探究地鐵建設(shè)過(guò)程中的地質(zhì)性災(zāi)害

楊豐碩

摘要：地鐵建設(shè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中不可忽略的重要環(huán)節(jié)，但是地鐵在建設(shè)過(guò)程中的地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素很多，還具有多樣、隱蔽、復(fù)雜以及不確定等方面的特點(diǎn)，本文就以北京的地鐵建設(shè)為例，對(duì)可能導(dǎo)致工程風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境因素進(jìn)行詳細(xì)的分析以及論述處理，并收集在北京地區(qū)中地鐵建設(shè)因?yàn)榈刭|(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)因素產(chǎn)生的真正事故案例，針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入的分析研究，找到可以更為便利控制這些因素的實(shí)用性方法。

關(guān)鍵詞：地鐵建設(shè)；地質(zhì)性災(zāi)害

地鐵的勘測(cè)與建設(shè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中起到不可忽略的關(guān)鍵性作用，但地鐵在勘察與建設(shè)的過(guò)程中難免會(huì)存在多樣、隱蔽、復(fù)雜以及不確定等多種特點(diǎn)，也或多或少存在一定的地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，這些不確定因素都將對(duì)地鐵工程建設(shè)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起到一定的影響，地質(zhì)環(huán)境是我們實(shí)施地鐵工程建設(shè)的重要施工對(duì)象以及施工載體，也是我們就行工程的地鐵建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的主要來(lái)源。本文就以北京的地鐵建設(shè)為例，分析影響地鐵工程施工的程度、方式以及特點(diǎn)，根據(jù)已經(jīng)發(fā)生或可能發(fā)生的事故類型以及風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)來(lái)總結(jié)地質(zhì)環(huán)境的具體影響，從而有針對(duì)性的提出北京的地鐵建設(shè)施工過(guò)程中可能造成影響的地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素以及風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估與建議，最終達(dá)到指導(dǎo)北京地鐵建設(shè)目的，盡可能的避免建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。

一、 影響地鐵施工建設(shè)的主要地質(zhì)環(huán)境因素分析

我們?cè)谶M(jìn)行地鐵施工的過(guò)程中通常采用的方式包括盾構(gòu)法、暗挖法以及明挖法三種，這三種施工方法施工的手法各不相同，容易發(fā)生工程風(fēng)險(xiǎn)的不良地質(zhì)環(huán)境也各不相同，我們針對(duì)三種不同方式進(jìn)行具體的分析。

首先，在盾構(gòu)法的施工手法方面，主要是針對(duì)北京地區(qū)的施工地面上存在的土壓平衡現(xiàn)象，使用這樣的方式進(jìn)行盾構(gòu)，面對(duì)施工過(guò)程中存在的主要問(wèn)題都可以再采取相應(yīng)的輔助性措施后得到相對(duì)完美的解決。另外，對(duì)于隧道的斷面卵石直徑大于一百毫米的底層以及上軟下硬的兩種類型的地層，土壓平衡盾構(gòu)的施工還是存在一定的困難，另外，也尚未找到相對(duì)合理可靠的解決方式，因?yàn)?，我們就最終考慮到使用敞開(kāi)式的盾構(gòu)以及混合式的盾構(gòu)形式進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)分析。其次，在暗挖法的施工手法方面，施工人員經(jīng)常會(huì)遇到一些類似于砂礫土、砂性土、粘性土或者強(qiáng)風(fēng)化基巖等不穩(wěn)定的地層情況，這些類型的地層情況在隧道的開(kāi)挖過(guò)程中常常存在穩(wěn)定的時(shí)間較短，也很容易坍塌，尤其是在面臨含水的透鏡體情況下，施工就容易遭到揭露或者是擾動(dòng)，因而不可避免的會(huì)發(fā)生突發(fā)性的涌水情況，繼而造成較大的危險(xiǎn)。最后，在明挖法的施工手法方面，主要是針對(duì)砂性土的地基來(lái)建設(shè)，在建設(shè)的過(guò)程中，要特別重視對(duì)于地下水的處理，針對(duì)軟粘土的地基處理，都要特別注意圍護(hù)型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性處理，但是，在施工明挖法進(jìn)行施工的過(guò)程中，常常會(huì)碰到不良的地質(zhì)條件，譬如地下水、飽和的粉土以及砂土層，人工的填土層，軟弱的夾層等要特別注意施工的安全性，并針對(duì)這些具體的情況進(jìn)行專項(xiàng)性的設(shè)計(jì)分析。

二、 與地鐵施工的地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素有關(guān)的事故分析

在地鐵施工過(guò)程中由于地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的不同，很容易在各種施工的過(guò)程中出現(xiàn)不同程度的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，譬如，在使用盾構(gòu)法進(jìn)行施工的過(guò)程中，我們可以綜合分析之前已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的事故，發(fā)現(xiàn)主要涉及到地質(zhì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)因素包括上層的滯水、空洞以及松散的土質(zhì)層以及干砂層等，另外，有些隧道工程上面部分很容易存在不明上層滯水，繼而造成下部的地層松軟，一旦盾構(gòu)機(jī)挖掘進(jìn)這個(gè)位置時(shí)，滯水就會(huì)攜帶泥沙從掌子面以及隧道的上方位置流出，從而造成不同程度的地面塌陷，有些隧道的工程上部還容易存在尚未探明清楚的空洞位置，盾構(gòu)機(jī)在挖掘進(jìn)到空洞空間中時(shí)就很容易破壞原有的圍巖的穩(wěn)定性，從而造成盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)栽頭以及地面塌陷等相對(duì)嚴(yán)重的后果，另外，有些隧道工程的上部由于存在人工的填土或者干砂層，盾構(gòu)機(jī)一旦挖掘到這個(gè)位置時(shí)，或者干砂就很容易從掌子面以及隧道的上方流出，繼而造成不同程度的地面塌陷情況。另外，在實(shí)施暗挖法的過(guò)程中，我們也出現(xiàn)過(guò)許多事故，在這些事故過(guò)程中，涉及到的主要地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)包括上層的滯水、砂層的富水、潛水、層間水、相對(duì)松散的土質(zhì)以及地下空洞等。根據(jù)我們的統(tǒng)計(jì)，暗挖法容易引發(fā)的事故分析過(guò)程中地質(zhì)環(huán)境的各項(xiàng)因素有著不同的分布頻數(shù)，上層的滯水頻數(shù)為9，占有相對(duì)比例的百分之三十六，松散土質(zhì)的頻數(shù)為8，占相對(duì)比例的百分之三十二，空洞的頻數(shù)為5，占相對(duì)比例的百分之二十，砂層的頻數(shù)為2，占相對(duì)比例的百分之八，砂層的富水頻數(shù)為1，占相對(duì)比例的百分之四。使用明挖法的方式進(jìn)行地鐵施工也會(huì)造成不同程度的事故，根據(jù)已經(jīng)發(fā)生的事故分析，我們可以發(fā)現(xiàn)這種開(kāi)挖方式涉及到的主要風(fēng)險(xiǎn)因素包括富水的砂層以及粘土的隔水層，許多工程在施工的過(guò)程中發(fā)生的降水不完全現(xiàn)象，砂層相對(duì)比較豐厚，從而容易造成流砂現(xiàn)象，導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)容易發(fā)生變形，地面也會(huì)隨之而發(fā)生沉降，甚至發(fā)生開(kāi)裂。有些工程地層中還存在著粘土的隔水層，外部的水體在發(fā)生下滲后就會(huì)積聚在這個(gè)粘土層中，形成層間的軟弱結(jié)構(gòu)表面，并在實(shí)施開(kāi)挖的過(guò)程中造成土體的滑移現(xiàn)象。在使用明挖法進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中，施工事故的地質(zhì)環(huán)境因素也有各個(gè)因子的頻數(shù)，富水砂層的頻數(shù)為3，占相對(duì)比例的百分之七十五，粘土隔水層的頻數(shù)1，占相對(duì)比例的百分之二十五。

三、 針對(duì)地鐵施工中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行的相應(yīng)措施分析研究

我們?cè)谶M(jìn)行地鐵項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，不僅僅技術(shù)的構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜，還存在很多高、新、尖端的技術(shù)措施，各個(gè)工程的部位、各個(gè)工程的階段以及各個(gè)工種和外界的銜接內(nèi)容很多，在建設(shè)的過(guò)程中常常會(huì)碰到很多相應(yīng)的困難及阻礙因素，特別是在周圍環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的地段中，工程都涉及到在拆遷過(guò)程中對(duì)于周圍環(huán)境、周圍的交通、下面的文物以及地下的管道都有影響，但是，一旦對(duì)周圍地質(zhì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)因素考慮不周全，工程事故的發(fā)生概率就會(huì)大大增加，從而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失以及不良的社會(huì)影響。為了更為高效經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行地鐵建設(shè)，應(yīng)該對(duì)各個(gè)地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，認(rèn)真檢查清楚風(fēng)險(xiǎn)可能產(chǎn)生的主要因素，從而將各種類型的風(fēng)險(xiǎn)遏制在萌芽狀態(tài)，我們還需要盡力做到：

首先，要積極提升對(duì)于北京地鐵施工的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)，動(dòng)員所有參與地鐵建設(shè)的人員對(duì)于這些地質(zhì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行動(dòng)態(tài)方面的管理，唯有從思想上高度重視，采取有力的管理措施，才可以進(jìn)一步規(guī)避與控制可能性風(fēng)險(xiǎn)。

其次，地質(zhì)的環(huán)境因素多少存在復(fù)雜性以及不確定性，因而，我們?cè)谶M(jìn)行地質(zhì)的勘測(cè)過(guò)程中，要做好相應(yīng)的工作，包括要查明斷裂的活動(dòng)性以及其對(duì)于地鐵結(jié)構(gòu)安全性影響；要查明地下空洞的分布、埋藏以及大小等方面的內(nèi)容進(jìn)行專項(xiàng)的勘察處理；要查明地下水與地表水體的水力方面的聯(lián)系；要查明卵石的最大顆粒、卵石的強(qiáng)度以及卵石的含量等內(nèi)容進(jìn)行專項(xiàng)的勘察分析；要查明管線施工回填土的埋藏深度、基本程度、密實(shí)程度以及含水情況等，并且要特別調(diào)研其是否容易形成水囊情況；要針對(duì)地面的沉降以及地鐵的結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行專項(xiàng)的勘察。

再次，要把工程的安全風(fēng)險(xiǎn)因素貫穿在我們進(jìn)行地鐵施工的全部過(guò)程中，對(duì)于區(qū)域中的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及基本的環(huán)境狀況作出合理的評(píng)估，要特別注重對(duì)于施工方面的勘察，按照方案的基本設(shè)計(jì)模式、管理的基本內(nèi)容以及風(fēng)險(xiǎn)源的主要辨識(shí)等進(jìn)行專項(xiàng)的設(shè)計(jì)分析，制定安全的施工方案以及風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策分析，對(duì)工程可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)事故處理要提前做好預(yù)案并及時(shí)做好人財(cái)物方面的儲(chǔ)備工作。

最后，要進(jìn)行施工方案的不斷優(yōu)化完善，從根本上確保工程的安全，不僅要綜合考慮周圍的基本環(huán)境，相鄰的建筑物，地面的交通情況，還要綜合考慮周邊的環(huán)境因素，鄰近的建筑物情況，地面的交通狀況，在工程實(shí)施的過(guò)程中要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控以及信息的反饋處理，從而更為方便我們實(shí)施措施處理，把風(fēng)險(xiǎn)扼殺在搖籃里，輔助地鐵更為準(zhǔn)確的施工。

參考文獻(xiàn)：

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