城市轨道交通暗挖隧道施工安全的探讨

　　摘要：随着城镇化进程的快速发展，城市地面交通压力逐步上升，如何通过城市地下空间的发展以改善交通压力成为一个重要问题。因此，做好城市地下空间建设的质量控制工作至关重要。为有效控制环境风险、降低城市轨道交通暗挖施工对周边环境安全的影响，结合城市轨道交通暗挖隧道涌水导致塌方事故的分析，从勘察设计、地下水处理、风险评估、信息化施工等方面提出预防城市轨道交通暗挖隧道塌方的措施建议，以期为类似工程设计、施工及管理提供参考。

　　引言

　　隧道工程在施工中易受到不良地下环境以及地质条件的影响，多采用浅埋暗挖法，控制工程建设安全。隧道工程建设中实施浅埋暗挖法，需要加强对其工艺特性以及施工工艺的研究，充分了解和掌握浅埋暗挖法在隧道工程施工中的结构承载方式、支护结构特点以及开挖方式等，为浅埋暗挖法实施提供可靠的工程测量监控方案，使其满足隧道工程施工的标准，关于浅埋暗挖法隧道施工技术内容以及技术控制要点等均需从工程实践的角度展开综合研究与探讨。

　　1 浅埋暗挖法的施工原理

　　浅埋暗挖法是一种比较成熟的施工技术，主要被应用于软弱地层的地下工程施工中。这一施工技术的基本原理为：在软弱地层进行地下工程施工中，由于其围岩自承能力相对比较差，在工程开挖的初期，可通过初期支护的方式，对基本的荷载进行承担。在此基础上，并进行二次支护，使其作为安全储备。同时将初期支护和二次支护共同进行荷载承担。同时，利用辅助工法进行超前支护，并对围岩进行加固，不断提升其自承能力。另外，在施工过程中也会使用到多种开挖方法，结合支护措施来形成工程闭环，形成稳固的支护体系，确保隧道施工活动的有序展开。

　　2 浅埋暗挖法的应用现状

　　（1）初期支护刚度要求大。浅埋暗挖法技术适应在城市交通运输繁忙、地面建筑密集的区域进行施工，其需要在初期进行支护刚度的调节，以提高城市地表的承载能力，降低地下浅层施工对城市地表面积及管道的破坏性。（2）施工速度慢。由于浅埋暗挖法要考虑地表施工岩层的承载能力，其在应用前，需要进行大量检测工作，导致施工速度慢。（3）高水位地层结构防水较困难。

　　3 城市轨道交通暗挖隧道施工安全的措施

　　3.1 准确的地质勘查

　　城市轨道交通暗挖隧道是典型的地质环境工程，地质环境条件是控制地下环境工程安全的首要关键因素。坍塌的形成与地质环境的优劣联系紧密，恶劣的地质环境条件会直接造成坍塌，而地质勘查的科学性、准确度，对于防止隧洞的坍塌又起着举足轻重的作用。在部分工程项目中，因勘探费用、勘探技术和方法等原因，地质勘查工作较粗略，难以提供详细的地质学资料作为准确的设计依据，给暗挖隧道设计方案乃至后续施工造成了影响。因此，做好细致合理的地质学勘测工作十分必要，为设计阶段的支护设计提供依据。建议根据准确的地勘报告，在工程设计时做好最优预测的选线工作，编制基于地质条件的设计方案或措施，从而使专项设计对塌方的预防具有针对性。

　　3.2 监控工作完善

　　监控工作的完善对浅埋暗挖法技术在城市地下空间施工应用中的沉降数据监测具有重要的作用，因此，应做好浅埋暗挖法技术在城市地下空间地下施工中的监控工作。结合城市地下空间工程施工质量要求，及时发现浅埋暗挖法在实际应用中存在的问题，提出解决措施，降低城市地下空间工程施工现场的风险，使沉降量在可控范围之内，保证城市地下空间施工的安全。

　　3.3 做好超前支护工作

　　（1）在工程施工时，需要尽力扩大支护范围，尤其是工程中不良地质区域，需要对其进行重点处理，以此来提高地表沉降处理结果的可靠性。（2）工程中的特殊部位，会使用双层超前小导管对其进行处理，对于浆液拌和比例、注浆压力等参数进行控制，使得隧道内土体与浆液可以保持互相渗透的状态，等待其固结之后可以形成硬塑黏土，起到更好的固结作用，提升结构自身的承载力。

　　3.4 防止钢筋锈蚀

　　隧道浅埋暗挖施工过程中必不可少会利用到钢筋材料进行支护和加固处理，而钢筋腐蚀问题的发生会大大降低结构的承载力和强度，所以防止钢筋腐蚀也就成为浅埋暗挖施工质量控制的一大要点，详细如下：第一，钢筋材料运用过程中要在表面涂抹防护层，延缓钢筋腐蚀生锈问题的出现；第二，钢筋运输过程中要做好相应的防护管理，对于运输温度、湿度等因素进行有效控制；第三，做好钢筋材料的定期管理，运用钢筋之前，要定期检测，做好预防处理；运用之后要定期检查，对于腐蚀部件要及时更换，防止腐蚀问题的进一步扩大，影响到施工技术的运用效果。

　　3.5 信息化施工

　　（1）监控量测。施工监测能够及时了解岩层的变动状况，通过对各种监测数据的收集，可以发现并分析岩层的变动数值和变化趋势，并作为施工是否安全的判断依据。为了控制风险，通过监测数据，在速率变化和累积沉降等方面进行监控，若出现沉降苗头适时发出预警提示；当风险事件出现后，也能够利用监测数据确定或判断事件性质和责任。（2）超前地质预报。超前地质预报在暗挖隧道施工中是一项行之有效的措施。从前述案例中可以发现，城市轨道交通的塌方，部分是由于遇到了不明地下涌水所导致。这种地下涌水大多是现况管线的渗漏水，特别是年代久远的废旧管线，在施工开挖时易出现突然涌流进而引发塌方事故。因此，通过超前地质预报，可以通过岩层的含水量变动及时发现问题，并提前根据开挖的实际情况采取加密注浆等措施，降低地下水影响的风险。

　　3.6 风险性评估

　　对于大型地下暗挖工程项目应开展风险性评估。此种评估应考虑在规划、可行性研究阶段实施，在后续的设计和施工中，应对该项目开展更有针对性的风险性评估。在进行风险性评估时，须考虑的要素包括风险时间、风险点、风险点影响范围、风险预警值、风险预防对策和防范措施、抢险预案等。降低暗挖隧道施工安全风险，特别是预防隧道塌方，最重要的环节之一是在暗挖工程中对建设项目的安全状况及项目周边的环境风险进行动态跟踪和实时监控，并进行预警、信息反馈和针对性处置。同时，依据专项设计和专项施工风险控制措施，对暗挖工程涉及的重点部位和周边的高环境风险因素(如地表沉降或隆起、建(构)筑物下陷和倾倒、隧道影响区域内的地下管线沉淀量和差异沉降、桥梁墩台沉降与差异沉降等)开展第三方监测、现场巡视和动态评估，保证对环境风险管控的针对性和实效性。

　　4 结束语

　　综上所述，建立截排水工程，可以减少地表水或地下水负面影响，做好超前支护工作，能够确保隧道工程作业期间上部结构稳定性。通过采取恰当措施来提高地面沉降控制效果，能够更好地发挥出浅埋暗挖法的应用价值，提高隧道工程的作业安全。

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