復(fù)雜地鐵工程施工安全控制技術(shù)探究

（中煤中原（天津）建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，天津 300300）

我國(guó)軌道的交通建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，地鐵建設(shè)受到廣泛關(guān)注，獲得更多先進(jìn)技術(shù)的支持。進(jìn)行地鐵施工時(shí)，需要穿越城市中敏感的基礎(chǔ)建筑與城建設(shè)施，大部分地鐵工程所處的環(huán)境較為復(fù)雜，存在較大不確定性，風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，在進(jìn)行城市地鐵建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)盡可能保證施工安全，不斷完善地鐵施工安全體系，全面提升地鐵工程的施工質(zhì)量。

1 地鐵工程施工特點(diǎn)

地鐵項(xiàng)目的建設(shè)工期相對(duì)較長(zhǎng)，工作量大，在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)依靠各個(gè)部門的共同合作，完成相應(yīng)的施工任務(wù)。由于使用的施工技術(shù)、施工管理相對(duì)難度較大，因此，在地鐵進(jìn)行施工前，須及時(shí)了解各個(gè)環(huán)節(jié)的具體步驟。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，應(yīng)對(duì)施工要點(diǎn)與施工技術(shù)進(jìn)行管理，使施工各環(huán)節(jié)均可以獲得更加優(yōu)質(zhì)的施工質(zhì)量。

在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)，地鐵地基是較為重要的一項(xiàng)施工內(nèi)容，主要由于地鐵處于地下，承受的壓力相對(duì)較大。在進(jìn)行地基開(kāi)挖時(shí)，易遇到一定的限制，為了制定更加健全的方案，需要有效預(yù)防不利因素可能帶來(lái)的負(fù)面影響[1]。

2 復(fù)雜地鐵工程施工安全控制流程

地鐵工程在施工過(guò)程的安全性應(yīng)有所保障，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)安全控制流程，執(zhí)行相關(guān)的施工要求。在工程開(kāi)始前，首先需要確定對(duì)地鐵施工的專項(xiàng)方案，這些方案在制定時(shí)，應(yīng)進(jìn)行施工安全風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)評(píng)估，了解地鐵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定情況。制定地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的控制標(biāo)準(zhǔn)，使其在實(shí)際工程施工中，可對(duì)正在進(jìn)行施工的項(xiàng)目及時(shí)監(jiān)控，并設(shè)置全方位的遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)體系，以便獲得施工中地鐵結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，使地鐵結(jié)構(gòu)可始終保持在一個(gè)穩(wěn)定可靠的狀態(tài)內(nèi)。應(yīng)根據(jù)監(jiān)控所得的動(dòng)態(tài)信息反饋，了解并調(diào)整施工方案中可能存在的不足，對(duì)施工過(guò)程存在的異常狀況需要做到提前準(zhǔn)備，并提供解決方案，全程對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效控制。在施工完畢后，需要對(duì)地鐵工程中的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估及安全分析，再根據(jù)評(píng)估的結(jié)果，了解目前地鐵項(xiàng)目的成功率及是否需要進(jìn)行修復(fù)與恢復(fù)工作[2]。

3 復(fù)雜地鐵工程施工安全控制技術(shù)洞樁法

3.1 施工方案控制技術(shù)

首先在地鐵工程施工前，需要能夠確定地鐵的施工方案，采用模擬數(shù)值的方法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)地鐵中大斷面的具體隧道施工方法進(jìn)行對(duì)比、分析，有效得出主動(dòng)法，需要在所有施工辦法中，選擇絕對(duì)沉降控制的結(jié)論，深入分析結(jié)論所顯示的施工優(yōu)勢(shì)、施工辦法及工作步驟，工作步驟應(yīng)從中洞開(kāi)始進(jìn)行，再進(jìn)行測(cè)洞施工。在完成相關(guān)施工的過(guò)程中，應(yīng)確定導(dǎo)洞相互間是獨(dú)立的，導(dǎo)洞須擁有長(zhǎng)久的襯砌結(jié)構(gòu)，可確保中洞襯砌的支撐，完成整個(gè)隧道的襯砌[3]。

3.2 施工降水

為了保障暗挖工程的安全質(zhì)量，解決沉降問(wèn)題，須對(duì)地下水予進(jìn)行更深入的了解，并實(shí)施一定的控制，使實(shí)際施工過(guò)程存在限制，如地理位置、地面條件等，使施工降水方案能夠結(jié)合地面、導(dǎo)洞兩種不同環(huán)境的特點(diǎn)。

對(duì)于地層殘留的水分，尤其是針對(duì)潛水水流，首先應(yīng)結(jié)合地質(zhì)的實(shí)際情況，一旦隧道拱部的上層存在滯水或管線滲漏水的現(xiàn)象，可以通過(guò)注漿的方式進(jìn)行堵水處理，可以進(jìn)行地層方面的加固。潛水存在的范圍主要是車站斷面層，需要使用截水溝及集水溝完成明排任務(wù)。一旦潛水處于隧道的拱部，需要結(jié)合堵、排兩種方法進(jìn)行水平鋼管的搭建，確保洞內(nèi)的水分能夠有效排到洞外。如果仍存在部分殘余水分，只需采用注漿的方式在掌子面進(jìn)行水分阻止。以上方法均難以滿足施工過(guò)程產(chǎn)生的降水情況時(shí)，需要在洞內(nèi)增加一些輕型井點(diǎn)，通過(guò)真空降水的方法解決這一問(wèn)題[4]。

3.3 超前大管幕

通過(guò)使用管幕超前支護(hù)，可有效避免可能產(chǎn)生的塌方現(xiàn)象，可盡量做到控制沉降問(wèn)題，在下穿地表及穿過(guò)地下建筑物的過(guò)程中，可起到超前預(yù)支護(hù)的作用。此措施在較發(fā)達(dá)的城市中已獲得廣泛的使用，管幕設(shè)置在已有的環(huán)線隧道以及新建地鐵車站的隧道拱頂處，沿著車站隧道單層斷面的拱部，布置已環(huán)鋼管相互間的雙扣式槽鋼、單扣式工字鋼及環(huán)向相鄰鋼管的中心線，各部件間需要保持一定間距[5]。

超前管幕施工一般使用水平液壓鉆孔的頂管機(jī)[6]。其施工的方式是一種較為先進(jìn)、較典型的工藝方式，鉆頭與鋼管間存在一定距離。超前管幕施工能夠有效控制地層沉降的問(wèn)題，在實(shí)際施工過(guò)程中，減少產(chǎn)生的震動(dòng)，可以避免噪聲的出現(xiàn)，緩解噪聲的污染問(wèn)題。

3.4 水平跟蹤補(bǔ)償注漿

在實(shí)際進(jìn)行管幕施工的過(guò)程中，實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生地層損失，因此，在實(shí)際進(jìn)行施工時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行地層加固，并有效控制結(jié)構(gòu)的變形情況，促使水平跟蹤補(bǔ)償注漿可發(fā)揮更多的價(jià)值[7]。補(bǔ)償注漿管使用的是袖閥管，在施工中的連接方式屬于一種典型的分段連接，為了保障與管幕施工間相互一致，需要將其有效固定在管幕的鋼管上，使袖閥管可進(jìn)行單向止?jié){。若出現(xiàn)了注漿，其實(shí)際需求須采取相關(guān)措施予以解決，應(yīng)保障在注漿過(guò)程中，注漿管不會(huì)產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。針對(duì)特殊要求可通過(guò)多次實(shí)施不同注漿完成，常用的注漿材料包括普通水泥及膨潤(rùn)土等[8]。

3.5 全斷面預(yù)注漿

在中洞管幕的施工過(guò)程中，存在對(duì)天梁開(kāi)挖及對(duì)地梁搗動(dòng)的情況，這些步驟均會(huì)產(chǎn)生滲水或坍塌的現(xiàn)象[9]。因此，在結(jié)束中洞管幕施工的程序后，應(yīng)對(duì)掌子面進(jìn)行全斷面注漿，不斷對(duì)管幕施工過(guò)程產(chǎn)生的地層損失進(jìn)行補(bǔ)償，可置換降水盲區(qū)的殘余水分，做到有效加固地層，提升土體的整體密實(shí)度，降低土體變形與沉降，增加地層對(duì)管幕的支撐作用。具體注漿是分段進(jìn)行的，應(yīng)始終堅(jiān)持多孔少注的原則，一次性注漿。在注漿的過(guò)程中應(yīng)避免結(jié)構(gòu)隆起、變形及縫位出現(xiàn)破壞冒漿的情況[10]。粉細(xì)砂、粉砂質(zhì)黏土或黏土地層應(yīng)進(jìn)行全面注漿，需要選擇超細(xì)的水泥液漿作為材料。針對(duì)粗砂或軟濕地注漿，漿料可采用無(wú)收縮普通水泥。

3.6 背后回填注漿

施工工藝與所使用的材料較為特殊，不同結(jié)構(gòu)間可能會(huì)存在孔隙，如不及時(shí)回填孔隙可能會(huì)導(dǎo)致控制地層搗動(dòng)變形或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降[11-12]。背后回填注漿主要是沿柵鋼架的周邊回填孔隙，使不同的斷面間能夠形成閉環(huán)，再進(jìn)行回填注漿，使掌子面始終處于封閉狀態(tài)。

3.7 自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

完善監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可監(jiān)督整個(gè)施工過(guò)程，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)難以監(jiān)督密度較高的行車狀況，因此，需要使用高精度遠(yuǎn)程自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)變形的全面監(jiān)控。應(yīng)了解監(jiān)測(cè)隧道結(jié)構(gòu)的沉降問(wèn)題，軌道結(jié)構(gòu)的沉降需采用靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)，使用變位機(jī)監(jiān)測(cè)量軌的水平間距，使用傾斜儀測(cè)量軌道高差，使用測(cè)風(fēng)儀監(jiān)測(cè)變形膨脹[13]。

3.8 利用信息化技術(shù)進(jìn)行控制

隨著科學(xué)技術(shù)更加先進(jìn)，在進(jìn)行地鐵工程施工時(shí)，可將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)融入項(xiàng)目安全監(jiān)督管理中[14]。

通過(guò)現(xiàn)代化的信息管理手段，可滿足安全監(jiān)控及管理的具體需求，比如在地鐵工程的實(shí)際施工過(guò)程中，施工團(tuán)隊(duì)組織地鐵施工建設(shè)時(shí)，應(yīng)明確信息化的管理模式，將復(fù)雜的地鐵工程項(xiàng)目，及時(shí)通過(guò)信息數(shù)據(jù)的方式傳輸?shù)叫畔⒐芾硐到y(tǒng)中，對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比與分析，促使數(shù)據(jù)查詢更健全。

施工單位對(duì)工程量的狀況進(jìn)行核算時(shí)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，了解生產(chǎn)項(xiàng)目的進(jìn)度報(bào)表，對(duì)基礎(chǔ)信息及開(kāi)挖掘工程的每一個(gè)環(huán)節(jié)均進(jìn)行統(tǒng)一管理，促使施工可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)督[15]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行地鐵施工時(shí)，使用相對(duì)先進(jìn)的施工安全技術(shù)，可妥善完成施工項(xiàng)目。地鐵是城市高效節(jié)能的一種交通方式，可以有效緩解城市交通面臨的壓力。因此，提升地鐵施工質(zhì)量、效率，可完善我國(guó)的城市建筑工程。復(fù)雜的地鐵施工存在一定安全隱患，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇科學(xué)有效的技術(shù)，提升我國(guó)地鐵施工水平。