地铁施工风险源分析及关键控制技术

王志远

陕西建工集团股份有限公司 710000

摘要：相较于西方发达国家而言，我国城市化建设中地铁工程建设的发展时间还比较短，地铁工程建设施工所积累的经验相对还不够成熟。同时，地铁工程土建结构施工大多具有工程量大、工期长、施工要求复杂等一系列特点，在土建施工期间受到各类因素的影响，可能导致风险事故的发生，造成巨大的人力、财力损失。现将围绕地铁施工，就相关的风险源进行分析，并探讨关键控制技术，以期对实际地铁施工提供参考借鉴，保证施工顺利开展，确保施工质量。

  关键词：地铁施工；风险源；控制技术

        1地铁施工风险分析         地铁工程建设施工通常需经历一个漫长的过程，在线路选择上为了方便交通线路的布置及站点选取，通常会选择城市空间下方施工，场地资源有限，涉及的地下管线环境复杂。首先，地铁建设多为城市中心地下线路，结构复杂施工难度大、不可预见的风险多，由于地铁修建需要穿过很多的建筑物及地下空间，工程自身风险及环境风险都随之增加了。在施工前，需要好前期的策划和交通疏导，科学规划线路，避免对周围建筑物及市政管线造成损伤。其次，地铁施工工作量庞大、周期长，涉及的施工设备、器具种类繁多，现场管理工作非常重要，如果设备一旦损坏不仅难以修理，还会造成巨大的经济损失。另外，地铁施工通常位于市区地段，与居民生活密切相关，受到的关注度较高，只有充分掌握施工特点及工艺技术，才能确保地铁施工风险的最小化。         2风险的特点         在地铁施工的过程中存在着许多的风险，风险可能在施工前就已经存在，由于其发生规律复杂，风险的存在和发生有以下几个特点：第一，地铁工程的施工风险普遍存在；第二，地铁施工中风险的发生会有偶然性和随机性；第三，地铁施工中风险是多变的，具有不确定性和多层次性。由于在施工中存在着风险，并且地铁工程耗资大、施工周期长、不确定因素比较多，经济风险大、技术要求高等问题。不同的风险造成的损失也各不相同，并且各种风险之间互有关联，无论从资金还是时间方面来讲都要认真研究每一种风险带来的后果，抓住其特点进行预防。         3地铁施工风险源分析         3.1地铁基坑风险点         一般情况下，基坑的施工工艺有地下连续墙围护结构施工、基坑放坡开挖、围护深基坑开挖。在连续墙围护结构施工中容易出现导墙变形破坏、槽内泥浆泄漏、槽壁坍塌、钢筋笼变形破坏、墙体接头缝夹泥与渗漏等风险点。在基坑放坡开挖时，容易出现的风险点：基坑边坡局部发生塌方或滑坡、基坑边坡失稳引起大面积滑坡、基坑底出现流砂、基坑底土体隆起、基坑底部突涌。在围护深基坑开挖当中，地下墙水平位移、支撑安装不及时、支撑与围凛(或结构)面不垂直、围护结构接缝渗漏等风险也常会发生。随着地铁施工向深处开挖，范围不断扩大，加之周围建筑物、道路、市政地下管线及地铁隧道等设施密集，使得基坑工程的施工风险口益增加。就此分析，地铁施工的主要特点有四个:复杂性、风险性、时空效应性、环境效应性。         3.2盾构风险点         首先，工程特征主要指施工图设计完成后，工程本身既定的参数或者指标。一般情况下，工程特征基本确定了风险内容和级别。其次，盾构受工程地质和水文影响较大。不良地层和承压水等对盾构掘进施工带来很多不利因素。地下隧道施工大都依靠地下勘探资料，而岩土层的水文地质参数离散复杂，且空间变异性高，加之地下障碍物影响，因此盾构施工必须对地质和水文等作出详细的风险分析。再次还有地面建筑物和周边环境也对盾构施工影响很大。其中包括：地面建筑使用年限、机构类型、文物价值；建筑物与隧道地下工程的空间关系；周边生态环境与社会群体；周边道路与管线等等。最后，从客观施工工艺上，详细分析风险点。当盾构进出洞和盾构穿越重要区段时有些风险时时会发生，因此必须认真分析，总结出常发生的风险，尽量避免。         3.3旁道风险点         在地铁建设中，为了便于上下隧道施工，通常会设置相应的联络通道，即旁道。旁道一般是用于安全转移与疏散由于地铁火灾、坍塌等突发事故受困的乘客。旁道施工中钻孔技术、冻结技术、开挖技术、封孔以及融沉注浆技术是主要的施工工艺，因此，旁道施工也就需要控制这几方面风险点。例如，钻孔风险源包括含承压水的粉砂地层施工中由于地层压力大造成流动喷涌，钻孔孔口装置出现脱落，以及钻进过程中发生涌沙涌水现象。         4地铁施工风险源的关键控制技术         4.1基坑工程风险控制技术         为避免基坑工程出现安全事故，需要针对地铁建设中的基坑开挖施工予以风险源控制：①挖土必须遵循先撑后挖，先降水再挖土的原则，综合考虑具体的环境监测信息数据，杜绝出现超挖事件；②当挖到标高位置时，应当马上开展混凝土垫层施工；③考虑到提高边坡的稳定程度，需要采取1：3的比例进行放坡施工，避免出现滑坡事件；④基坑工程还需要重视排水施工，如果施工处于雨季，应当及时有效的布置排水设施，避免由于大量积水造成沉陷、坍塌事故。         4.2盾构工程风险控制技术         在工程开工前，依据已有资料对工程总体风险做初步评估。而在工程实施过程中，须对每一工序施工做动态风险等级评估，从而控制工程施工过程中的风险。第一，盾构进出洞加固区存在影响地基加固的地下障碍物；第二，端头井双轴搅拌桩或双重管旋喷桩加固距离建构筑物或管线≤5m；第三，端头井三重管旋喷桩加固距离建构筑物≤3m；第四，端头井地基加固深度≥30m；第五，端头井吊装孔封闭条件下盾构进出洞；第六，端头井洞门底部与底板面距离≤60cm；第七，车站施工存在影响盾构施工的遗留问题，如锁口管遗留在盾构掘进断面内、地墙充盈系数严重超标、端头井周围土体曾发生塌方等土体扰动情况；第八，双线隧道先期盾构进出洞施工时发生过严重渗漏等土体扰动问题。         4.3旁道施工风险控制技术         4.3.1钻孔风险控制         第一，针对含承压水的粉砂地层中钻孔风险点的控制。首先，在钻孔位置3-5环管片壁200-300mm注浆加固。其次，试钻孔检查地层加固效果。再次，采取二次开孔，即先安装孔口管和阀门，再从孔口管中开透管片钻孔。最后，钻孔结束后，利用水泥和水玻璃双液浆对冻结管与孔口管之问环形问隙封堵。第二，针对孔口装置脱落风险点。首先，孔口管通过植筋和水泥管片连接，通过焊接钢盖板与钢管片连接。其次，钢管片上，冻结孔所处的隔舱用双快水泥充填充盈。最后，冻结管上加焊挡环，用管锤或钻机将孔口管顶住，进行水泥和水玻璃注浆封堵，用植筋将孔口管重新固定。         4.3.2冻结风险源         第一，要保证旁通道喇叭口部位冻土帷幕的厚度和强度及与管片的完全胶结，在冻结孔施工端喇叭口部位布置两排孔加强冻结，在对侧隧道布置冷冻板。第二，用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结管。冻结孔开孔前，探测地层稳定情况。如发现有严重漏水冒泥现象，先进行水泥一水玻璃双液壁后注浆，提高地层稳定性。第三，加强监测。在冻土帷幕内布置测温孔，以便正确判断冻土帷幕是否交圈和测定冻土帷幕厚度。第四，在旁通道两端布设泄压孔，以减小土层冻胀对隧道的影响。

地铁建设不仅节省了路面道路空间，还大大缓解了城市的交通压力，为人们的出行提供了便捷，间接地提高了我们国家的经济发展。所以城市的发展离不开道路建设，地铁作为交通方式之一已在我国广泛应用，我们要继续研究把控好修建风险，稳健的提高地铁施工技术水平。全面的对地铁风险进行分析并能科学的对这些风险进行评价分级，为风险管理做好基础。而技术方面，根据我国的国情和实际发展需求，研究出具有中国特色的铁路施工体系，解决我国人们日益增长的出行需求。         参考文献：         [1]郭乃胜，地铁施工风险源分析及关键控制技术[D].中原工学院，2017.         [2]陆征宇，软土地层地铁盾构施工风险评估与控制方法研究[D].西安建筑科技大学