式監(jiān)管圍巖情況，了解施工風險動態(tài)，從而能夠更加科學合理的進行施工調(diào)整，以此確保施工的安全性和工程的質(zhì)量可靠性。

1.1 雙側(cè)壁導坑法的工藝流程

第一步：在隧道的左側(cè)先挖出導洞作為上臺階，這一施工目的主要是為了在施工初期保障左側(cè)支護和臨時支護的作用，然后再拱頂處進行注漿作業(yè)。

第二步：在上臺階下方約10～15m的地方進行開挖，開挖后的結(jié)構(gòu)稱之為下臺階，主要目的也是作為左側(cè)支護和臨時支護的作用，具體施工形狀如圖1所示。

圖1 雙側(cè)壁導坑法第一、二、三、四步施工

第三步：在左側(cè)下臺階最右邊再向右邊計算10～15m的位置進行右側(cè)下臺階的開挖工作，工作流程與目的與第一步要求一樣，實際間隔距離以計劃開挖隧道的橫截面積進行相應的計算。

第四步：在左側(cè)上臺階最右邊再向右邊計算10～15m的位置進行右側(cè)下臺階的開挖工作，工作流程與目的與第一步要求一樣，具體施工形狀如圖2所示。

圖2 雙側(cè)壁導坑法第五、六、七步

第五步：在右側(cè)導洞下臺階位置，向左邊主動上臺階10～15m的地方進行開挖和噴混作業(yè)，以此形成頂壁的支護效果。

第六步：等到主動上臺階的噴射混凝土凝固后，進行中臺階的開挖工作，距離應當控制在10～15m的范圍。

第七步：在主洞開挖完成后，其下方5～10m的地方進行下臺階的開挖工作，開挖完成后，第一、二、五、六、七就成為整個隧道前期的支護體系，直至主洞全部閉合，如圖3所示。

圖3 雙側(cè)壁導坑法第八、九步

第八步：分段將初支結(jié)構(gòu)的臨時支護進行拆除，同時施做仰拱防水、綁扎仰拱二襯鋼筋并進行混凝土澆筑，同時綁扎仰拱二襯鋼筋并進行混凝土澆筑作業(yè)回填平整后完成

第九步：在隧道初支的四周鋪設(shè)防水層，進行二襯拱墻施工。

1.2 通過雙側(cè)壁導坑法進行隧道開挖工作的注意事項

（1）運用雙側(cè)壁導坑法進行隧道開挖工作時，側(cè)壁導坑的形狀應當是1/4個橢圓形的，兩個側(cè)壁導坑的橫截面積之和應當約等于整個隧道橫截面積的1/3。

（2）開挖過程中遇到圍巖時，應當盡量使用開挖機或人工進行圍巖的清除工作。如果必須進行爆破作業(yè)時，務必注意爆破安全，減少因爆破施工造成的對地層的擾動。因此應避免爆破施工，在城市施工中更要避免。

（3）在進行隧道開挖工作時，需要嚴格按照相應規(guī)范做好支護的監(jiān)控測量工作，隨時檢測圍巖及支護的變形情況，以確保在后續(xù)施工工程中及時修正支護參數(shù)，改變施工方法，確保施工工作的安全。

（4）施工過程中，左右導洞的距離不能小于10m，前后差距不能小于10m。在進行中間坑洞進行施工的時候，左右洞室與中間洞室的前后距離不能低于30～50m。

（5）待洞室開挖完成后應當?shù)谝粫r間進行初期支護的施工，同時盡快使隧道形成閉環(huán)。

（6）在進行左右導洞的上下臺階施工時，可以根據(jù)開挖機械的高度設(shè)置臺階高度，建議施工隊伍配置適合的小型機械進行開挖工作，保證挖土工效。

（7）在對臨時支護進行拆除的時候需要考慮拆除后對工程后續(xù)施工的影響，要嚴格按照監(jiān)控數(shù)據(jù)進行拆除工作，通過安全、科學的拆除手段來保障工程的安全性。

（8）通過對拱頂部位實施小導管超前加固后，塊狀碎石被泥漿膠結(jié)起來，形成拱形受力圈提高整體強度，同時小導管剛度較大，能較好的起到管棚的作用，對拱頂起到較好的約束。

2 加強地鐵隧道工程施工質(zhì)量控制的具體措施

2.1 重視地鐵隧道工程施工安全，做好風險預控工作

為了確保地鐵隧道工程施工管理工作順利進行，首先要做好安全管理工作，加強安全施工宣傳預防培訓工作。另外，為了更好的做到安全施工，施工單位應建立科學合理的安全施工管理制度，明確施工安全，有效提高施工人員安全施工，規(guī)范操作的自覺性。施工安全技術(shù)也要根據(jù)現(xiàn)場情況進行優(yōu)化，施工單位要加強相關(guān)安全技術(shù)的投入，人員與技術(shù)的配合才能更快提高施工質(zhì)量，確保安全施工。

風險預控是地鐵隧道工程施工安全管理中的一項重要組成，已被廣泛地應用到了施工中，提高了安全管理的前瞻性與有效性。風險預控屬于預防性的安全管理模式，特性是安全管理的前瞻性，有利于地鐵隧道工程安全管理應急預案的建立。風險預控是一種過程性的管理，也即在事故發(fā)生前，通過對于重大危險源的進行判別、有效監(jiān)控，削弱或消除危險源安全事故的出現(xiàn)。風險預控安全管理有利于地鐵隧道工程施工識別重大危險源，同時能最大程度掌控生產(chǎn)過程中各種可能出現(xiàn)的安全隱患，并且也可最大限度減少生產(chǎn)過程中面臨的安全風險。

2.2 有效的控制工程原材料質(zhì)量

想要有效的控制工程質(zhì)量，就要從工程原材料介入，并建立常規(guī)工程材料的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從中遴選取優(yōu)。對于提供劣質(zhì)原材料的供應商建立相應的記錄或者臺賬，拒絕采購該部分供應商的原材料。選擇合格的原材料才能建設(shè)出質(zhì)量可靠的工程，才能有效的確保精品工程。

2.3 做好機械設(shè)備的管理工作

現(xiàn)在的建筑工程項目由于有大量的大型機械設(shè)備的輔助，建設(shè)速度相比于以往有了大幅度的提升，但如果未能做好技術(shù)管理工作就容易造成設(shè)備故障或者事故的發(fā)生。因此相關(guān)技術(shù)管理人員需要合理規(guī)劃機械設(shè)備的使用與維護，做好同類設(shè)備的調(diào)度工作，避免單一設(shè)備長期處于高負荷工作，從而造成設(shè)備故障引發(fā)工程事故的發(fā)生。同時也要做好大型設(shè)備的維護工作和小型設(shè)備的日常管理工作，要做到每天檢查每周檢修，保障機械設(shè)備的安全可靠。

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對城市基礎(chǔ)設(shè)施的要求越來越好，要求我國市政工程項目不僅要建設(shè)的快，更要求高質(zhì)量。只有做好地鐵隧道工程現(xiàn)場管控及技術(shù)管理工作，才能促使工程安全有序的推進。因此除了要保障工程質(zhì)量外，更要求企業(yè)做好現(xiàn)場管理的工作。工程企業(yè)在面對競爭日益激烈的市場環(huán)境時，要根據(jù)社會變化的實時性，以求真務實的態(tài)度，做好現(xiàn)場風險管理工作。在企業(yè)的發(fā)展過程中，通過不斷的對施工現(xiàn)場管理工作的分析研究，以此來取得越來越好的發(fā)展和進步。