王恩波 侯博元
(1.陜西工業職業技術學院 712000;2.北京安捷工程咨詢有限公司 100037)
進入新世紀以來,我國城市軌道交通的發展速度不斷提升,目前,成為軌道交通已經成為城市居民的主要出行方式之一,各個城市的軌道交通建設力度也在持續加強。在地鐵項目建設中,隧道施工最常采用的方法包括淺埋暗挖法、盾構法等,其中淺埋暗挖法的技術發展雖然已經比較成熟,但在具體應用的過程中,常常因地質因素或是配套技術的影響導致安全事故,因此對施工安全風險管理進行探究具有重要意義。
近些年來,我國城市地鐵建設的規模越來越大,由于經驗積累不足,加之建設周期較短,因此經常有事故發生,造成了較為惡劣的社會影響。作為地鐵隧道施工中最常用的方法,淺埋暗挖法的實施會受到許多因素的影響,其中包含隧道上部土層覆蓋厚度、地面建筑設施密集度、地下管線分布等,這就要求施工單位在具體施工中不僅要對施工方式進行合理的選擇,同時要應采取一定的輔助措施保障巖層的穩固性[1]。尤其是在隧道施工中,爆破產生的振動很可能會對周邊建筑造成損害,甚至威脅到城市居民的人身安全,基于此,必須盡可能的加強安全風險管理。
若是采用淺埋暗挖法進行地鐵隧道施工,不能只單純的考慮埋深,因為暗挖隧道對于環境條件有著較高的要求,因此通常情況下,在隧道深度和寬度之比杜低于 1.5時才應進行淺埋。同時,在開挖作業前,要采用超前支護提高地層結構的穩定性,而且在初次支護后要及時進行二次襯砌。總體上而言,淺埋暗挖法施工的特點主要包括以下幾個方面:其一,地質情況復雜多變,難以準確預測。其二,施工現場周邊的環境較為復雜。其三,施工方法選擇具有多樣性。其四,開挖方式靈活,基本上不會受到斷面情況的限制。其五,風險管理難度較高,爆破開挖的及時控制難度較高。其六,施工作業對地面交通、周邊商業活動以及居民生活產生的影響較小。
在地鐵隧道施工中,淺埋暗挖法比較適用于軟弱圍巖地層區域,它能夠對地址條件進行良性改造,對地表沉降進行有效的控制,因此對周邊客觀環境的影響較低。但是爆破開挖施工技術控制方面存在的問題也帶來了一定的安全風險。因此在實際施工中安全風險管理十分必要。結合近些年來我國工程實踐來看,淺埋暗挖法地鐵隧道施工安全風險管理存在的主要問題有以下幾點:
由于我國各地區的建設環境差異較大,因此淺埋暗挖法的應用并未形成統一的施工工藝,因此采用的配套施工工法也各有不同,設計人員必須結合項目實際情況對施工工藝進行科學合理的設置,使其與工程實際形成良好的契合。但在實際工作中,很多地鐵項目的施工工藝設計都未貫徹落實因地制宜的原則,以至于施工工藝、施工方案和工程實際存在沖突之處,埋下了安全隱患。
除了保障施工方案的科學可行之外,在地鐵隧道淺埋暗挖施工的過程中,還應保障施工單位嚴格按照施工方案的內容及要求開展作業,如此才能保障施工活動安全有序的開展。但結合實際情況來看,很多項目施工都存在變更管理不嚴格的情況,以至于施工方案實施情況十分不理想。例如,在上海地鐵 4號線施工過程中出現的透水事故就是施工順序變更造成的[2]。除此之外,施工地質情況管理不足也引發了一定的安全問題。
根據我國相關規定,施工項目開展的過程中,必須建立相應的安全管理體系,并構建完善的安全管理機構,保障人員充足。但在實際施工中,很多地鐵項目都未按規定嚴格實施,安全管理體系因存在巨大缺陷無法發揮出有效的作用,對項目安全風險管理造成了巨大的影響。
地鐵隧道施工復雜多變,做好施工準備階段的安全管理能夠有效的降低安全風險,具體內容包括以下三個方面:
首先,對地質和環境安全風險進行有效的識別。綜合巖土工程勘察資料、環境調查資料、地址踏勘資料以及環境核查資料,對地質、環境安全因素進行的全面的分析,掌握安全因素可能對施工作業帶來的安全風險。
其次,對重點施工工藝的安全風險進行分析。在淺埋暗挖法施工中,比較重要的施工工藝包括超前支護工藝、支護體系施工工藝、開挖工藝、降水工藝等,在施工前,施工單位要結合這些工藝實施的具體內容對事實過程中可能出現的安全風險進行全面的分析掌握,并做好安全風險事件發生可能性及嚴重程度的評估。
最后,對施工組織的合理性進行評估。施工組織的內容主要涉及到了施工部署、施工準備、安全風險管理體系等內容,在施工開始前,要對這些內容進行嚴格的評估,保障施工順序、施工總體方案、施工工藝流程、施工組織機構、施工現場準備、安全生產管理制度的合理性,為后續施工作業的開展奠定堅實的基礎。
在地鐵隧道淺埋暗挖施工的過程中,開挖和襯砌是兩個需要特別關注的要點,必須做到規范作業、合理安排工序銜接。這一階段安全風險管理的內容主要包括以下四個方面:
首先,對施工開挖面地質風險進行管理。對土質性質及其變化情況進行嚴密的監控,掌握其與地質勘查、踏勘結果以及設計條件出現的差異。對開挖面土體滲漏水情況進行控制。對工作面坍塌的位置、規模、發展趨勢進行深入分析,掌握原因。
其次,支護結構體系的安全風險。對支護體系施作及時性情況進行了解,全面掌握滲漏水情況、支護體系開裂、變形情況等。同時,對支護體系施工質量缺陷進行掌握,分析安全風險部位支護結構出現施工缺陷的位置以及可能造成的后果,采取措施進行防范。
再次,周邊環境安全風險管理。針對建筑物開裂、滲水情況、既有線路開裂、剝落情況、道路開裂、沉陷、隆起情況、地下管線破損情況以及周邊臨近施工情況進行全面監控,一旦風險異常,及時停止施工,分析原因,做出調整,最大程度的降低施工作業對周邊環境造成的影響。
最后,對特殊施工工序和關鍵部分進行強化管理。變線段隧道施工的工法轉換較為頻繁、結構跨度較大,因此施工內容較為復雜。渡線段左右線間的狹窄柱較薄,很容易在頻繁施工的干擾下出現坍塌現象。對于以上特殊施工工序,施工單位必須加強重視,不緊要做好安全風險分析,還要對具體施工作業進行嚴密監控,以便對意外事故進行有效的防范和處理。
綜上所述,淺埋暗挖法地鐵隧道施工的復雜性較高,安全風險因素眾多,因此必須加強安全風險管理,保障施工作業的順利實施。