探究地铁建设过程中的地质性灾害

杨丰硕

摘要：地铁建设是我国经济发展过程中不可忽略的重要环节，但是地铁在建设过程中的地质环境风险因素很多，还具有多样、隐蔽、复杂以及不确定等方面的特点，本文就以北京的地铁建设为例，对可能导致工程风险产生的地质环境因素进行详细的分析以及论述处理，并收集在北京地区中地铁建设因为地质的风险因素产生的真正事故案例，针对这些问题进行深入的分析研究，找到可以更为便利控制这些因素的实用性方法。

关键词：地铁建设；地质性灾害

地铁的勘测与建设在我国经济发展过程中起到不可忽略的关键性作用，但地铁在勘察与建设的过程中难免会存在多样、隐蔽、复杂以及不确定等多种特点，也或多或少存在一定的地质环境风险，这些不确定因素都将对地铁工程建设的目标实现起到一定的影响，地质环境是我们实施地铁工程建设的重要施工对象以及施工载体，也是我们就行工程的地铁建设风险的主要来源。本文就以北京的地铁建设为例，分析影响地铁工程施工的程度、方式以及特点，根据已经发生或可能发生的事故类型以及风险特点来总结地质环境的具体影响，从而有针对性的提出北京的地铁建设施工过程中可能造成影响的地质环境风险因素以及风险的评估与建议，最终达到指导北京地铁建设目的，尽可能的避免建设风险。

一、 影响地铁施工建设的主要地质环境因素分析

我们在进行地铁施工的过程中通常采用的方式包括盾构法、暗挖法以及明挖法三种，这三种施工方法施工的手法各不相同，容易发生工程风险的不良地质环境也各不相同，我们针对三种不同方式进行具体的分析。

首先，在盾构法的施工手法方面，主要是针对北京地区的施工地面上存在的土壓平衡现象，使用这样的方式进行盾构，面对施工过程中存在的主要问题都可以再采取相应的辅助性措施后得到相对完美的解决。另外，对于隧道的断面卵石直径大于一百毫米的底层以及上软下硬的两种类型的地层，土压平衡盾构的施工还是存在一定的困难，另外，也尚未找到相对合理可靠的解决方式，因为，我们就最终考虑到使用敞开式的盾构以及混合式的盾构形式进行专门的设计分析。其次，在暗挖法的施工手法方面，施工人员经常会遇到一些类似于砂砾土、砂性土、粘性土或者强风化基岩等不稳定的地层情况，这些类型的地层情况在隧道的开挖过程中常常存在稳定的时间较短，也很容易坍塌，尤其是在面临含水的透镜体情况下，施工就容易遭到揭露或者是扰动，因而不可避免的会发生突发性的涌水情况，继而造成较大的危险。最后，在明挖法的施工手法方面，主要是针对砂性土的地基来建设，在建设的过程中，要特别重视对于地下水的处理，针对软粘土的地基处理，都要特别注意围护型结构的稳定性处理，但是，在施工明挖法进行施工的过程中，常常会碰到不良的地质条件，譬如地下水、饱和的粉土以及砂土层，人工的填土层，软弱的夹层等要特别注意施工的安全性，并针对这些具体的情况进行专项性的设计分析。

二、 与地铁施工的地质环境风险因素有关的事故分析

在地铁施工过程中由于地质环境风险因素的不同，很容易在各种施工的过程中出现不同程度的环境风险，譬如，在使用盾构法进行施工的过程中，我们可以综合分析之前已经出现过的事故，发现主要涉及到地质环境的风险因素包括上层的滞水、空洞以及松散的土质层以及干砂层等，另外，有些隧道工程上面部分很容易存在不明上层滞水，继而造成下部的地层松软，一旦盾构机挖掘进这个位置时，滞水就会携带泥沙从掌子面以及隧道的上方位置流出，从而造成不同程度的地面塌陷，有些隧道的工程上部还容易存在尚未探明清楚的空洞位置，盾构机在挖掘进到空洞空间中时就很容易破坏原有的围岩的稳定性，从而造成盾构机出现栽头以及地面塌陷等相对严重的后果，另外，有些隧道工程的上部由于存在人工的填土或者干砂层，盾构机一旦挖掘到这个位置时，或者干砂就很容易从掌子面以及隧道的上方流出，继而造成不同程度的地面塌陷情况。另外，在实施暗挖法的过程中，我们也出现过许多事故，在这些事故过程中，涉及到的主要地质环境风险包括上层的滞水、砂层的富水、潜水、层间水、相对松散的土质以及地下空洞等。根据我们的统计，暗挖法容易引发的事故分析过程中地质环境的各项因素有着不同的分布频数，上层的滞水频数为9，占有相对比例的百分之三十六，松散土质的频数为8，占相对比例的百分之三十二，空洞的频数为5，占相对比例的百分之二十，砂层的频数为2，占相对比例的百分之八，砂层的富水频数为1，占相对比例的百分之四。使用明挖法的方式进行地铁施工也会造成不同程度的事故，根据已经发生的事故分析，我们可以发现这种开挖方式涉及到的主要风险因素包括富水的砂层以及粘土的隔水层，许多工程在施工的过程中发生的降水不完全现象，砂层相对比较丰厚，从而容易造成流砂现象，导致围护结构容易发生变形，地面也会随之而发生沉降，甚至发生开裂。有些工程地层中还存在着粘土的隔水层，外部的水体在发生下渗后就会积聚在这个粘土层中，形成层间的软弱结构表面，并在实施开挖的过程中造成土体的滑移现象。在使用明挖法进行开挖的过程中，施工事故的地质环境因素也有各个因子的频数，富水砂层的频数为3，占相对比例的百分之七十五，粘土隔水层的频数1，占相对比例的百分之二十五。

三、 针对地铁施工中的环境风险因素进行的相应措施分析研究

我们在进行地铁项目的建设过程中，不仅仅技术的构成相对复杂，还存在很多高、新、尖端的技术措施，各个工程的部位、各个工程的阶段以及各个工种和外界的衔接内容很多，在建设的过程中常常会碰到很多相应的困难及阻碍因素，特别是在周围环境相对复杂的地段中，工程都涉及到在拆迁过程中对于周围环境、周围的交通、下面的文物以及地下的管道都有影响，但是，一旦对周围地质环境的风险因素考虑不周全，工程事故的发生概率就会大大增加，从而造成较大的经济损失以及不良的社会影响。为了更为高效经济的进行地铁建设，应该对各个地质环境风险点进行重点分析，认真检查清楚风险可能产生的主要因素，从而将各种类型的风险遏制在萌芽状态，我们还需要尽力做到：

首先，要积极提升对于北京地铁施工的风险认识，动员所有参与地铁建设的人员对于这些地质环境的风险因素进行动态方面的管理，唯有从思想上高度重视，采取有力的管理措施，才可以进一步规避与控制可能性风险。

其次，地质的环境因素多少存在复杂性以及不确定性，因而，我们在进行地质的勘测过程中，要做好相应的工作，包括要查明断裂的活动性以及其对于地铁结构安全性影响；要查明地下空洞的分布、埋藏以及大小等方面的内容进行专项的勘察处理；要查明地下水与地表水体的水力方面的联系；要查明卵石的最大颗粒、卵石的强度以及卵石的含量等内容进行专项的勘察分析；要查明管线施工回填土的埋藏深度、基本程度、密实程度以及含水情况等，并且要特别调研其是否容易形成水囊情况；要针对地面的沉降以及地铁的结构问题进行专项的勘察。

再次，要把工程的安全风险因素贯穿在我们进行地铁施工的全部过程中，对于区域中的工程地质、水文地质以及基本的环境状况作出合理的评估，要特别注重对于施工方面的勘察，按照方案的基本设计模式、管理的基本内容以及风险源的主要辨识等进行专项的设计分析，制定安全的施工方案以及风险对策分析，对工程可能出现的风险事故处理要提前做好预案并及时做好人财物方面的储备工作。

最后，要进行施工方案的不断优化完善，从根本上确保工程的安全，不仅要综合考虑周围的基本环境，相邻的建筑物，地面的交通情况，还要综合考虑周边的环境因素，邻近的建筑物情况，地面的交通状况，在工程实施的过程中要进行实时的监控以及信息的反馈处理，从而更为方便我们实施措施处理，把风险扼杀在摇篮里，辅助地铁更为准确的施工。

参考文献：

【1】王梦恕；地下工程浅埋暗挖技术通论【M】；合肥；安徽教育出版社；2006

【2】关宝书；隧道工程施工要点【M】；北京；人民交通出版社；2003