雙側(cè)壁導(dǎo)坑法地鐵隧道開(kāi)挖施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究

李昊炎

（中鐵四局集團(tuán)第三建設(shè)有限公司 北京豐臺(tái) 100076）

0 引言

地鐵隧道工程管理施工過(guò)程質(zhì)量控制是一項(xiàng)非常繁瑣并且重要的工作，對(duì)相關(guān)管理人員的職業(yè)素養(yǎng)要求極高，即要求其具備專(zhuān)業(yè)的技術(shù)知識(shí)，又要求其具備優(yōu)秀的管理能力。其現(xiàn)場(chǎng)施工管理的工作系統(tǒng)性強(qiáng)，需要該項(xiàng)目體系內(nèi)的多部門(mén)協(xié)同完成，才能確保地鐵隧道工程現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作的更加科學(xué)有效的推進(jìn)。地鐵隧道工程是一項(xiàng)集合多個(gè)環(huán)節(jié)的項(xiàng)目，是一個(gè)施工時(shí)間長(zhǎng)的系統(tǒng)性工程，各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，任何一個(gè)小的失誤都會(huì)造成地鐵隧道工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況發(fā)生，因此就需要相關(guān)管理人員能夠有效的檢驗(yàn)工人進(jìn)行施工時(shí)的施工技術(shù)是否按照要求執(zhí)行，這對(duì)地鐵隧道工程現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員有著較高的職業(yè)素養(yǎng)要求。

1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法概述

在地鐵隧道施工中，運(yùn)用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行隧道的開(kāi)挖工作是當(dāng)前較為常用的一種方法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法又稱(chēng)雙側(cè)壁導(dǎo)洞法或眼鏡工法，是以新奧法為基礎(chǔ)原理進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)后的一種施工方法。主要適用于斷面很大、地層較差的Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖地層、不穩(wěn)定巖體和淺埋段、偏壓段、洞口段。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工特點(diǎn)是將大面積的隧道橫截面分割成為多個(gè)洞室，通過(guò)對(duì)各洞室進(jìn)行開(kāi)挖封閉成環(huán)后，形成隧道。這種施工技術(shù)有效的解決了橫截面積大，體表深度較淺，在構(gòu)筑物下方開(kāi)挖隧道的安全性。需要注意的是，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法具有安全管理風(fēng)險(xiǎn)、周邊建筑物及地表沉降風(fēng)險(xiǎn)、拱部坍塌風(fēng)險(xiǎn)、爆破作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、臨時(shí)用電風(fēng)險(xiǎn)、拆除臨時(shí)支撐風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)等七個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。在進(jìn)行雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行隧道開(kāi)挖工作時(shí)，需要注意開(kāi)挖橫截面應(yīng)該近似于橢圓形，避免應(yīng)力集中效應(yīng)，而且在開(kāi)挖過(guò)程中盡量減少對(duì)周?chē)鷰r石的擾動(dòng)。在開(kāi)挖初期，一般采用鋼筋、鋼架、拱架和噴射混凝土來(lái)起到一個(gè)柔性的防護(hù)體系，通過(guò)這種簡(jiǎn)單的防護(hù)體系來(lái)保證開(kāi)挖初期的安全，在這段時(shí)期進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)當(dāng)快速封閉成環(huán)，以此能夠更好的利用圍巖的自承能力來(lái)承受土壓。在進(jìn)行該階段施工時(shí)需要注意圍巖的變形情況，一旦出現(xiàn)變形應(yīng)當(dāng)立即停止施工，進(jìn)行人員疏散工作。隧道施工過(guò)程中，施工單位都會(huì)建立一套圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)信息化、自動(dòng)化的方式監(jiān)管?chē)鷰r情況，了解施工風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)，從而能夠更加科學(xué)合理的進(jìn)行施工調(diào)整，以此確保施工的安全性和工程的質(zhì)量可靠性。

1.1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的工藝流程

第一步：在隧道的左側(cè)先挖出導(dǎo)洞作為上臺(tái)階，這一施工目的主要是為了在施工初期保障左側(cè)支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)的作用，然后再拱頂處進(jìn)行注漿作業(yè)。

第二步：在上臺(tái)階下方約10～15m的地方進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖后的結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為下臺(tái)階，主要目的也是作為左側(cè)支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)的作用，具體施工形狀如圖1所示。

圖1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法第一、二、三、四步施工

第三步：在左側(cè)下臺(tái)階最右邊再向右邊計(jì)算10～15m的位置進(jìn)行右側(cè)下臺(tái)階的開(kāi)挖工作，工作流程與目的與第一步要求一樣，實(shí)際間隔距離以計(jì)劃開(kāi)挖隧道的橫截面積進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。

第四步：在左側(cè)上臺(tái)階最右邊再向右邊計(jì)算10～15m的位置進(jìn)行右側(cè)下臺(tái)階的開(kāi)挖工作，工作流程與目的與第一步要求一樣，具體施工形狀如圖2所示。

圖2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法第五、六、七步

第五步：在右側(cè)導(dǎo)洞下臺(tái)階位置，向左邊主動(dòng)上臺(tái)階10～15m的地方進(jìn)行開(kāi)挖和噴混作業(yè)，以此形成頂壁的支護(hù)效果。

第六步：等到主動(dòng)上臺(tái)階的噴射混凝土凝固后，進(jìn)行中臺(tái)階的開(kāi)挖工作，距離應(yīng)當(dāng)控制在10～15m的范圍。

第七步：在主洞開(kāi)挖完成后，其下方5～10m的地方進(jìn)行下臺(tái)階的開(kāi)挖工作，開(kāi)挖完成后，第一、二、五、六、七就成為整個(gè)隧道前期的支護(hù)體系，直至主洞全部閉合，如圖3所示。

圖3 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法第八、九步

第八步：分段將初支結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行拆除，同時(shí)施做仰拱防水、綁扎仰拱二襯鋼筋并進(jìn)行混凝土澆筑，同時(shí)綁扎仰拱二襯鋼筋并進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)回填平整后完成

第九步：在隧道初支的四周鋪設(shè)防水層，進(jìn)行二襯拱墻施工。

1.2 通過(guò)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行隧道開(kāi)挖工作的注意事項(xiàng)

（1）運(yùn)用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行隧道開(kāi)挖工作時(shí)，側(cè)壁導(dǎo)坑的形狀應(yīng)當(dāng)是1/4個(gè)橢圓形的，兩個(gè)側(cè)壁導(dǎo)坑的橫截面積之和應(yīng)當(dāng)約等于整個(gè)隧道橫截面積的1/3。

（2）開(kāi)挖過(guò)程中遇到圍巖時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量使用開(kāi)挖機(jī)或人工進(jìn)行圍巖的清除工作。如果必須進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，務(wù)必注意爆破安全，減少因爆破施工造成的對(duì)地層的擾動(dòng)。因此應(yīng)避免爆破施工，在城市施工中更要避免。

（3）在進(jìn)行隧道開(kāi)挖工作時(shí)，需要嚴(yán)格按照相應(yīng)規(guī)范做好支護(hù)的監(jiān)控測(cè)量工作，隨時(shí)檢測(cè)圍巖及支護(hù)的變形情況，以確保在后續(xù)施工工程中及時(shí)修正支護(hù)參數(shù)，改變施工方法，確保施工工作的安全。

（4）施工過(guò)程中，左右導(dǎo)洞的距離不能小于10m，前后差距不能小于10m。在進(jìn)行中間坑洞進(jìn)行施工的時(shí)候，左右洞室與中間洞室的前后距離不能低于30～50m。

（5）待洞室開(kāi)挖完成后應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間進(jìn)行初期支護(hù)的施工，同時(shí)盡快使隧道形成閉環(huán)。

（6）在進(jìn)行左右導(dǎo)洞的上下臺(tái)階施工時(shí)，可以根據(jù)開(kāi)挖機(jī)械的高度設(shè)置臺(tái)階高度，建議施工隊(duì)伍配置適合的小型機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖工作，保證挖土工效。

（7）在對(duì)臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行拆除的時(shí)候需要考慮拆除后對(duì)工程后續(xù)施工的影響，要嚴(yán)格按照監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行拆除工作，通過(guò)安全、科學(xué)的拆除手段來(lái)保障工程的安全性。

（8）通過(guò)對(duì)拱頂部位實(shí)施小導(dǎo)管超前加固后，塊狀碎石被泥漿膠結(jié)起來(lái)，形成拱形受力圈提高整體強(qiáng)度，同時(shí)小導(dǎo)管剛度較大，能較好的起到管棚的作用，對(duì)拱頂起到較好的約束。

2 加強(qiáng)地鐵隧道工程施工質(zhì)量控制的具體措施

2.1 重視地鐵隧道工程施工安全，做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控工作

為了確保地鐵隧道工程施工管理工作順利進(jìn)行，首先要做好安全管理工作，加強(qiáng)安全施工宣傳預(yù)防培訓(xùn)工作。另外，為了更好的做到安全施工，施工單位應(yīng)建立科學(xué)合理的安全施工管理制度，明確施工安全，有效提高施工人員安全施工，規(guī)范操作的自覺(jué)性。施工安全技術(shù)也要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行優(yōu)化，施工單位要加強(qiáng)相關(guān)安全技術(shù)的投入，人員與技術(shù)的配合才能更快提高施工質(zhì)量，確保安全施工。

風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控是地鐵隧道工程施工安全管理中的一項(xiàng)重要組成，已被廣泛地應(yīng)用到了施工中，提高了安全管理的前瞻性與有效性。風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控屬于預(yù)防性的安全管理模式，特性是安全管理的前瞻性，有利于地鐵隧道工程安全管理應(yīng)急預(yù)案的建立。風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控是一種過(guò)程性的管理，也即在事故發(fā)生前，通過(guò)對(duì)于重大危險(xiǎn)源的進(jìn)行判別、有效監(jiān)控，削弱或消除危險(xiǎn)源安全事故的出現(xiàn)。風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控安全管理有利于地鐵隧道工程施工識(shí)別重大危險(xiǎn)源，同時(shí)能最大程度掌控生產(chǎn)過(guò)程中各種可能出現(xiàn)的安全隱患，并且也可最大限度減少生產(chǎn)過(guò)程中面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 有效的控制工程原材料質(zhì)量

想要有效的控制工程質(zhì)量，就要從工程原材料介入，并建立常規(guī)工程材料的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從中遴選取優(yōu)。對(duì)于提供劣質(zhì)原材料的供應(yīng)商建立相應(yīng)的記錄或者臺(tái)賬，拒絕采購(gòu)該部分供應(yīng)商的原材料。選擇合格的原材料才能建設(shè)出質(zhì)量可靠的工程，才能有效的確保精品工程。

2.3 做好機(jī)械設(shè)備的管理工作

現(xiàn)在的建筑工程項(xiàng)目由于有大量的大型機(jī)械設(shè)備的輔助，建設(shè)速度相比于以往有了大幅度的提升，但如果未能做好技術(shù)管理工作就容易造成設(shè)備故障或者事故的發(fā)生。因此相關(guān)技術(shù)管理人員需要合理規(guī)劃?rùn)C(jī)械設(shè)備的使用與維護(hù)，做好同類(lèi)設(shè)備的調(diào)度工作，避免單一設(shè)備長(zhǎng)期處于高負(fù)荷工作，從而造成設(shè)備故障引發(fā)工程事故的發(fā)生。同時(shí)也要做好大型設(shè)備的維護(hù)工作和小型設(shè)備的日常管理工作，要做到每天檢查每周檢修，保障機(jī)械設(shè)備的安全可靠。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的要求越來(lái)越好，要求我國(guó)市政工程項(xiàng)目不僅要建設(shè)的快，更要求高質(zhì)量。只有做好地鐵隧道工程現(xiàn)場(chǎng)管控及技術(shù)管理工作，才能促使工程安全有序的推進(jìn)。因此除了要保障工程質(zhì)量外，更要求企業(yè)做好現(xiàn)場(chǎng)管理的工作。工程企業(yè)在面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境時(shí)，要根據(jù)社會(huì)變化的實(shí)時(shí)性，以求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，做好現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)管理工作。在企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)不斷的對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作的分析研究，以此來(lái)取得越來(lái)越好的發(fā)展和進(jìn)步。