鄧毅旁

西安市地下鐵道有限責(zé)任公司 陜西 西安 710018

1 工程概況

西安地鐵三號(hào)線胡家廟～石家街區(qū)間位于西安市金花北路地下，區(qū)間從胡家廟站起，沿金花北路地下向北，穿越華清立交、隴海鐵路及西安火車東站，在長(zhǎng)纓路南側(cè)到達(dá)石家街站。區(qū)間隧道右線總長(zhǎng)1251.557m，洞頂覆土6.1～14.2m，線間距15.0～104.40m。主要為盾構(gòu)和礦山法暗隧道：盾構(gòu)區(qū)間右線全長(zhǎng)774.652m，左線全長(zhǎng)640.609m。淺埋暗挖隧道：區(qū)間過(guò)朝陽(yáng)門、f3地裂縫段及其至石家街車站段為淺埋暗挖法施工，其中過(guò)朝陽(yáng)門地裂縫暗挖隧道加寬段右線長(zhǎng)177.525m，左線長(zhǎng)272.594m，過(guò)f3地裂縫暗挖隧道加寬段右線長(zhǎng)93.985m，左線長(zhǎng)143.1m，暗挖標(biāo)準(zhǔn)段右線長(zhǎng)148.395m，左線長(zhǎng)138.954m。區(qū)間有盾構(gòu)和暗挖，對(duì)下穿隴海鐵路的安全風(fēng)險(xiǎn)控制是施工的重難點(diǎn)。

2 隧道穿越既有鐵路的安全風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析

與其他工程相比，盾構(gòu)隧道和暗挖隧道施工具有復(fù)雜性和隱蔽性的特點(diǎn)，而且地層條件有著很強(qiáng)的不確定性，在施工的過(guò)程中有著較大的難度，建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)也較大。對(duì)于當(dāng)前的實(shí)際情況，隧道地下工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不夠全面，隧道施工中由于工程水文地址、巖土性質(zhì)和考察不足等原因，很容易造成施工的安全風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致各類安全事故。還可能因?yàn)榧夹g(shù)方案和機(jī)械設(shè)備等引發(fā)施工的風(fēng)險(xiǎn)，這些都可能對(duì)整個(gè)工程產(chǎn)生惡性的影響。特別是對(duì)于新建隧道穿越既有鐵路而言，地質(zhì)變化較為復(fù)雜，很容易因?yàn)樵俅问┕ざ斐山Y(jié)構(gòu)的破壞，進(jìn)而引發(fā)施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)施工周圍環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，會(huì)增加施工難度，影響施工安全的因素更多，使鐵路隧道施工的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加大[1]。

2.2 地層變形風(fēng)險(xiǎn)分析

隧道在首次開(kāi)挖的時(shí)候地質(zhì)中存在著初始應(yīng)力場(chǎng)，當(dāng)再次開(kāi)挖時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生二次應(yīng)力場(chǎng)，應(yīng)力場(chǎng)的疊加會(huì)產(chǎn)生地質(zhì)的變形，進(jìn)而產(chǎn)生位移，因?yàn)楦郊拥膽?yīng)力使地層發(fā)生了彈性形變。當(dāng)在既有鐵路上進(jìn)行新隧道開(kāi)挖時(shí)，地層中的應(yīng)力變化較為明顯，特別是在隧道的四周，洞門開(kāi)挖時(shí)平衡的應(yīng)力狀態(tài)被破壞，進(jìn)而產(chǎn)生地層的位移。另外，工程施工還會(huì)帶來(lái)水分的滲入，進(jìn)而造成土體的固結(jié)沉降，降水時(shí)可能因?yàn)橥馏w的固結(jié)沉降而造成隧道土體變形量較大，進(jìn)而引發(fā)地質(zhì)變形。在發(fā)生較為嚴(yán)重的地質(zhì)變形，容易引發(fā)坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，而且由于地質(zhì)變形會(huì)引起地層內(nèi)部受力的不平衡，縮短地鐵工程的使用壽命，使其結(jié)構(gòu)更為脆弱。

3 地鐵隧道穿越既有鐵路的風(fēng)險(xiǎn)控制措施

3.1 施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施

在地鐵隧道施工的過(guò)程中，需要注意安全風(fēng)險(xiǎn)的控制，對(duì)于新建地鐵隧道穿越既有鐵路的情況，風(fēng)險(xiǎn)較大，各類控制措施需具有針對(duì)性。首先，在施工之前需要對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，結(jié)合多種因素對(duì)可能存在的施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的預(yù)判。其次，對(duì)地形進(jìn)行實(shí)地勘察，采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，利用勘察資料來(lái)對(duì)地下情況進(jìn)行一定的預(yù)知，可以有效降低施工的風(fēng)險(xiǎn)。還要合理的控制施工中的機(jī)械設(shè)備和施工進(jìn)度，如果發(fā)生了較大的環(huán)境變動(dòng)，例如天氣變化和施工周圍環(huán)境變化等，就要用更合理的方式和進(jìn)度來(lái)進(jìn)行工程的建設(shè)。

地鐵隧道穿越既有鐵路施工過(guò)程中，最好能夠建立有效的風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制，提前準(zhǔn)備好各種施工安全風(fēng)險(xiǎn)的備案。一旦發(fā)生意外情況，如火災(zāi)、爆炸、坍塌等情況，可以有效地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制避免造成，更大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

3.2 地層變形風(fēng)險(xiǎn)控制措施

施工的方法直接影響到施工的效果，對(duì)于下穿既有鐵路的地鐵工程，其施工的方法有盾構(gòu)法、礦山暗挖法。地面注漿控制地表沉降，CRD法和中隔墻法也能很好的控制暗挖地鐵施工沉降。在具體的施工中，采用淺埋暗挖的工藝，支護(hù)選擇結(jié)構(gòu)剛度較小的，可以降低對(duì)地層的約束性，減少地層的移動(dòng)，保證結(jié)構(gòu)的平衡。對(duì)于地層的損失要合理的計(jì)算，超挖部分要及時(shí)回填，通過(guò)注漿來(lái)減少地層的塑性變形，也可以有效的控制地表沉降。另外，由于開(kāi)挖初期的滲水等問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致地層微小顆粒流出，因此要采用抽漿和回填的方式來(lái)進(jìn)行有效的控制，最大化減少地層變形。

地層變形受到多種因素的影響，因此不可能用一個(gè)值來(lái)進(jìn)行限制，在施工的過(guò)程中需要根據(jù)主要影響因素科學(xué)地進(jìn)行預(yù)判，然后結(jié)合施工的實(shí)際情況合理的控制。在施工中，地層的性質(zhì)、覆土厚度和結(jié)構(gòu)斷面的大小等都會(huì)影響到地層的變形，所以要采用輔助的施工技術(shù)來(lái)有效的控制，例如地表注漿、覆土回填和支護(hù)等方式都可以對(duì)地層變形進(jìn)行有效的控制，這對(duì)，提高施工的安全性和保證工程的質(zhì)量有著重要作用。另外，在施工的過(guò)程中還需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，在既有地鐵隧道上布置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，一旦發(fā)生異常問(wèn)題要及時(shí)反饋和處理，最大化降低新地鐵穿越既有鐵路時(shí)造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的影響[2]。

4 結(jié)束語(yǔ)

地鐵建設(shè)對(duì)于緩解城市交通壓力有著較大的作用，當(dāng)前我國(guó)城市化建設(shè)正處于關(guān)鍵階段，社會(huì)對(duì)于地鐵的建設(shè)有著較大的需求。但是由于很多城市都有既有鐵路系統(tǒng)，所以在進(jìn)行地鐵建設(shè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)地鐵隧道下穿既有鐵路的情況，進(jìn)而帶來(lái)一系列的安全風(fēng)險(xiǎn)。從當(dāng)前的實(shí)際情況看，新建地鐵隧道穿越既有鐵路的風(fēng)險(xiǎn)主要有施工安全風(fēng)險(xiǎn)和地層變形風(fēng)險(xiǎn)，本文也結(jié)合這兩種風(fēng)險(xiǎn)針對(duì)性的分析了控制措施，希望可以借此給地鐵建設(shè)提供一定的參考意見(jiàn)，推動(dòng)城市交通的建設(shè)。

[1]段蕾陽(yáng).新建隧道穿越既有地鐵結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律研究[D].北京:北京交通大學(xué),2017.

[2]邱冬煒.穿越工程影響下既有地鐵隧道變形監(jiān)測(cè)與分析[D].北京:北京交通大學(xué),2012.