地鐵區(qū)間隧道施工塌方原因分析及控制

楊瑞娟 賀園園 巨子琪

摘 要：近年來，地鐵建設里程逐年增加，與此同時，區(qū)間隧道施工事故也在不斷發(fā)生，本文針對地鐵區(qū)間隧道淺埋暗挖法塌方事故進行原因分析，并針對原因提出了相應的安全管理控制措施。

關鍵詞：地鐵區(qū)間隧道；淺埋暗挖發(fā)；塌方；技術原因；應對措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.104

0 引言

近年來，地面交通擁堵嚴重，各大中型城市紛紛修建地鐵緩解交通壓力。與此同時，地鐵施工中安全事故頻發(fā)，據(jù)統(tǒng)計，2002～2016年地鐵施工事故246起，其中區(qū)間隧道事故108起。[1]地鐵區(qū)間隧道施工中發(fā)生比例最高的事故為塌方，占地鐵施工事故比例的43%，其次為物體打擊，占比13%，其余事故發(fā)生率均在10%以下。而我國在地鐵施工安全控制方面的研究尚在起步階段。為此本文針對地鐵區(qū)間隧道的淺埋暗挖法施工的塌方事故，分析其發(fā)生的原因，并據(jù)此提出安全控制措施。

1 地鐵區(qū)間隧道塌方原因分析

地鐵區(qū)間隧道塌方的原因錯綜復雜，從風險的角度分析可以歸納為三個方面：環(huán)境原因、技術原因、管理原因。

1.1 環(huán)境原因

（1）自然環(huán)境原因。地鐵區(qū)間隧道塌方的自然環(huán)境誘因主要是圍巖穩(wěn)定性差和地下水作用兩個方面。對于淺埋暗挖法施工隧道，埋深較淺，上部土層主要為人工填土，密實度小，滲透性大，屬于欠固結土，穩(wěn)定性差，在失去下部支撐后容易坍塌。地下水是造成地鐵區(qū)間隧道塌方的另一個主要原因。當隧道開挖至地下水位以下，地下水的滲流力都是造成塌方的主要原因，通常表現(xiàn)為滲水潛蝕、流沙、管用等現(xiàn)象。因此在施工時要采取封堵和降低地下水位等措施，但施工結束后，地下水位回升，依然會對結構層產生不利影響，同時降低水位還可能影響到地表沉降。

（2）施工環(huán)境原因。地鐵區(qū)間隧道塌方的施工環(huán)境誘因主要有地面交通、地下管線兩個方面。地鐵線路一般都是沿著交通繁忙的線路設置，而在線路下方一般都敷設有給排水管道，電纜等管線。在施工過程中，地面交通反復荷載對地下隧道形成震動，即使頂板出現(xiàn)很小的垂直位移，也會導致地表出現(xiàn)不均勻沉降，管道開裂，滲漏，嚴重時出現(xiàn)突水涌泥，造成塌方。

1.2 技術原因

（1）設計文件考慮不足。一般地質勘察都采用坑探、鉆探、觸探等抽樣勘察法，這樣就很難勘察到分布范圍小的特殊地質，如少量的上層滯水、水囊、墓穴、特殊地質等，這將導致設計文件、施工方案與實際地質不符，嚴重時會造成塌方。

（2）施工方案不完善。施工方案方面的原因是區(qū)間隧道塌方的主要原因，造成施工方案不完善不合理的原因有三方面。首先，方案制定依據(jù)和實際情況有偏差造成施工方案不完善，如地質偏差，地下水分布偏差，設計圖紙偏差等。 其次，制定方案者考慮不周全，而且方案未經審批或論證直接用于指導施工。再次，施工方案本身是合理的，而在施工過程中并未嚴格執(zhí)行，出現(xiàn)私自變更方案導致事故甚至是塌方的。

（3）監(jiān)控測量風險。在區(qū)間隧道開挖過程中要對開挖斷面、支護結構、臨近建筑物、地表沉降、地下水等實施不間斷監(jiān)控測量，并進行超前地質預報，根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)把握支護時機，調整施工方案。而在實際施工中只重視監(jiān)控測量，不重視監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析和應用，依然按照原施工方案進行，導致初期支護不及時，圍巖變形大，地表沉降大，嚴重時導致塌方。

1.3 管理原因

施工單位為了確保施工安全質量，都制定有嚴格的制度，如技術交底制度、安全教育制度、安全質量檢查制度、持證上崗制度、專職安全員制度等。但在實施過程中由于以往陋習的存在，或是方便施工，加快進度等，很多制度都沒有被徹底執(zhí)行，流于形式，造成管理不嚴，甚至導致事故。

2 風險防治措施

通過上述的原因分析，針對不同的原因提出相應的防止區(qū)間隧道塌方的安全控制措施，保證區(qū)間隧道施工的安全。

2.1 環(huán)境風險防治措施

對于自然環(huán)境風險應在地質勘測結果的基礎上，加強超前地質預報，并分析地質預報資料，形成完善的應急預案。對于施工環(huán)境風險因素應該在施工前加強調查，調查內容包括給排水管道的位置、年限，電纜埋設位置，地面交通流量等內容，并和相關單位協(xié)商予以遷移或者加固，實施交通導行，減少給排水管道滲漏的風險以及動荷載對區(qū)間隧道的影響。

2.2 技術風險防治措施

淺埋暗挖區(qū)間隧道開挖，嚴格執(zhí)行十八字原則，即“管超前、嚴注漿，短開挖、強支護，快封閉、勤量測”。在此基礎上還要做到以下幾個方面。

（1）為了減少勘察誤差帶來的風險，施工前應加大勘察密度，施工中應重視超前地質預報，并將二者所得資料系統(tǒng)的對比分析，在此基礎上制定周密的應急預案。（2）嚴格執(zhí)行施工方案的審批制度，對于超過一定規(guī)模的，技術難度較大的方案還應組織專家論證，通過之后才可用于指導施工。在施工過程中堅決杜絕為了方便施工更改施工方案的現(xiàn)象，加強監(jiān)理，一經發(fā)現(xiàn)立馬制止，并應采取嚴格的懲罰。（3）加強監(jiān)控測量，重點監(jiān)控區(qū)間隧道的水平收斂、拱頂下沉、地表沉降、支護結構應力應變、周圍建筑物、管道的滲水量等內容，并對監(jiān)控資料實時分析，及時采取措施控制變形，避免塌方。

2.3 管理風險防治措施

（1）建立完善的施工質量安全保證體系，加強施工作業(yè)中的質量安全檢查，確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。（2）為保證施工質量安全，現(xiàn)場要求專人統(tǒng)一指揮，并設一名專職安全員負責現(xiàn)場的安全工作，堅持班前進行安全教育制度。（3）施工中應對機械設備進行定期檢查、養(yǎng)護、維修。（4）堅持安全教育，加強全員安全意識教育。（5）嚴格按設計及施工規(guī)范要求進行施工，認真執(zhí)行相關的施工安全規(guī)程。（6）加強技術交底制度。

在此基礎上還應制定嚴格的獎懲措施，確保制度能被貫徹執(zhí)行。

3 結束語

本文從環(huán)境、技術、管理三個方面分析地鐵區(qū)間隧道淺埋暗挖法施工塌方的原因，并針對各項原因提出了區(qū)間隧道塌方的預防措施。對于隧道開挖應嚴格執(zhí)行“管超前、嚴注漿，短開挖、強支護，快封閉、勤量測，速反饋”的原則[2]。

參考文獻：

[1]李皓燃，李啟明，陸瑩.2002-2016年我國地鐵施工安全事故規(guī)律性的統(tǒng)計分析[J].都市快軌交通，2017，30（01）：12-19.

[2]李世民，劉志強，彭友君等.北京地鐵礦山法施工隧道坍塌原因分析及預防處理措施[J].工程勘察，2008（08）：13-16.