黄永鹏
中铁七局集团第三工程有限公司陕西省西安市 710032
摘要:经济社会的发展,大量人口涌入城市,城市化发展进程加快,为了缓解城市的交通压力,许多城市开始大力建设地铁,为大众营造良好的出行环境。地铁工程和其它交通工程存在差异性,如,地铁工程需要在地下较为复杂的环境下完成施工,施工难度以及风险较大等问题。基于此,本文主要探讨施工中安全风险控制措施,以期营造良好的安全施工环境,从而保证施工质量和进度。
关键词:暗挖地铁;施工;冷冻;安全;风险控制。
1.地铁暗挖施工特点
地铁暗挖施工特点主要包括以下几点:其一,工程规模庞大,施工环境较为复杂,施工期间要全面考虑到工程自身风险和周围环境风险因素,充分考虑各个因素,可有效控制安全风险。其二,在城市繁华区域采用暗挖法施工,安全风险控制标准较高,对沉降和变形控制要求严格,必须确保施工期间,不对周边环境和既有设施带来破坏性影响[1]。其三,近几年多个城市在地铁车站临近既有线暗挖和联络通道暗挖时应用冷冻法施工,如何有效控制土层冻胀和融沉对既有线运营的影响,是安全风险管控重点。
2.地铁暗挖施工期间常见安全风险问题
2.1开挖与初支护施工安全风险问题
初期支护是暗挖施工常见问题之一,利用复合式结构作为初期支护以及防水层和二次衬砌施工结构,导致防水板破损、焊接缝不合格,冠梁未达到设计要求即开始冠梁以下土方开挖,水平方向未按支撑间距分段放坡开挖,台阶法进行开挖期间出现预留缺失、超前控制不到位,未严格控制开挖顺序、进尺度过大、放坡不规范,临时立柱桩格构柱顶锚固不严密影等问题均影响施工质量。土方开挖完成后未尽快浇筑垫层,基底排水沟和集水坑设置不足,积水抽排不及时,影响地基承载力,并出现边坡塌方,增加了暗挖施工安全风险。
2.2地质状况与地下水安全风险影响因素
暗挖工程遇到构造复杂的粉砂质地层,容易受潜水、承压水、基岩裂隙水等影响。科学计算承压水降低标准和现场需求,合理布设井点,是提高围岩土体的稳定性和确保安全开挖的重要因素。
2.3开挖面出现涌水塌陷问题
浅埋暗挖施工常在无水的状态下开展,通常应用井管降水的举措将地下水位控制到最低。但由于在施工期间常受到复合地质及水文条件影响,导致局部出现降水盲区以及水囊等问题,使该部位常出现溢水,导致涌水事故。
2.3地下管线与建筑物出现沉降问题
浅埋暗挖施工常受到降水影响出现土层失水固结以及土层位移等问题,容易导致地下管线沉降,造成地线管线和建筑物出现变形以及开裂等,增大了安全风险。
冷冻法暗挖施工中,需要限制冻结以减小冻胀和融沉,富水层中,冻结的过程由于水土的物理作用,随着温度的降低冻土的体积增大,会造成地面或周边建构筑物的上升。因此要做到开挖、冷冻两者兼顾,增加了安全质量控制难度。
3.暗挖地铁施工中的安全风险控制
3.1开挖面坍塌风险管控与现场应急处置措施
浅埋暗挖施工期间,需依据管超前、严格注浆以及短开挖和强支护等标准进行,并在具体施工环节勤测量和尽早封闭,利于强化施工安全性。与此同时,也要确保排水工作顺利开展,要定期对掌子面周围降水水位进行观测,了解降水的实际情况和规律,确保土体的稳固性以及强化止水的效果[2]。
出现塌方后,如洞内泥砂较多,应先将砂袋在底部堆码,再封闭掌子面,砂袋堆码主要是防止泥土或泥沙继续向下滑移或流动,在掌子面封闭前,应先保证塌方土体基本处于稳定状态,砂袋应分层多排堆码,因砂袋与塌方土体间不可避免会存在间隙,在砂袋堆码完成后,应在其与土体之间打设一些木条或木桩,使其接触紧密,增加密实度和强度。对于局部部位高度较高,难以用砂袋撑堵,可用方木或工钢对土体进行支撑,方木、工钢与土体接触面加木板。
为防止塌体处因不断受到干扰造成进一步发展,而对施工人员安全造成威胁,应立即对掌子面进行初喷砼,将整个掌子面全部封闭,厚度控制在 5cm 以上,部分较危险部位可先挂设钢筋网片,并将混凝土厚度加厚。在封闭掌子面的工作中,为保证下一步注浆工作的安全实施,必需对掌子面后段初支进行有效加固,以保证后方安全。该段长度一般控制为掌子面往后 5 米。主要是初支背后回填注浆、增设锁脚锚管、注双液浆,并打设径向注浆管注浆,在注浆施工时,为防止初支沉降超限,必要时应设置临时竖撑、横撑等。
3.2承压水突涌风险现场应急处置措施
在基坑开挖施工过程中,对承压水的水位进行仔细、认真的观测和控制,为防止井点坏损,布设一定数量的预备井点。一旦出现突涌险情,现场应立即疏散人员,同时对可能造成影响的周边单位或住宅内的人员进行疏散。通知相关管线单位,根据影响程度进行管线监护和处置。会同交警部门对影响到的周边道路进行调整和交通疏解。开启所有承压水抽水泵,降低承压水水位。对小型基坑如出入口等,可及时采用回灌水填土等方法,对大型基坑则应立即进行回填土方(以粘性土为佳)。如果采用回灌水的方法,马上与消防部门联系,从附近消防栓中取水回灌,另外由于回灌水用水量较大,如消防栓水量不够,同时与自来水公司联系,从附近供水管道中取水。加强对基坑及周边建筑物的沉降观察。在降水措施采取的同时,寻找涌水源,对其采取必要的技术措施。
4.冷冻法暗挖施工的安全风险控制
4.1 开挖面有化冻现象处理举措
开挖施工人员如果发现已开挖暴露面不断土块掉下,且影响面积较大,而周围土体有松冻现象,要立即通知冷冻站施工人员,由冻结施工人员根据判断情况,加强冻结,同时用保温板做好开挖面保温和支护工作。
4.2开挖面冒顶、渗水处理举措
如果开挖过程中有水渗出,立即停止施工,在第一时间由当班工长通知值班管理人员,同时对渗漏水点进行处理。若量很小,只是滴漏,并没有形成线流,可用双快水泥封堵,冷冻站人员及时对渗水点进行观察,立即查找原因,调整冻结参数。如果线流且量大,要用沙袋回填开挖面后商定处理方案。在开挖时,万一冻结壁局部被破坏,有涌水冒砂时,可以根据情况采用延长冻结进行抢险。通道内准备 3 米长 16#槽钢(或钢管)若干根,足够的粘土和砂袋,在必要时堆粘土和砂袋封闭通道,预防淹隧道。
4.3开挖通道大量涌水处理举措
开挖前必须安装符合安全技术要求的刚性防护门,若开挖过程中通道有大量水涌出,可先采用砂袋封堵,关闭防护门,然后,通过防护门门框上的预留阀门,向开挖区内充填粘土,并压入空气,使冻结壁内外压力平衡,然后继续冻结并加强监测,待冻土扩展及强度达到预计要求时,放掉压缩空气,确认冻结壁稳定后才打开防护门继续掘进。
4.4管线与周围安全风险管控举措
首先要依据按实际需求降水以及分层次、分级别降水的原则进行降水,确保降水周围地下水位的稳定性,避免水位出现上下波动问题,以免降水过多引发地层沉降。其次,应尽量控制和减少对土体的扰动,及时封闭成环。控制好开挖进尺,尽量缩短开挖临空面的暴露时间,支护后对初支背后实施回注浆加固。加强管线和其周围建筑物的检测与巡视,应用信息化技术实施在线检测与指导,必要时要对管线与周围建筑物实施加固保护,如,利用注浆加固以及增设隔离桩等方法进行有效保护[3]。
结束语:
总之,暗挖地铁在施工期间,常出现各类安全风险,尤其是涌水和坍塌风险,影响地铁施工进展。因此,为了避免上述问题,暗挖地铁施工期间,施工人员要重视施工前期的地质条件与环境勘察工作,做好导管角度以及长度和间隔距离的设计工作,重视超前注浆与加固处理工作,控制好冷冻参数,并准备好充分的应急处置措施,则避免安全质量事故(事件)发生,有效控制工程安全风险,营造安全的施工环境。
参考文献:
[1]刘磊.暗挖地铁施工中的安全质量控制策略[J].中国建材科技,2020,29(02):96-97.
[2]帅建兵.暗挖地铁施工中的安全质量控制实践思考[J].工程建设与设计,2019,(05):150-151+154.
[3]李博.地铁暗挖施工中的安全质量控制实践思考[J].建材与装饰,2019,(07):263-264.