双侧壁导坑法地铁隧道开挖施工安全风险管理研究

李昊炎

（中铁四局集团第三建设有限公司 北京丰台 100076）

0 引言

地铁隧道工程管理施工过程质量控制是一项非常繁琐并且重要的工作，对相关管理人员的职业素养要求极高，即要求其具备专业的技术知识，又要求其具备优秀的管理能力。其现场施工管理的工作系统性强，需要该项目体系内的多部门协同完成，才能确保地铁隧道工程现场施工管理工作的更加科学有效的推进。地铁隧道工程是一项集合多个环节的项目，是一个施工时间长的系统性工程，各个环节环环相扣，任何一个小的失误都会造成地铁隧道工程质量不达标的情况发生，因此就需要相关管理人员能够有效的检验工人进行施工时的施工技术是否按照要求执行，这对地铁隧道工程现场施工管理人员有着较高的职业素养要求。

1 双侧壁导坑法概述

在地铁隧道施工中，运用双侧壁导坑法进行隧道的开挖工作是当前较为常用的一种方法，双侧壁导坑法又称双侧壁导洞法或眼镜工法，是以新奥法为基础原理进行优化升级后的一种施工方法。主要适用于断面很大、地层较差的Ⅳ、Ⅴ级围岩地层、不稳定岩体和浅埋段、偏压段、洞口段。双侧壁导坑法的施工特点是将大面积的隧道横截面分割成为多个洞室，通过对各洞室进行开挖封闭成环后，形成隧道。这种施工技术有效的解决了横截面积大，体表深度较浅，在构筑物下方开挖隧道的安全性。需要注意的是，双侧壁导坑法具有安全管理风险、周边建筑物及地表沉降风险、拱部坍塌风险、爆破作业风险、临时用电风险、拆除临时支撑风险和社会风险等七个方面的风险问题。在进行双侧壁导坑法进行隧道开挖工作时，需要注意开挖横截面应该近似于椭圆形，避免应力集中效应，而且在开挖过程中尽量减少对周围岩石的扰动。在开挖初期，一般采用钢筋、钢架、拱架和喷射混凝土来起到一个柔性的防护体系，通过这种简单的防护体系来保证开挖初期的安全，在这段时期进行开挖时，应当快速封闭成环，以此能够更好的利用围岩的自承能力来承受土压。在进行该阶段施工时需要注意围岩的变形情况，一旦出现变形应当立即停止施工，进行人员疏散工作。隧道施工过程中，施工单位都会建立一套围岩支护结构监控系统，通过信息化、自动化的方式监管围岩情况，了解施工风险动态，从而能够更加科学合理的进行施工调整，以此确保施工的安全性和工程的质量可靠性。

1.1 双侧壁导坑法的工艺流程

第一步：在隧道的左侧先挖出导洞作为上台阶，这一施工目的主要是为了在施工初期保障左侧支护和临时支护的作用，然后再拱顶处进行注浆作业。

第二步：在上台阶下方约10～15m的地方进行开挖，开挖后的结构称之为下台阶，主要目的也是作为左侧支护和临时支护的作用，具体施工形状如图1所示。

图1 双侧壁导坑法第一、二、三、四步施工

第三步：在左侧下台阶最右边再向右边计算10～15m的位置进行右侧下台阶的开挖工作，工作流程与目的与第一步要求一样，实际间隔距离以计划开挖隧道的横截面积进行相应的计算。

第四步：在左侧上台阶最右边再向右边计算10～15m的位置进行右侧下台阶的开挖工作，工作流程与目的与第一步要求一样，具体施工形状如图2所示。

图2 双侧壁导坑法第五、六、七步

第五步：在右侧导洞下台阶位置，向左边主动上台阶10～15m的地方进行开挖和喷混作业，以此形成顶壁的支护效果。

第六步：等到主动上台阶的喷射混凝土凝固后，进行中台阶的开挖工作，距离应当控制在10～15m的范围。

第七步：在主洞开挖完成后，其下方5～10m的地方进行下台阶的开挖工作，开挖完成后，第一、二、五、六、七就成为整个隧道前期的支护体系，直至主洞全部闭合，如图3所示。

图3 双侧壁导坑法第八、九步

第八步：分段将初支结构的临时支护进行拆除，同时施做仰拱防水、绑扎仰拱二衬钢筋并进行混凝土浇筑，同时绑扎仰拱二衬钢筋并进行混凝土浇筑作业回填平整后完成

第九步：在隧道初支的四周铺设防水层，进行二衬拱墙施工。

1.2 通过双侧壁导坑法进行隧道开挖工作的注意事项

（1）运用双侧壁导坑法进行隧道开挖工作时，侧壁导坑的形状应当是1/4个椭圆形的，两个侧壁导坑的横截面积之和应当约等于整个隧道横截面积的1/3。

（2）开挖过程中遇到围岩时，应当尽量使用开挖机或人工进行围岩的清除工作。如果必须进行爆破作业时，务必注意爆破安全，减少因爆破施工造成的对地层的扰动。因此应避免爆破施工，在城市施工中更要避免。

（3）在进行隧道开挖工作时，需要严格按照相应规范做好支护的监控测量工作，随时检测围岩及支护的变形情况，以确保在后续施工工程中及时修正支护参数，改变施工方法，确保施工工作的安全。

（4）施工过程中，左右导洞的距离不能小于10m，前后差距不能小于10m。在进行中间坑洞进行施工的时候，左右洞室与中间洞室的前后距离不能低于30～50m。

（5）待洞室开挖完成后应当第一时间进行初期支护的施工，同时尽快使隧道形成闭环。

（6）在进行左右导洞的上下台阶施工时，可以根据开挖机械的高度设置台阶高度，建议施工队伍配置适合的小型机械进行开挖工作，保证挖土工效。

（7）在对临时支护进行拆除的时候需要考虑拆除后对工程后续施工的影响，要严格按照监控数据进行拆除工作，通过安全、科学的拆除手段来保障工程的安全性。

（8）通过对拱顶部位实施小导管超前加固后，块状碎石被泥浆胶结起来，形成拱形受力圈提高整体强度，同时小导管刚度较大，能较好的起到管棚的作用，对拱顶起到较好的约束。

2 加强地铁隧道工程施工质量控制的具体措施

2.1 重视地铁隧道工程施工安全，做好风险预控工作

为了确保地铁隧道工程施工管理工作顺利进行，首先要做好安全管理工作，加强安全施工宣传预防培训工作。另外，为了更好的做到安全施工，施工单位应建立科学合理的安全施工管理制度，明确施工安全，有效提高施工人员安全施工，规范操作的自觉性。施工安全技术也要根据现场情况进行优化，施工单位要加强相关安全技术的投入，人员与技术的配合才能更快提高施工质量，确保安全施工。

风险预控是地铁隧道工程施工安全管理中的一项重要组成，已被广泛地应用到了施工中，提高了安全管理的前瞻性与有效性。风险预控属于预防性的安全管理模式，特性是安全管理的前瞻性，有利于地铁隧道工程安全管理应急预案的建立。风险预控是一种过程性的管理，也即在事故发生前，通过对于重大危险源的进行判别、有效监控，削弱或消除危险源安全事故的出现。风险预控安全管理有利于地铁隧道工程施工识别重大危险源，同时能最大程度掌控生产过程中各种可能出现的安全隐患，并且也可最大限度减少生产过程中面临的安全风险。

2.2 有效的控制工程原材料质量

想要有效的控制工程质量，就要从工程原材料介入，并建立常规工程材料的大数据网络架构，从中遴选取优。对于提供劣质原材料的供应商建立相应的记录或者台账，拒绝采购该部分供应商的原材料。选择合格的原材料才能建设出质量可靠的工程，才能有效的确保精品工程。

2.3 做好机械设备的管理工作

现在的建筑工程项目由于有大量的大型机械设备的辅助，建设速度相比于以往有了大幅度的提升，但如果未能做好技术管理工作就容易造成设备故障或者事故的发生。因此相关技术管理人员需要合理规划机械设备的使用与维护，做好同类设备的调度工作，避免单一设备长期处于高负荷工作，从而造成设备故障引发工程事故的发生。同时也要做好大型设备的维护工作和小型设备的日常管理工作，要做到每天检查每周检修，保障机械设备的安全可靠。

3 结束语

随着我国经济的快速发展，社会对城市基础设施的要求越来越好，要求我国市政工程项目不仅要建设的快，更要求高质量。只有做好地铁隧道工程现场管控及技术管理工作，才能促使工程安全有序的推进。因此除了要保障工程质量外，更要求企业做好现场管理的工作。工程企业在面对竞争日益激烈的市场环境时，要根据社会变化的实时性，以求真务实的态度，做好现场风险管理工作。在企业的发展过程中，通过不断的对施工现场管理工作的分析研究，以此来取得越来越好的发展和进步。