地鐵隧道施工臨近建筑物安全風險評價

朱磊

摘 要：地鐵施工項目是在地下進行，不同的地下施工內容都會引起地面出現(xiàn)不同程度的沉降，臨近建筑受到地面沉降和位移的影響，也發(fā)生相應的沉降和位移，影響臨近建筑的使用功能。基于此，本文以天津地鐵10號線一期工程為例，評價地鐵隧道施工臨近建筑物安全風險，建立安全風險評價管理體系，供相關人員參考。

關鍵詞：地鐵隧道施工;臨近建筑物;安全風險評價

1 工程概況

財經大學站位于天津地鐵10號線一期工程L形線路的拐點，地處珠江道和長湖路交口的西側，主體大致呈東西走向，車站主體大致呈東西走向置于珠江道靠近“交通集團財院汽車站”一側地下，車站位置見圖1。

本站為地下兩層上下重疊側式站臺車站，結構全長162.5m，標準段為三柱四跨結構，寬度為42.2m，高度為17.45m;大里程盾構井段寬度為54.2m，小里程盾構井段寬度為46.1m，高度為19.05m。站中心里程處頂板規(guī)劃覆土約3.096m，底板埋深約20.846m。

2 安全風險評價模型建立

2.1 風險因素的選取

造成地鐵隧道臨近建筑物出現(xiàn)安全問題的原因，不能從地鐵隧道單方面考慮，是臨近建筑物與地鐵隧道共同造成的影響，地鐵施工對于地面產生的影響，主要是導致地面發(fā)生沉降和位移，影響建筑物的使用性能，安全風險評價因素主要選擇構成有三個部分組成，具體內容見圖2所示。

在地鐵盾構隧道施工環(huán)境安全評價中，建筑物安全現(xiàn)狀本身會對環(huán)境安全產生不同影響。因此，在討論地鐵盾構隧道施工對鄰近建筑物的安全影響時，需要綜合考慮建筑物本身的情況。根據(jù)我國《房屋完損等級評定標準》中規(guī)定，建筑物的安全現(xiàn)狀可分為完好、基本完好、輕微損壞、中等損壞、嚴重破壞五個等級[1]。

2.2 評價方法的確定

可以將難以定量分析的復雜問題層次化，計算過程簡單，容易掌握，人的主觀判斷、選擇對結果影響很大，不能生成新的方案，不適用有較高定量要求的決策問題，多適用于一般系統(tǒng)[2]。綜合比較各種評價方法后，本文主要運用專家評價法和模糊綜合評價法來對地鐵施工區(qū)域臨近筑物進行風險評價。

2.3 風險因素權重的確定

將盾構掘進過程進行分解得到的最底層工作包、以及鄰近建筑物總體風險進行分解得到的最底層工作包分別構成施工風險矩陣的行和列，形成風險判斷矩陣[3]。結合目前的研究現(xiàn)狀，綜合考慮專家、安全管理人員、技術人員、以及工作經驗豐富的工人對盾構隧道施工引起鄰近建筑物風險的看法，逐一判斷基本工作過程中是否存在風險以及導致風險發(fā)生的潛在風險因素，確定各指標的權重。

風險評價因素的權重確定方法通常以層次法為主要的分析方法，以層次發(fā)為例，本文中確定的風險評價體系結構層如表1所示，將風險評價體系結構模型設置為總目標（A）、子目標（H）、評價準則（P），見圖2所示。。

最后的表示方法一般用1-9的倒數(shù)標度法，通過設置判斷矩陣，分析各指標元素重要性程度[3]，判定方式是以專家咨詢等方式確定的。

2.4 計算結果

對風險因素評價矩陣R進行模糊變換，即：

根據(jù)上述公式可以求出，隸屬向量B=[0.2529，0.5905，0.1763，0，0]。根據(jù)相關原則，可以判斷出，建筑物的風險等級應當歸屬于Ⅰ風險，只需要采取強有力的保護措施。

3 風險控制措施

3.1 地連墻結構及支撐

采用蓋挖逆作法施工，基坑圍護結構為地下連續(xù)墻加內支撐的支護形式，墻厚1m，地墻標準幅寬度為6m，局部根據(jù)具體情況調整，地下連續(xù)墻接頭處采用十字鋼板接頭，在地連墻外臨近 M1號線高架橋一側施作一排800mm厚水泥土攪拌墻。鋼管柱采用Φ900鋼管混凝土柱，基坑沿豎向設置1道鋼管撐+1道混凝土撐，其余利用頂板與中板進行支撐。混凝土使用C35。

3.2 水泥攪拌墻

在地連墻外臨近 M1號線高架橋一側施作一排800mm厚水泥土攪拌墻，深度與地連墻同深，為地連墻成槽靠近M1號線槽壁穩(wěn)定性提供保證條件。

3.3 降水預防

根據(jù)財經大學站深基坑降水專項設計，基坑內共布置35口疏干井，疏干井深度進入基底下6～8m。坑外設置2口減壓備用井，井深43m，坑外設置8口潛水觀測井，井深20m，8口第二承壓含水層觀測井，距離地鐵沿線及建筑物較近位置觀測井適當加密布置。

3.4 土方開挖保證措施

土方開挖方案經專家論證完成后，嚴格執(zhí)行。土方開挖在基坑圍護結構施工完成后，必須滿足基坑開挖前的條件驗收。開挖應在圍護結構混凝土支護達到設計強度后方可開挖。基坑外30米范圍內堆土高度不超過2米。

3.5 周邊管線破壞風險控制措施

3.5.1 周圍管線錯綜復雜，多數(shù)管道都與區(qū)間隧道平行，污水管埋深較深，受隧道施工影響較大，產生沉降變形越大。因此，盾構推進應勻速推進，并保持姿態(tài)平穩(wěn)，盡量避免糾偏。

3.5.2 給水管直徑比較大，抵抗變形能力弱，在盾構施工時容易遭到破壞。加強周圍管線變形監(jiān)測，實行信息化施工。

4 結語

地鐵區(qū)間隧道施工過程中，會對鄰近建（構）筑物、既有道路、地下管線造成一定的影響。用地鐵盾構施工中對鄰近建筑物的典型風險事件來表征工程項目的整體風險，即 RBS 分解，構建風險矩陣，得到鄰近建筑物風險評價指標體系。

參考文獻：

[1]董曉朋.地鐵基坑施工對臨近建筑物影響及有效措施分析[J].工程技術研究，2019，4（12）：233-234.

[2]侯高峰，李先純.地鐵施工影響下某臨近建筑物安全性評估研究[J].工程質量，2017，35（02）：58-63.

[3]張立茂，冉連月，吳賢國，覃亞偉.盾構施工臨近建筑物變形影響因素關聯(lián)性分析[J].鐵道標準設計，2016，60（09）：94-99.