地铁建设项目土建施工风险因素的管控策略初探

崔岭峰

【摘 要】本文以某地铁建设工程项目为例，对工程中土建施工风险因素进行了简要分析，并在此基础上提出相应的管控策略。期望通过本文的研究能够对同类工程提供借鉴参考。

【关键词】地鐵；施工风险；控制

1工程概况

某地铁工程线路总长度约为16.54km，整条线路为地下线，共设有13座车站，根据工程项目设计要求，区间采用盾构法进行施工，埋深深度约为17.0-33.5m，隧道的底板标高约为-8.8～-16.7m。在本工程中，区间通过的地层条件相对比较复杂，具体包括砾砂层、灰岩残积层、粉沙岩层、灰岩微风化带，同时隧洞和底板存在溶土洞，场地的所有基岩全部都是可溶性岩石，溶洞十分发育，少部分地段直接覆盖在基岩上，容易引起地表沉降和塌陷，不良地质及特殊岩土的情况如表1所示。

表1 工程不良地质情况

不良地质类型 特征

人工填土 结构较为松散、承载力地、变形大、均匀性差、透水性强

软土 主要为淤泥质土，力学性质较差，易产生扰动，不利于沉降控制

残积土与风化岩 灰岩与碎屑岩残积土、强风化，易崩解，构成性质极差

溶土洞 区间探明隧洞为23个，顶板上存在较厚的砂层，容易引发喷涌事故

本工程的地下水位埋深变化相对较大，稳定水位在0.9-6.7m之间，含水层为冲洪积砂层，地下水以孔隙水和岩溶水为主。

工程沿线上的住宅、商铺较多，且年代较为久远，地下管线包括煤气管线、电力管线和给排水管线，因这些管线基本都是沿着道路埋设，且多分布于绿化带和人行车道等范围，故此对盾构法施工的影响较小。

2地铁土建施工风险因素的管控策略

2.1风险因素

在本工程中，区间地质条件相对比较复杂，施工时的主要风险因素如下：地质风险，如软土地层、岩溶地层、硬岩等；工程风险，如由施工工艺引起的各种风险；环境风险，包括地下与地上构筑物、管线、道路等。上述风险为一类风险因素。此外，由于工程采用的是盾构法，从而在施工的各个环节中还存在一些二类风险因素，如掘进、贯通等等。

2.2施工风险分析

2.2.1风险因素权重。在本工程中，地质风险是主要的风险因素，下面本文以该风险影响因素的权重确定过程为例，分析风险因素权重的计算方法。

①比较判断矩阵的建立。

表2 本工程中地质风险因素（R1）比较判断矩阵

R1 R11 R12 R13 R14

R11 1 5 3 4

R12 1/5 1 1/3 1/2

R13 1/3 3 1 3

R14 1/4 2 1/2 1

②排序权向量（W）的计算。将矩阵当中的数列按行相乘，然后在对乘积开4次方，可得出如下计算结果：。根据上述计算结果，对方根向量进行归一化，，，，。随后对进行计算：

上式中的=

经过一致性检验，CI=0.036，查表得，RI=0.9，CR=CI/RI=0.040<0.1，符合一致性检验，由此表明权重合理。依据上述步骤，便可计算出其余风险因素的相对权重。

2.3风险评估

根据风险因素的权重，可获得初级的风险评估结果，风险等级为Ⅲ级的有盾构起始与贯通、盾构掘进及下穿河道；风险等级为Ⅳ级的有安装管片、注浆、设备故障、下穿管线以及附属结构等。在本工程的盾构施工区间内的风险水平为Ⅲ级，相对较大，虽然施工风险在可接受的范围内，但为了确保施工安全，必须采取适当的措施对风险进行控制。

2.4施工风险因素的管控策略

2.4.1盾构始发与贯通中的风险管控措施。依据本工程的详细地址勘察资料，在施工区间内，端头隧洞分布有砂层和粉土层，其地质条件相对较差，由于地层的稳定性不足，若是盾构起始与到达时控制的不好，容易导致砂土从盾构体与洞门间的空隙涌出，施工安全风险较大。鉴于此，可采取如下措施加以控制：采用素混凝土连续墙加混凝土旋喷桩，对盾构起始与到达端头的围护结构进行加固，并在盾构始发前，对掌子面进行超前钻探，测明水量，若是效果不理想，则应当采取补偿注浆措施；可以采用土压平衡的始发方式，土仓的压力可通过计算及经验修正加以确定，当盾尾进入隧洞之后，应立即进行注浆封门。此外，要做好应急准备措施，一旦施工中出现异常情况，应当及时处理并上报。

2.4.2掘进过程的风险管控。由于本工程中施工中，盾构机需要从微风化灰岩断面穿过，在该地层进行掘进时的过程中，容易引起设备卡壳、管片上浮等风险。同时盾构机掘进时，还会增大刀具的磨损，由此会使换刀工作量增加。鉴于此，可采取如下措施对风险进行控制：掘进阶段可以采用敞开或半敞开模式，并在掘进中增加对刀盘的检查次数，同时应加强隧道测量工作，获得准确的监测数据，防止管片上浮等风险的发生。当盾构抵达硬岩区段时，刀盘可采用滚刀进行破岩。

2.4.3掌子面坍塌的风险管控。首先要进行有计划的开仓，制定开仓计划时，应注意如下事项：应当在掘进一定距离后，开仓检查并更换刀具；盾构机经过不良地层之前，要开仓检查，并更换刀具；掘进过程中若发现参数异常且掘进困难时，必须开仓检查并进行处理。

2.4.4下穿建筑物的风险管控。首先应当做好对区间建筑物和地下管线的调查工作，以此为据绘制出位置关系图，严格按照设计要求进行注浆加固，并制定合理可行的施工监测方案。其次，要加强对建筑业主的沟通，了解建筑结构的情况，如修建年代、基础结构类型等。再次，掘进通过时，要对出土量进行严格控制，实际出土不得超过理论出土量的95%，对盾构姿态进行有效控制，以免因纠偏导致开挖。最后，要确保管片安装质量，以此来降低后续沉降的发生几率。

结论：

综上所述，在地铁建设项目中，土建施工是关键环节，在这一过程中，存在着大量的风险因素，若是控制的不到位，则对施工安全造成一定程度的影响，严重时，可能会引发安全事故。为此，应当结合工程的特点，全面分析风险因素，并采取合理可行的措施加以解决处理，以此来确保施工的有序进行。

参考文献

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