地鐵施工對鄰近建筑物安全風險管理

■趙鳴川 ■中煤邯鄲中原建設監理咨詢有限責任公司，天津 300113

隨著城市化進程的加快，城市地鐵、輕軌等重要交通方式迅速發展起來，推動隧道工程建設進入了一個新的時期。為了使城市交通壓力得以緩解，并使城市停車、集貿、供水、供電等項目用地得以有效開發應用，人們加大了對地下空間的開發與利用。但是，隨著建設的推進，在開展地下工程當中，在管線布設復雜、建筑物密集的市中心進行地鐵施工建設容易出現地面沉降等問題，威脅周圍建筑物的安全。為此，在施工前必須對地鐵周圍建筑物構造、形態、價值、利用方式等綜合評價，并要做好監控測量工作，按照測量的結果對建筑物做出綜合性的評價與分析［1］。

1 建筑物施工安全風險評估

1.1 地鐵施工地表沉降預測

1.1.1 降水影響

在施工降水過程中，要首先進行地質勘察工作，并對勘察的結果進行分析，由此對當前的不安全水位以及降水深度進行考慮;對能夠使地面沉降發生率減小的方案進行選擇;對因為降水導致的地層沉降值進行預算;如果地鐵周圍有非常大型的建筑物，并且安全風險較大，應制定出專項的降水方案。

1.1.2 暗挖施工的影響

在實施暗挖過程中可以使用專業化的三維數值模型對某個施工過程進行模擬，并要在此基礎上對建筑物的基柱等影響因素進行分析;利用專業化的數值模型對已有的測量數據進行標定;再利用標定好的數值模型對施工工序進行預測分析［2］。

1.2 制定地表沉降控制標準

在地鐵施工過程中，為了避免沉降對周圍建筑物產生過大影響就要做好沉降標準控制，但是當前的沉降控制標準不是非常統一，但還是要遵循一定的規定指標，在實施暗挖過程中，地表的沉降參數值要控制在20 毫米范圍內。但是在實際開挖中，通過對不同區間地表出現的沉降顯示，出現的沉降值明顯高于20 毫米，這是對我國北京地鐵12 個暗區沉降值分析統計后的結果，并且在對4 號線車站的多個測量點的沉降進行考察以后顯示沉降值明顯超過了30 毫米，但是周圍的大型建筑物卻沒有受到影響［3］。由此，在對地表沉降控制標準問題進行分析時，要考慮到周圍的環境因素。

隧道在開挖過程中，建筑物出現不同程度的變形或者是沉降是不可避免的。因為地基的分布不夠平均造成的變形如果是砌造而成的承重結構，則要對局部的傾斜做好控制，承重結構墻基礎點與沉降比值為:壓縮性土是0.003;對框架結構與其相鄰的基柱沉降差進行有效控制，并且單層的基柱沉降量是100 毫米，而框架結構干縮性土質的沉降差是0.003L［4］，高壓縮性的土質沉降差為0.004L;而對于一些高層建筑來說，其傾斜的值控制標準如下表1、2 所示。

表1 高層建筑整體傾斜允許值

表2 高聳結構基礎傾斜允許值

2 建筑物風險控制措施

2.1 施工過程的監測

在對建筑物風險進行控制過程中，監控測量是非常重要的手段，可以應用監控測量對地下工程信息進行優化設計。鑒于地鐵施工必然會對周圍建筑物產生非常大的影響，容易使建筑物出現斷裂、坍塌等安全問題。為此，將建筑物的監控測量作為風險評估的重要手段是非常重要的。要在建筑施工中開展全程監測以便及時做好報警工作，做好對建筑物的評估，降低安全事故的發生率。可以應用多種監測預警方式，比如，預警值、報警值以及限制值等控制方式:(1)預警值能夠在建筑物出現破壞前達到最大沉降值，各個監測預警的指標都控制在50%。(2)報警值能夠在沉降值接近控制值時采取必要的手段進行控制，其極限值是70%。(3)極限值是指在施工中能夠產生的最大沉降值，一旦超過了這個最大值，建筑物就會出現破壞。通過監測，如果上述其中一個指標超過了極限值或者是已經接近極限值時就要終止施工，采取有效手段解決。

2.2 施工過程中的控制方法

通過上面的論述可以知道，在完成了對各個基柱沉降的控制以后，就要選擇有效的施工方法，做好施工當中的沉降控制，確保沉降控制在標準范圍內。

2.2.1 施工工法的優化

可以選擇幾種科學的施工工法對其數值進行計算，并由此將最有效的施工工法確定下來;如果需要輔助措施，則要采用最佳的輔助方法。

2.2.2 施工當中的沉降控制

施工中的沉降控制是非常重要的一項內容，必須確保每一個工序都能得到嚴格控制，尤其是要控制好水平位移以及地表的沉降值，并最終使其全部符合標準。具體步驟為:(1)結合對現場調查結果、施工經驗，在各個參數值符合建筑物結構承載前提下，對技術指標進行綜合考慮，并最終將總的控制指標確定下來。(2)在完成了上述內容以后，就要結合具體的施工工法，將各個工序的控制目標確定下來，結合施工原理、施工經驗，對相關數值進行計算。(3)在具體施工過程中，必須嚴格按照施工規律以及順序開展，如果前一道施工工序沒有控制在標準內就進行下一步的施工將容易使下一道工序的參數無法控制到位，將額外增加調整的費用以及人力等，為此，調整好每一個工藝參數，使其控制在標準范圍內是非常重要的。

2.3 做好建筑物的加固處理

在施工前，要對水泥漿、混凝土等原料做好選擇，并嚴格按照注漿工藝進行注漿、隔離樁等施工，做好建筑物的基托加固處理;如果建筑物的基礎是樁，則要在各個柱之間進行注漿處理，由此將墻外側的土體加固，密實度也能提高，還增加了柱地的承重能力。但如果樁基過短，則要在地面打上深樁，并用鋼筋將承臺擴大處理，這樣可以將樁基上的部分承重負荷轉移到深樁位置處，使深樁的總承重負荷能力增強，分擔短樁的荷載，共同抵御變形。

3 結束語

本文主要對地鐵施工中對鄰近建筑物產生的安全風險進行了評估，可見，在地鐵施工過程中，降水與暗挖施工都會對建筑物產生非常大的影響，容易使建筑物出現變形、沉降、裂縫甚至坍塌等問題。為此，在施工當中，做好對建筑物的監測預測，及時針對其存在的危險進行處理是非常有效的方法，此外，在施工中嚴格按照施工控制標準操作各項工序也是降低周圍建筑物出現安全風險的關鍵。

［1］駱建軍，張頂立，王夢恕等.地鐵施工對鄰近建筑物安全風險管理［J］.巖土力學，2010，28(7):1477 -1482.

［2］高李鵬.城市地鐵施工引起地層位移對鄰近建筑物的風險研究［J］.城市建設理論研究(電子版)，2015(4):2821 -2822.

［3］楊培偉.地鐵盾構隧道施工對地層及鄰近建筑物影響的數值模擬［D］.武漢理工大學，2010.

［4］秦東平，何平，李宇杰等.明挖地鐵車站工后沉降對鄰近建筑物的影響分析［J］.中國鐵道科學，2011，32(5):83 -89.