地铁地下工程暗挖法施工风险及质量控制

地铁地下工程暗挖法施工风险及质量控制

周智勇

重庆市轨道交通（集团）有限公司  重庆  400000

摘要：随着我国经济的高速发展，城市化水平不断提高，许多城市都在进行城市轨道交通的建设。而地下开挖技术因具有地下作业、占地少、环保、不影响交通、不移管线、技术成熟等特点，在地铁交通中得到了广泛的应用。由于所有的暗挖法都是在地下进行的，很多的隐蔽性工程，其施工的危险性也很高，因此，质量的控制就更加困难。了解暗挖法的特征，合理运用暗挖法，对其进行深层次的风险分析，做好质量管理，确保其在开挖过程中能正确运用，充分发挥其优越性。

关键词：地铁地下工程；暗挖法；施工风险；质量控制

引言

在缓解城市交通压力的同时，也为市民的出行提供了方便。然而，地铁工程的施工技术条件十分苛刻。在地铁施工中，因不同的地理位置和不同的施工需求，其施工工艺和方法也不尽相同。施工技术人员在现场勘察土层和周边环境，并结合所调查的有关地质资料，进行分析讨论，选择科学、合理的施工工艺和方法，以保证地铁工程的安全和可靠，从而有效地推动城市地铁工程的健康、稳定发展。

1.暗挖法的概念

在城市地铁区间、车站建设中，采用隧道开挖水平作为基准，采用地下隧道开挖水平，一般采用地下隧道开挖深度，在地质条件复杂的情况下进行。暗挖法是利用土体和岩体的自稳性，再加上外力的支持，从而实现对建筑物的稳定。由于暗挖可以有效地控制建筑物周围的环境和工程的实际效果，因此，工程技术人员往往会采取暗挖的方法来完成工程的施工。同时，施工单位也可以根据工程的实际情况调整施工进度，从而保证整个地铁工程的施工效率。目前，隧道类施工过程中最常见的施工方法是暗挖法，是提升隧道施工整体质量最有效的方法之一。暗挖法隧道施工最主要的施工环节是防护与支护；常用的施工设备与方法主要是锚钻机、挂网喷混凝土，钢拱架、格栅拱架支护以及回填注浆等；采用围岩、回填注浆、锚固等施工方式对隧道围岩进行防护支撑，以此来确保暗挖法地铁施工安全、质量与进度。

2.地下工程应用暗挖法施工的风险点

在地下工程中，采用暗挖法进行施工的风险主要有自身风险和环境风险两种。暗挖法施工自身风险受自身技术因素影响，其风险主要有：开挖风险、结构自身质量风险、开挖风险、始发接收风险、塌方风险。对马头门的开挖，马头门开挖会使原有的结构受力状况发生变化，如果施工不当，很可能导致原有结构的变形和破坏，从而增加地面沉降和坍塌的危险。在工程建设中，由于前期支护施工质量差，强度刚度不符合设计规范，在开挖过程中会造成支承系统的损坏，或由于大的变形而导致支承系统不稳定。早期支护质量不佳，会导致渗漏，导致基坑底部的地下水将沙粒带入坑中，导致坑外地面塌陷或开裂，对周围环境和地下工程本身的安全构成威胁。在开挖风险方面，由于开挖后的土体体积比隧道所占用的体积要大，因而会造成地基的沉陷，进而造成建筑物、管线等的损坏，同时在盾构施工中受到的压力和干扰也会改变土体的结构，形成固结，造成地表塌陷，进而酿成事故。在盾构始发过程中，如果出现头部倾斜、左右姿态偏差等情况，可能会造成随后的轴线位置偏差，从而严重地影响到施工的准确性。在盾构机抵达空推断之前，由于刀盘前方的土层数量在逐步减小，因此，盾构机对前方岩体、矿井法段与盾构段界面的干扰也会逐步增大，从而导致到达点不稳定。滑坡风险的影响因素很多，比如施工中监测项目不到位，监测数据不能及时处理；工程中的设计变化没有被报告或计算所支持；隧洞支护施工不规范，超前支护措施不完善；隧道的拱部、洞壁和底部出现了喀斯特地质条件；岩体中含有一定的应变能，在挖掘过程中释放出岩爆，导致开挖面的崩塌；人员和机器资源的分配不合理。

环境风险是环境风险的重要组成部分，其风险主要有水文地质风险、复杂环境风险等。在水文地质灾害中，地质勘查不可能实现绝对连续性，而在不同的地下工程中，由于不同的水文地质情况和气候、季节等因素的影响，会导致工程的水文地质状况发生变化，从而影响到工程的安全；在环境风险较大的情况下，地下工程往往位于城市的核心地带，其沿线必然存在着邻近重要的建（构）筑物、桥涵、道路、铁路、河流、湖泊、地下空间、管线、空洞等环境风险。

3.地下工程应用暗挖法施工的质量控制

除了上述危险点外，由于施工质量、监测量测等原因，在地下暗挖法施工中存在着许多不稳定因素，对施工质量和施工质量造成了很大的影响。本文根据已有的施工经验，对隧道开挖施工中存在的一些危险点进行了分析，并提出了相应的质量管理措施。

3.1.加强环境风险调查

对沿线重点建（构）筑物的调查进行了深入研究，为工程设计、施工提供了准确、可靠的基础。对于房屋建筑、塔型，在核查建筑物性质和结构形式的同时，应着重核查基础形式、地下结构参数、地下结构参数、围护参数等；桥涵：除了对桥墩的结构形式进行检查外，还应对墩台基础、桥桩参数进行核实；在道路、铁路等道路运输体系中，除核查宽度、设计荷载外，还应着重核查基础形式、地基处理措施等；对于河流湖泊，除核查河道、湖泊几何参数、水体要素外，还应重点核查底部标高、冲刷线等。对市政管线，除了对管线走向、埋深进行核查外，还应重点核查管线数据与实际情况相符。

3.2.加强自身风险管控

（1）采用降水或止水措施，保证在无水情况下施工作业。降水或止水措施是暗挖法施工的前提，是施工作业和支护结构不受地下水影响的保证。除需保证降水效果外，重点保证降水在开工前进行，且施工期间要密切注意渗透系数差异较大的土层、砂层，防止出现流沙、流土或管涌等不良现象。

（2）超前探测。超前探测是了解开挖围岩情况的重要手段，是安全施工的有效保证，也是暗挖作业的重要依据，常用的超前探测有现代物探、洞内钻探等（图１）。除探查前方水文地质参数是否与设计内容一致外，重点探查掌子面前方空洞、层间水及地下构筑物的情况。

（3）施工过程严格执行十八字方针。管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测十八字方针，是经验教训的高度总结，必须认真执行。对于管超前、严注浆，除严格按照设计要求施做超前支护措施并注浆外，重点保证超前支护数量、长度、角度满足要求。对于“短开挖”，一般在地层不良地段每次开挖进尺0.5-0.8ｍ，减少坍塌的情况发生。除严格按照设计要求不超挖、欠挖外，重点核查是否存在擅自变更工法和简化工艺的情况。对于强支护、早封闭，初支格栅采用洞外加工，洞内拼装。除严格按设计要求精度、间距等参数进行拼装外，重点核查格栅节点的连接情况和喷混情况，混凝土喷射时要保证其密实平整无空洞、厚度满足要求、养护到位、无渗漏，特别是连接板周边不易喷实的部位。对于“勤量测”，要严格按照国家和地方标准要求，对应测项目坚持监控测量，重点保证数据真实有效，对于施工过程出现的失效测点要及时进行补充测量。

3.3.提高人员安全素质

加强对建筑工程安全的宣传教育和培训，是提高安全生产质量的最直接、最有效的途径。在管理层面，培训内容主要包括法律法规、安全风险要点、岗位安全职责等；全体施工人员都要认真地进行安全训练，增强自身的安全素质，增强防范能力，增强风险意识。

4.结束语

综上所述，随着社会经济的快速发展，很多大城市都开始使用地铁，而地铁也逐渐成了人们的主要交通方式，由此可以看出，地铁在未来的发展中不可小觑。地下开挖技术已广泛用于地铁工程施工，采用暗挖法进行施工既方便又快速，既能提高工程的整体效率，又能降低对周围环境的影响。

参考文献

[1]李晓霖,陶连金.地铁运行振动对临近地下工程施工安全影响的研究分析[J].隧道建设,2013,33(02):103-109.

[2]金淮,吕培印,徐耀德.地铁初步设计地下工程安全风险评估研究[J].都市快轨交通,2012,25(05):42-47.