地铁施工对邻近建筑物安全风险管理

■赵鸣川 ■中煤邯郸中原建设监理咨询有限责任公司，天津 300113

随着城市化进程的加快，城市地铁、轻轨等重要交通方式迅速发展起来，推动隧道工程建设进入了一个新的时期。为了使城市交通压力得以缓解，并使城市停车、集贸、供水、供电等项目用地得以有效开发应用，人们加大了对地下空间的开发与利用。但是，随着建设的推进，在开展地下工程当中，在管线布设复杂、建筑物密集的市中心进行地铁施工建设容易出现地面沉降等问题，威胁周围建筑物的安全。为此，在施工前必须对地铁周围建筑物构造、形态、价值、利用方式等综合评价，并要做好监控测量工作，按照测量的结果对建筑物做出综合性的评价与分析［1］。

1 建筑物施工安全风险评估

1.1 地铁施工地表沉降预测

1.1.1 降水影响

在施工降水过程中，要首先进行地质勘察工作，并对勘察的结果进行分析，由此对当前的不安全水位以及降水深度进行考虑;对能够使地面沉降发生率减小的方案进行选择;对因为降水导致的地层沉降值进行预算;如果地铁周围有非常大型的建筑物，并且安全风险较大，应制定出专项的降水方案。

1.1.2 暗挖施工的影响

在实施暗挖过程中可以使用专业化的三维数值模型对某个施工过程进行模拟，并要在此基础上对建筑物的基柱等影响因素进行分析;利用专业化的数值模型对已有的测量数据进行标定;再利用标定好的数值模型对施工工序进行预测分析［2］。

1.2 制定地表沉降控制标准

在地铁施工过程中，为了避免沉降对周围建筑物产生过大影响就要做好沉降标准控制，但是当前的沉降控制标准不是非常统一，但还是要遵循一定的规定指标，在实施暗挖过程中，地表的沉降参数值要控制在20 毫米范围内。但是在实际开挖中，通过对不同区间地表出现的沉降显示，出现的沉降值明显高于20 毫米，这是对我国北京地铁12 个暗区沉降值分析统计后的结果，并且在对4 号线车站的多个测量点的沉降进行考察以后显示沉降值明显超过了30 毫米，但是周围的大型建筑物却没有受到影响［3］。由此，在对地表沉降控制标准问题进行分析时，要考虑到周围的环境因素。

隧道在开挖过程中，建筑物出现不同程度的变形或者是沉降是不可避免的。因为地基的分布不够平均造成的变形如果是砌造而成的承重结构，则要对局部的倾斜做好控制，承重结构墙基础点与沉降比值为:压缩性土是0.003;对框架结构与其相邻的基柱沉降差进行有效控制，并且单层的基柱沉降量是100 毫米，而框架结构干缩性土质的沉降差是0.003L［4］，高压缩性的土质沉降差为0.004L;而对于一些高层建筑来说，其倾斜的值控制标准如下表1、2 所示。

表1 高层建筑整体倾斜允许值

表2 高耸结构基础倾斜允许值

2 建筑物风险控制措施

2.1 施工过程的监测

在对建筑物风险进行控制过程中，监控测量是非常重要的手段，可以应用监控测量对地下工程信息进行优化设计。鉴于地铁施工必然会对周围建筑物产生非常大的影响，容易使建筑物出现断裂、坍塌等安全问题。为此，将建筑物的监控测量作为风险评估的重要手段是非常重要的。要在建筑施工中开展全程监测以便及时做好报警工作，做好对建筑物的评估，降低安全事故的发生率。可以应用多种监测预警方式，比如，预警值、报警值以及限制值等控制方式:(1)预警值能够在建筑物出现破坏前达到最大沉降值，各个监测预警的指标都控制在50%。(2)报警值能够在沉降值接近控制值时采取必要的手段进行控制，其极限值是70%。(3)极限值是指在施工中能够产生的最大沉降值，一旦超过了这个最大值，建筑物就会出现破坏。通过监测，如果上述其中一个指标超过了极限值或者是已经接近极限值时就要终止施工，采取有效手段解决。

2.2 施工过程中的控制方法

通过上面的论述可以知道，在完成了对各个基柱沉降的控制以后，就要选择有效的施工方法，做好施工当中的沉降控制，确保沉降控制在标准范围内。

2.2.1 施工工法的优化

可以选择几种科学的施工工法对其数值进行计算，并由此将最有效的施工工法确定下来;如果需要辅助措施，则要采用最佳的辅助方法。

2.2.2 施工当中的沉降控制

施工中的沉降控制是非常重要的一项内容，必须确保每一个工序都能得到严格控制，尤其是要控制好水平位移以及地表的沉降值，并最终使其全部符合标准。具体步骤为:(1)结合对现场调查结果、施工经验，在各个参数值符合建筑物结构承载前提下，对技术指标进行综合考虑，并最终将总的控制指标确定下来。(2)在完成了上述内容以后，就要结合具体的施工工法，将各个工序的控制目标确定下来，结合施工原理、施工经验，对相关数值进行计算。(3)在具体施工过程中，必须严格按照施工规律以及顺序开展，如果前一道施工工序没有控制在标准内就进行下一步的施工将容易使下一道工序的参数无法控制到位，将额外增加调整的费用以及人力等，为此，调整好每一个工艺参数，使其控制在标准范围内是非常重要的。

2.3 做好建筑物的加固处理

在施工前，要对水泥浆、混凝土等原料做好选择，并严格按照注浆工艺进行注浆、隔离桩等施工，做好建筑物的基托加固处理;如果建筑物的基础是桩，则要在各个柱之间进行注浆处理，由此将墙外侧的土体加固，密实度也能提高，还增加了柱地的承重能力。但如果桩基过短，则要在地面打上深桩，并用钢筋将承台扩大处理，这样可以将桩基上的部分承重负荷转移到深桩位置处，使深桩的总承重负荷能力增强，分担短桩的荷载，共同抵御变形。

3 结束语

本文主要对地铁施工中对邻近建筑物产生的安全风险进行了评估，可见，在地铁施工过程中，降水与暗挖施工都会对建筑物产生非常大的影响，容易使建筑物出现变形、沉降、裂缝甚至坍塌等问题。为此，在施工当中，做好对建筑物的监测预测，及时针对其存在的危险进行处理是非常有效的方法，此外，在施工中严格按照施工控制标准操作各项工序也是降低周围建筑物出现安全风险的关键。

［1］骆建军，张顶立，王梦恕等.地铁施工对邻近建筑物安全风险管理［J］.岩土力学，2010，28(7):1477 -1482.

［2］高李鹏.城市地铁施工引起地层位移对邻近建筑物的风险研究［J］.城市建设理论研究(电子版)，2015(4):2821 -2822.

［3］杨培伟.地铁盾构隧道施工对地层及邻近建筑物影响的数值模拟［D］.武汉理工大学，2010.

［4］秦东平，何平，李宇杰等.明挖地铁车站工后沉降对邻近建筑物的影响分析［J］.中国铁道科学，2011，32(5):83 -89.