李 偉

（中鐵二十局集團有限公司，河南南陽474350）

城市中地鐵隧道大多數(shù)埋深較淺，地面建筑復(fù)雜，交通設(shè)施和地下管線多，地鐵隧道的施工出現(xiàn)的各類風(fēng)險因素給整個城市帶來的損失和影響無法避免。所以建立完善的城市淺埋暗挖隧道施工安全評價和風(fēng)險評估體系，對風(fēng)險因素進行預(yù)防、控制、避免具有重大的意義，將風(fēng)險危害和對社會的影響程度降到最低，是城市隧道建設(shè)非常緊要的事情。

1 淺埋暗挖法隧道施工簡介

由于地面交通量多，地面建筑復(fù)雜等，雖然隧道埋深較淺，但采用明挖方式會對地面交通和附近居民造成干擾，并對周圍環(huán)境造成一定程度的危害。 而采用暗挖法可以很好的解決這一問題。

這種方法和新奧法的施工原理相似，施工時，“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤測量”。 利用超前支護的手段，提高掌子面的穩(wěn)定性，防止圍巖的坍塌，開挖時限制一次進尺的長度，在埋深過淺的地段加強初級支護。 施工中要經(jīng)常對圍巖變形進行監(jiān)測測量，掌握施工動態(tài)，及時的記錄反饋數(shù)據(jù)。 對于單一隧道，為了控制地表沉降，一般采用：正臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法等。

淺埋暗挖法具有高度的靈活性，適用于各種斷面形式和變斷面形式下的地質(zhì)條件和地下水條件。其存在的主要問題有：施工速度慢、施工步驟復(fù)雜，很難控制襯砌和防水施工質(zhì)量。

2 影響隧道施工的安全性因素

城市淺埋隧道安全風(fēng)險具有突變性、不確定性、多變性和不易控制性等特點，并涉及多個社會單位，協(xié)調(diào)工作量大。主要安全因素有軟土、巖溶、滲水等地層水文地質(zhì)條件；地下管涌、暗河、橋樁、地下通道、地下管道等地下既有建筑物；地面建筑物基礎(chǔ)等；另外新技術(shù)和新工藝設(shè)備等運用也給施工安全帶來一定的風(fēng)險。

2.1 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

地質(zhì)條件和水文條件是影響地下工程施工的最基本因素，地鐵施工中很難對地層情況進行改良，地層條件和水文條件的好壞直接影響著施工的難度和周邊的環(huán)境，對施工要求、進度、安全以及質(zhì)量有很大作用。

地鐵隧道區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)和水文條件是經(jīng)過漫長的年代形成的，具有很大的隨機變異性和離散性，地層中有大量水活動，地質(zhì)勘探是只能通過個別測試點的分析取樣，得到近似值，這些復(fù)雜的因素給地鐵施工帶來了很大的風(fēng)險。 淺埋暗挖時，開挖短時間內(nèi)涂層具有一定的自穩(wěn)能力，采取適當(dāng)?shù)闹ёo措施，可以使圍巖形成薄壁支護結(jié)構(gòu)，主要適用于粘性土層、砂土層等地質(zhì)條件。 工程地質(zhì)和水文條件對淺埋暗挖的城市隧道造成的可能性風(fēng)險由一下幾個方面：

在圍巖條件差的地段，可能引起隧道周圍土體的較大變形，造成結(jié)構(gòu)的坍塌；

在含水較多的軟弱地區(qū)，開挖后地層自穩(wěn)能力差，開挖的上層有可能是已經(jīng)經(jīng)過人工干預(yù)的回填土，或具有地質(zhì)鉆孔、人工空穴等給淺埋暗挖施工造成安全隱患，造成坍塌后還可能對周圍地面交通和建筑物的安全造成影響；

在具有隔水層的地段，開挖時不斷涌水，延緩初級支護時間，收斂變形較大，水流在仰拱長時間寄存還會造成工作面的坍塌。

2.2 地下管線的影響

城市地鐵施工不可避免的會對周圍地面埋設(shè)的各種管線造成影響，影響其正常使用，處理不當(dāng)?shù)脑挄斐蓢?yán)重的后果，施工時要加強管理能力和工人的技術(shù)操作水平，并對地層、地下水和地下管線的情況了解清楚，地下管線容易造成的安全風(fēng)險主要有：

在地下管線復(fù)雜的地方，管線交叉移動不便，施工機具沒法工作，造成施工難度的增加和施工效率的降低；

燃氣管道和電纜發(fā)生破裂后可能引起漏電爆炸危害，給施工人員和施工進度造成影響；

過水管道破裂后會在施工場地留下積水，造成路面的塌陷和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞，上部水囊破壞的話還會造成路面額開裂，出現(xiàn)空洞、塌陷的維修。

某某公司在通信網(wǎng)路基礎(chǔ)上已建成地調(diào)接入網(wǎng)，在主調(diào)和備調(diào)分別建有核心路由器，供匯聚及接入路由器通信，主備調(diào)任意一臺核心路由器故障不影響自動化系統(tǒng)通道，某某公司110kV變電站自動化系統(tǒng)通道接入拓撲如圖2所示。

2.3 埋深和斷面類型的影響

淺埋暗挖隧道施工時，上層覆蓋的土較薄，地層加固措施不當(dāng)?shù)脑捄苋菀滓鸬孛娴囊苿蝇F(xiàn)象。 覆跨比是判斷圍巖穩(wěn)定性的一個指標(biāo)，是指拱頂土層厚度和隧道結(jié)構(gòu)的跨度之比，比值盡量大于1。

隧道的界面類型影響圍巖應(yīng)力，根據(jù)界面類型可以分析隧道結(jié)構(gòu)是否合理，另外界面類型還對控制地表沉降有一定的作用。 所以界面類型對圍巖的穩(wěn)定性也有一定的影響，例如設(shè)置仰拱就是為了使界面更加合理。

2.4 近接條件下風(fēng)險因素

在臨近已有隧道進行隧道的開挖時，兩隧道都會發(fā)生應(yīng)力的重分布，打破原來的平衡狀態(tài)，當(dāng)梁隧道的中心線間距小于三倍的隧道洞徑時，隧道的開挖會有疊加影響，應(yīng)適當(dāng)拉開開挖距離，盡可能的控制在30m 以上。

在開挖隧道旁邊有建筑物存在時，控制好淺埋暗挖施工的風(fēng)險因素是一個重大問題。要控制好拱頂?shù)某两盗?，以免使建筑物出現(xiàn)下沉，裂縫。針對不同類型的建筑制定風(fēng)險評估方案，采用相應(yīng)的處理措施。周邊建筑物同時也會影響隧道的開挖施工， 限制其工作場地的范圍，增加施工難度，建筑物本身的荷載對圍巖造成一定的負擔(dān)。另外，周邊大的交通量也會產(chǎn)生一定的震動荷載，雖然比較小，但對淺埋暗挖隧道還是有些影響的。

2.5 施工安全管理

在施工過程中，由于操作的不科學(xué)性也會造成危害：例如沒有及時的排出隧道內(nèi)的有害氣體，通風(fēng)措施不好回引起爆炸和火災(zāi)，不僅造成人員的傷亡還會對穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。施工設(shè)備上要做好安全管理，管理不當(dāng)，造成使用混亂，容易引發(fā)漏電、火災(zāi)等風(fēng)險。在施工過程中還有做好對人員的安全意識教育和技術(shù)操作教育。

3 淺埋暗挖隧道的風(fēng)險評估分析

風(fēng)險評估的內(nèi)容大致可以分為四個方面：風(fēng)險識別、風(fēng)險定量、風(fēng)險評估、提出控制措施。首先通過風(fēng)險識別分析對象存在的風(fēng)險因素，然后確定這些因素發(fā)生的概率以及發(fā)生后引起的后果，風(fēng)險評估則是將這些定量化的風(fēng)險值與預(yù)定的風(fēng)險值進行比較，判斷結(jié)果是否在接受的范圍內(nèi)，最后根據(jù)評估結(jié)果采取相應(yīng)的措施進行平排除、降低處理。

在淺埋暗挖隧道施工中，要充分利用淺埋暗挖隧道施工收集到的信息和分析人員的經(jīng)驗積累，對以上影響淺埋暗挖隧道施工安全性的單個風(fēng)險因素進行評估，并根據(jù)風(fēng)險的大小進行排序，然后對整個隧道施工項目進行整體的風(fēng)險評估，指定相應(yīng)的防治措施。

要做到全面性原則，選取具有代表性的因素；整體性原則，將個指標(biāo)之間有機的結(jié)合起來；層次結(jié)構(gòu)性原則，使各個指標(biāo)之間有一定的層次從屬和相互作用關(guān)系，形成一個有序、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，對那些偶然因素可以不予考慮， 只選取具有比較有規(guī)律性的進行評估；可考核性原則，對一個評估周期內(nèi)的施工安全進行考核、評估，并對下一個時期安全工作進行部署。

各項原則并不是孤立的，而是相互聯(lián)系在一起的，在施工過程和安全管理方法分析中，要明確各個評價對象。 將淺埋暗挖隧道的淺埋條件、接近條件、施工安全管理、隧道支護措施以及具體的施工方法等主要風(fēng)險因素結(jié)合起來，得出整個項目的安全評價和風(fēng)險分析結(jié)果。

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