浅埋暗挖法地铁隧道施工安全风险管理分析

发表时间：2014-12-17T10:41:48.513Z 来源：《价值工程》2014年第7月下旬供稿 作者： 董延昭

[导读] 其中浅埋暗挖法起源于1986 年北京地铁复兴门车站折返线工程，目前在各地地铁建筑中被广泛推广应用。On Safety Risk Management in Shallow Tunneling Method Metro Tunnel Building

董延昭淤DONG Yan-zhao曰肖昱淤XIAO Yu曰王腾于WANG Teng（淤石家庄市轨道交通有限责任公司，石家庄050000；于石家庄铁道大学，石家庄050043）（淤Shijiazhuang Metro Co.，Ltd.，Shijiazhuang 050000，China；于Shijiazhuang Tiedao University，Shijiazhuang 050043，China）

摘要院论文在分析浅埋暗挖法施工安全管理现状的基础上, 提出了浅埋暗挖法地铁隧道施工安全风险管理的重点内容。

Abstract: The present situation of safety management in shallow tunneling method process is analyzed, the major factors of safetyriskmanagement in metro tunnel building is proposed.

关键词院浅埋暗挖法；隧道；安全风险管理Key words: shallow tunneling method；tunnel；safety risk management中图分类号院U455 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）21-0126-030

引言自2009 年以来，我国城市轨道交通快速发展，预计至2020 年我国城市轨道交通线路总长度将达到6100 公里，各地也掀起了城市轨道交通建设的高潮。在地铁建设中，根据地质和外部环境情况，经常采用浅埋暗挖法、盾构法等施工工法。其中浅埋暗挖法起源于1986年北京地铁复兴门车站折返线工程，目前在各地地铁建筑中被广泛推广应用。

尽管浅埋暗挖法施工技术已经比较成熟，但由于地质条件以及施工的配套技术不足等问题，发生过很多安全事故，本文结合石家庄地铁建设，根据作者多年从事地铁建设的经验，对浅埋暗挖法地铁隧道施工中的安全管理问题进行研究。

1 当前浅埋暗挖法地铁隧道施工安全风险管理中存在的主要问题浅埋暗挖法是针对软弱围岩地层，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和锚杆喷射混凝土作为初期支护手段，遵循“新奥法”理论，按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字原则，结合相关配套技术，进行隧道施工的施工方法。根据对各地浅埋暗挖法施工中安全事故的分析，当前浅埋暗挖法施工安全风险管理中主要存在以下问题：1.1 前期准备方面的问题由于各地建设环境的差异，目前浅埋暗挖法并没有统一的施工工艺，配套施工工法也不尽相同，需要根据项目具体情况进行施工工艺设计，但在实际工作中，并没有完全做到因地制宜的设计施工工艺，主要表现在施工工艺、施工方案部分内容不能满足工程实际的需要，未发挥其对实际施工的指导作用。

1.2 施工过程管理问题在完善施工方案的基础上，施工过程中严格按照施工方案执行是保证施工安全的关键，但在实际工作中存在未按照施工方案实施或变更管理不严格等情况。如上海地铁4 号线的透水事故的原因之一就是由于施工方变更施工顺序。施工过程中的安全管理问题还表现在对施工地质情况管理不足，不能及时掌握施工地质情况。

1.3 施工安全风险管理体系方面的问题按照国家相关规范要求，施工项目要建立安全管理体系，配备相应的安全管理人员，但是实际工作中并没有按要求实施，主要表现在：安全管理体系未发挥应有的作用，安全管理人员不足等，这在一定程度上影响了项目的安全管理。 2 浅埋暗挖法地铁隧道施工安全风险管理要点根据石家庄地质情况和建设环境，在部分路段的地铁隧道施工中采用浅埋暗挖法，针对在浅埋暗挖法安全风险管理中存在的问题，结合本文多年工作经验，分析石家庄地铁隧道浅埋暗挖法施工中的安全风险管理要点。

2.1 施工准备期的安全风险管理要点浅埋暗挖法施工前，根据工程地质、覆盖层厚度、结构断面、地面环境等确定开挖方法与程序、支护方法与程序、监控量测方案、局部不良地质情况的处理预案和相应的安全技术措施等，制定科学的施工程序，编制施工组织设计。施工组织设计应按照规定由施工单位组织专家论证，企业技术负责人签字报监理审批。施工准备期的安全风险管理主要包括以下三个方面的内容：淤识别地质、环境安全风险。在认真分析岩土工程勘察与环境调查资料、地质踏勘、环境核查及空洞普查的基础上，对地质、环境安全风险因素和上覆松散填土等地质条件复杂、下穿地下管线等环境条件复杂的部位进行识别，分析可能带来的安全风险。地质安全风险主要识别不良地层、地下水、空洞等因素，分析上述地质因素对施工的影响及可能带来的安全风险，包括地下水难以控制处、土质软弱处等。环境安全风险主要识别地上、地下环境等环境因素，分析工程施工、环境的相互影响及可能带来的安全风险，包括紧邻的古迹或建筑物、周边建（构）筑物荷载差异较大部位、紧邻地下重要管线、紧邻地下污水管线、紧邻水源、邻近施工等。

于分析重点施工工艺的安全风险。在认真学习设计文件的基础上，对超前支护施工工艺、支护体系施工工艺，主要分析工程地质、水文地质、空洞等导致地层加固、超前支护施作困难、工作面开挖涌水、坍塌等的安全风险；以及邻近工程、地下障碍物、地下管线、地表水体等导致超前支护施作困难、效果不明显、工作面开挖漏水、漏砂、坍塌、破坏管线等的安全风险；对开挖工艺，主要对开挖方法、开挖进尺、台阶长度、台阶坡度、初期支护结构施作、临时支撑、小导管注浆等工艺及设备引起地层扰动、地下水、空洞、地面沉降、塌陷、地下管线破损等的安全风险进行分析；对地层加固及超前支护施工工艺，主要对施工工艺及设备引起地层扰动、空洞、周边建筑物振动、施工噪音、浆液污染、地下管线破坏、地下建/构筑物破坏等的安全风险进行分析；对降水工艺，在分析降水方案、工艺参数等实施的重、难点的基础上，主要对降水施工引起地面沉降、构筑物沉降、降水不到位、工作面渗漏水等安全风险事件发生的可能性及严重程度进行评估。

盂评估施工组织的合理性。对施工单位的组织管理进行评估，包括施工部署、施工准备、安全风险管理体系。施工部署主要对施工场地布置、施工任务划分、施工顺序、施工总体方案、“四新”技术、组织机构等的合理性进行评估。

评估施工设施、临时设施、临时材料堆放、构件及钢筋加工场地等是否按照浅埋暗挖法施工场地布置原则布置在施工影响区以外、不干扰其它施工；评估施工工艺流程、单项工程施工方法、施工顺序等是否满足施工技术要求；评估施工组织机构、人员配备情况；评估技术准备、施工现场准备及抢险物资准备等的落实情况。评估项目部安全风险管理体系主要包括安全风险组织机构、专职安全管理人员配置、安全生产管理制度、安全生产监督管理措施、安全生产教育情况等是否满足施工组织设计要求。

2.2 施工过程安全风险管理要点施工过程中抓好两大工序控制，一是开挖，二是衬砌。开挖是地铁隧道施工的关键环节。开挖作业要力求减少超挖，确定隧道或台阶幅员规整，并尽量采用大断面或较大断面开挖，以减少对围岩的扰动。其关键是落实“十八字”方针；在各环节中，管超前和严注浆是关键，短进尺、强支护和早封闭是核心，勤量测等是重要辅助手段。施工过程的安全风险管理范围一般为洞内隧道工作面2-3 倍洞径。在施工过程中，规范作业，优化施工步序，合理安排工序衔接。具体管理内容包括以下四方面：淤施工开挖面地质安全风险管理。主要包括：第一，土层性质及稳定性：土质性质及其变化情况；土质密实度、湿度、颜色等性质、分布情况，与地质勘察及踏

勘结果和设计条件的差异情况。第二，开挖面土体渗漏水情况：渗漏水量、气味、颜色、是否伴有砂土颗粒、发生位置、发展趋势等。第三，工作面坍塌：坍塌位置、坍塌体大小、发展趋势、塌落原因等。第四，降水效果：抽降水控制效果、降水井井位、出水量及含沙量、变化情形及持续时间、附近地面沉陷情况等。

于支护结构体系安全风险管理。主要包括：第一，支护体系施作及时性情况。涉及渗漏水情况：渗漏水量、水质、颜色、气味、是否伴有砂土颗粒、发生位置、发展趋势等；支护体系开裂、变形变化情况：初期支护扭曲变形部位、变形程度、发展趋势、可能后果等，喷混凝土出现裂缝及剥离长度、位置、宽度、发展趋势、可能后果等，以及临时支撑脱开:包括发生位置、周边变化、可能后果等。第二，支护体系施工质量缺陷：涉及初期支护施工缺陷:包括拱架架设缺陷、挂网、喷混凝土施工缺陷；拱架架设缺陷:观察拱架材料、拱架间距，拼装是否在允许误差内，挂网、纵向连接筋焊接是否符合要求；挂网、喷混凝土施工缺陷:钢筋网铺设，喷混凝土工艺流程、一次喷射厚度、网喷支护隧道轮廓尺寸允许偏差等；临时支撑安装拆除缺陷:临时支撑材料、安装时机、螺栓连接、焊接、挂网、连接筋焊接、钢筋结点连接、喷混凝土不符合规定；拆除时机、拆除范围、后续工序等；下台阶及仰拱施工缺陷:是否紧跟工作面等；特殊断面缺陷:包括特大断面、易出现安全风险部位支护结构出现施工缺陷的位置、发展趋势、可能后果等。第三，支护体系拱背回填情况：拱背是否存在空洞，空洞有无回填，回填所用材料是否符合要求，回填是否密实等。

盂周边环境安全风险管理内容。主要包括：第一，周边建构筑物：建构筑物开裂、剥落，地下室渗水。第二，周边既有线路：结构开裂、剥落，结构渗水，道床结构开裂，变形缝开合及错台的发展趋势。第三，周边道路：地面开裂，地面沉陷、隆起，地面冒浆/泡沫。第四，周边地下管线：管体或接口破损、渗漏，检查井等附属设施的开裂及进水。周边邻近施工情况。

榆特殊施工工序和关键部分管理内容。主要包括：变线段隧道施工，折返线断面变化多，工法转换较为频繁，结构跨度大，施工较为复杂，隧道结构的拱顶土体自稳能力差，而在渡线段，左右线间的狭窄柱较薄，在施工的多次扰动下，极易引起隧道的坍塌，如何在渡线段施工中顺利的实现工法、断面的转换过渡，和确保该段结构及狭小土柱的稳定是施工的重点和难点。在这些特殊施工工序或关键部位，应加强安全风险分析，并增加巡视频率。

2.3 施工安全风险管理体系从以下方面加强安全风险管理：第一，施工人员、设备、应急物资等资源到位情况：是否按照要求组织人员、设备、应急物资等资源到位。第二，安全防护措施落实情况：作业人员安全防护用品、设施、文明施工等安全保护措施落实情况。第三，设计文件落实情况：超前支护施作，开挖支护施作，交叉施工工序是否满足设计。第四，施工组织设计及施工专项方案落实情况：土方开挖、出碴、支护结构施作、超前支护施作、注浆、降水等是否满足施工组织设计及施工专项方案要求。第五，是否存在违章作业情况：即土方开挖、支护结构施作、超前支护施作、临时支撑安装及拆卸、注浆、降水等工序、工艺、工种是否遵守操作规程。第六，完善应急管理体系：根据工程特点建立统一领导、分级负责的应急组织体系，制定切实可行的应急方案，配备必要的应急物资等。第七，强化作业面的施工过程管控。在每个施工竖井场地配备不少于3 名有隧道施工经验的技术管理人员，保证作业面24 小时有技术人员跟班作业，监督和指导劳务作业人员的施工。

3 结论通过对地铁隧道工程浅埋暗挖法施工中的安全管理问题及安全管理要点的分析可以看出，在浅埋暗挖法法的应用中，要针对工程的设计情况，从前期准备、施工过程、安全管理体系等方面，针对不同问题，采用不同的安全管理措施，有效控制施工中的安全风险问题，为施工安全和工程质量提供保障。

参考文献院[1]中华人民共和国建设部.地铁及地下工程建设风险管理指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.[2]住房与城乡建设部.城市轨道交通地下工程建设风险管理规范[S].GB50652-2011.[3]崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京:科学出版社，2005.[4]李作恒.公路工程施工安全事故分析及管理控制[J].石家庄铁道大学学报（社会科学版），2010(1):43-45,93.[5]刘维庆，臧耐娟.城市轨道交通项目风险预警体系[J].石家庄铁道大学学报（社会科学版），2012(2):9-11,17.[6]于少辉.城市地铁浅埋暗挖法施工安全巡视工作要点[J].山西建筑，

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