地鐵換乘車站施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析與措施

摘要

對(duì)于地鐵等城市地下工程的施工，在目前還存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。為保證地鐵換乘車站的順利貫通，本文在分析了在地鐵換乘車站施工過程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合相應(yīng)地鐵換乘車站的特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。通過多施工整個(gè)過程的控制，可以最大限度的降低風(fēng)險(xiǎn)所帶來的影響。

關(guān)鍵字 地鐵換乘車站；風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)；控制分析

引言

目前，對(duì)城市地鐵的車站的建設(shè)通常采用淺埋暗挖的施工方法，這就會(huì)不可避免的造成地層的沉降，而地層沉降則會(huì)導(dǎo)致地下管道破壞、道路路面的破損以及建筑物損壞等諸多的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)施工也會(huì)帶來一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，這也直接影響到了工程的安全，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)手和會(huì)產(chǎn)生較深的影響。目前對(duì)地鐵車站等該類地下工程施工所造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，其主要集中在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法和風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)方法的研究上。其中所利用的主要的方法有層次分析法、專家調(diào)查法、模糊綜合評(píng)判方法等，在該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法過程中只是給出簡單的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避方法和控制措施并不完善，不能形成一套完整風(fēng)險(xiǎn)控制的體系。

1地鐵換乘車站施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的預(yù)測(cè)

1.1換乘車站地墻平接的風(fēng)險(xiǎn)

針對(duì)大連路地鐵換乘車站的特點(diǎn)，將北側(cè)的土體挖除以后，鑿除全部換乘段北側(cè)的封堵墻，轉(zhuǎn)換換乘車站結(jié)構(gòu)的受力體系，分析地墻的有無對(duì)換乘段結(jié)構(gòu)的板、梁、柱等的影響。在將北區(qū)的結(jié)構(gòu)做好，保證地鐵的部分暢通的基礎(chǔ)上，在進(jìn)行南區(qū)的控制。對(duì)南區(qū)進(jìn)行半蓋挖半逆作的措施，結(jié)束以后，鑿除換乘段南側(cè)的地下墻，變換換乘段結(jié)構(gòu)受的力體系，并進(jìn)一步進(jìn)行施工風(fēng)險(xiǎn)的分析，積極采取預(yù)防措施，保證地鐵換乘節(jié)點(diǎn)的順利貫通，并將地墻平接風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

1.2 車站主體暗挖環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

在地鐵換乘車站施工中主要存在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)有以下幾種：

(1) 水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件較差，并且地質(zhì)條件較復(fù)雜。以北京地鐵10號(hào)線的黃莊站為例，該地鐵車站本身所處的底層有粉質(zhì)黏土、中粗砂、粉細(xì)砂、砂礫層、砂卵石等7種，并且各個(gè)地層之間變化頻繁，很多地層多為粉細(xì)砂地層和粉質(zhì)黏土，這對(duì)地鐵隧道的施工非常不利。車站底板的埋藏深度為24.04 m，而地下潛水的水位卻是地下14.18 m，這樣造成對(duì)降水以后的殘余水處理起來較為困難，在施工過程中對(duì)地層產(chǎn)生很不利的影響，從而給施工帶來潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)在地鐵換乘車站的地址范圍之內(nèi)會(huì)存在較多地質(zhì)異常的區(qū)域，使得處理起來難度較大。目前在地鐵黃莊站的施工過程中所探明的不良地質(zhì)體就有空洞、地層松散區(qū)、水囊以及不明構(gòu)筑物等幾種，其中水囊、空洞最為常見。其主要的影響是如果空洞與隧道的距離較近，在施工過程中會(huì)造成地層的擾動(dòng)從而導(dǎo)致其失去穩(wěn)定性，嚴(yán)重的情況下會(huì)引起地層的變形，導(dǎo)致地層塌陷；當(dāng)?shù)貙又写嬖诖罅康目斩磪^(qū)域形成空洞群時(shí)，地鐵施工造成的擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致空洞之間相互連通，造成更大的風(fēng)險(xiǎn)；如果空洞中存在大量的積水現(xiàn)象，施工的擾動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致其穩(wěn)定性的喪失，進(jìn)而容易導(dǎo)致突涌水，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致了隧道坍方、冒頂?shù)仁鹿剩@樣給地鐵的施工帶來了很大風(fēng)險(xiǎn)。

2 地鐵換乘車站施工風(fēng)險(xiǎn)控制

2.1地鐵換乘車站施工風(fēng)險(xiǎn)控制思路

針對(duì)地鐵等地下工程的修建特點(diǎn)，風(fēng)險(xiǎn)控制體系的建立要考慮到整個(gè)工程建設(shè)的過程，包括工程施工前的評(píng)估、施工過程中的評(píng)估控制以及施工以后的評(píng)估、修復(fù)。主要包括以下幾個(gè)方面：

(1)對(duì)現(xiàn)有地鐵車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)和現(xiàn)狀評(píng)估。在該過程中所考慮的主要因素有主要現(xiàn)有構(gòu)件的殘余強(qiáng)度，對(duì)其在在變形模式下的安全性進(jìn)行分析，從而確定既有結(jié)構(gòu)的極限承載力，通過考慮各種綜合性因素來制定相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)。

(2)對(duì)施工可能的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)以及確定施工的方案。在可行性施工方案的基礎(chǔ)上來對(duì)施工可能造成的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而確定對(duì)施工造成最小影響的施工方案。在不能控制施工過程所帶來的影響時(shí)候，可以考慮對(duì)既有的機(jī)構(gòu)和地層采取相應(yīng)的處理措施。例如采取注漿加固。當(dāng)附加影響不能符合整體的控制要求時(shí)，為保證中提控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可以采取“過程恢復(fù)”等手段。

(3) 制定過程控制方案并實(shí)施。在既定的施工方案系，可以采用變位分配原理，分解應(yīng)力或者沉降的控制目標(biāo)，對(duì)各個(gè)階段的控制目標(biāo)進(jìn)行明確，對(duì)各個(gè)階段控制指標(biāo)的分配要考慮工程特點(diǎn)、既往經(jīng)驗(yàn)以及理論分析等各個(gè)方面。

(4)監(jiān)控及信息反饋。在施工過程中對(duì)所用的部位都進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)很難達(dá)到，因此為保證施工的安全進(jìn)行可以根據(jù)控制重點(diǎn)和工程的特點(diǎn)，選取關(guān)鍵的部位實(shí)施來對(duì)其實(shí)施全過程的監(jiān)測(cè)，同時(shí)應(yīng)該將監(jiān)測(cè)的信心及時(shí)的進(jìn)行反饋。然后根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，并結(jié)合施工過程的特點(diǎn)，通過分析對(duì)地鐵車站的施工做出安全性的判斷和評(píng)價(jià)。這樣可以為施工提供各種措施，更為緊急時(shí)做出預(yù)案處理提供依據(jù)。

(5)工程施工后的評(píng)估以及對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的修復(fù)。地鐵類地下工程的實(shí)施，不可避免的會(huì)對(duì)對(duì)既有的結(jié)構(gòu)造成一定的影響，或?qū)Y(jié)構(gòu)的功能造成影響。因此，應(yīng)該對(duì)施工過程中所造成的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。然后根據(jù)所造成的影響，對(duì)工程的恢復(fù)程度、可行性以及經(jīng)濟(jì)性做出有效的評(píng)估和分析，并制定相應(yīng)的方案。

2.2地鐵換乘車站施工風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

在對(duì)地鐵換乘車站的風(fēng)險(xiǎn)控制時(shí)，針對(duì)地鐵車站所存在的主要問題，所采取的 措施是對(duì)不良地質(zhì)體記性綜合的處理。針對(duì)主要存在的空洞和富水等情況，采取的新控制處理技術(shù)有：

(1)空洞區(qū)地方處理方案。對(duì)空洞進(jìn)行處理時(shí)，對(duì)空洞的區(qū)域?qū)嵤┧酀{填充的措施，同時(shí)對(duì)空洞的周邊采用注漿加固的措施。在對(duì)空洞周邊進(jìn)行注漿時(shí)，一般采用導(dǎo)管注水泥的方式，以防止?jié){液量的擴(kuò)散過大。對(duì)于黃莊站針對(duì)不良地質(zhì)體首次采用探測(cè)及處理相結(jié)合的綜合技術(shù)。根據(jù)施工過程中所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)的不良地質(zhì)體采取相應(yīng)的控制措施。有關(guān)的數(shù)據(jù)證明對(duì)有關(guān)的部位實(shí)施加固處理起到了良好的作用。

(2)富水區(qū)的處理方案。在對(duì)富水區(qū)進(jìn)行處理時(shí)首先應(yīng)該探明該滯水區(qū)域內(nèi)是否存在水源補(bǔ)給，明確周邊管線的影響。例如對(duì)于污水管線滲漏水、雨水等情況應(yīng)該首先采取的措施是對(duì)管線進(jìn)行防水處理、清污；對(duì)于自來水管道首先采取的措施是堵漏處理，在處理以后繼續(xù)向下打孔到砂層，然后埋設(shè)注漿管，將剩余的滯水通過注漿管引至砂層，將淺層水分疏干，為改善地層條件可以同時(shí)對(duì)滯水區(qū)域采取注漿加固處理。

結(jié)論

在針對(duì)大型的地鐵換乘車站施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，采取施工前的評(píng)估預(yù)測(cè)、施工方案的制定、施工后的評(píng)估修復(fù)，可以對(duì)存在于地鐵換乘車站施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制，采取的措施有對(duì)不良地層體采用綜合處理技術(shù)等，從而保證地鐵換乘車站的順利貫通和施工安全。對(duì)于地鐵換乘車站的風(fēng)險(xiǎn)控制還需要綜合考慮各種因素的影響，才能夠進(jìn)行有效的控制。

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