地铁工程施工安全的探讨

目前我国城市轨道交通建设规模在不断扩大，其中地铁建设也在不断规划中。地铁工程的施工必须穿越城市中的大部分敏感城建设施，在复杂环境中存在着很多不确定性和很高的风险。所以，在城市地铁建设中对安全的控制至关重要，需要不断完善复杂地铁工程施工安全控制体系，以下主要对这些方面进行阐述。

一、复杂地铁工程施工安全控制流程

地铁工程的施工安全必须严格按照其施工安全控制流程执行，在工程施工之前：确定合理恰当的地铁施工专项方案，该方案的制定要充分分析施工安全风险，同样也要对地铁结构的安全性进行评估，并制定地铁结构变形控制的标准；在工程施工过程中：对于正在进行的施工项目要实时监督，设置全面的远程自动化监测体系，保证施工中地铁结构的动态变化及其安全状态，并能根据监控所得的动态信息及时调整施工方案的不足，对于可能出现的异常情况能提前做好预案准备，有效的控制地铁隧道施工全过程中的风险[1]；在工程施工完成后：对于地铁工程项目的总体结构效果进行安全性方面的评估分析，之后由評估结果确定当前地铁项目是否成功，是否需要进行一定的修复或者恢复工作。

二、复杂地铁工程施工安全控制技术 （一）施工方案

在确定地铁工程施工方案的时候，首先运用模拟数值计算，对比分析常用的地铁大断面隧道施工方法，可以得出柱洞法在所有的施工办法中能绝对沉降控制的结论，看到其显示出的明显优势。这种施工办法的工作步骤是先中洞后侧洞，进行中洞施工的时候，首先确定四个相互之间的导洞，并保持中洞的永久衬砌结构，其次在保证中洞衬砌的支撑之下对侧洞进行确定，最后完成隧道衬砌。

（二）施工辅助措施 1、施工降水

为了保证暗挖工程的安全质量和控制沉降，必须有效的控制地下水。在实际的施工中存在地理位置和地面条件的，施工降水方案一般要结合地面和洞内两种环境的特点，在地层中所残留的水特别是潜水残留水，可以利用的措施有：结合实际的地质情况，如果隧道拱部上层滞水或管线渗漏水，可进行一定的注浆

来堵水同时对地层进行加固；如果潜水所在范围在车站断面，可以直接进行截水沟与集水坑明排；如果是潜水在既有线隧道拱部，可结合堵排两种方式，打水平钢管使洞内水排到洞外，若存在部分残余水，只需在掌子面进行注浆止水即可；如果上述方式都不能满足施工降水的作用，在洞内增加轻型井点，使用真空降水的方式[2]。

2、超前大管幕

利用管幕超前支护能有效的防止塌方，同样也能控制一定程度地沉降，其在下穿地表和地下建筑物的时候有超前预支护的作用。这种措施已经在北京崇文门地铁的建筑中运用，其管幕设置在既有环线隧道和新建地铁车站隧道拱顶二者之间，沿车站隧道单层断面拱部布设一环。钢管之间双扣为槽钢，单扣为工字钢，环向相邻钢管中心线之间有一定的间距。超前大管幕的施工一般利用水平液压钻孔顶管机，施工工艺为先顶进后出土，钻头与钢管前段有一定的距离，利用这种工艺对于地层沉降有很好的控制，并且在实际的施工中能减少震动，基本没有噪音的产生。

3、水平跟踪补偿注浆

在管幕施工过程中和实际的开挖中会产生地层一定程度地损失，我们必须对地层进行加固并有效的控制既有线结构的变形，所以水平跟踪补偿注浆就是最有效的工艺。补偿注浆管利用的是袖阀管，在施工中的连接方式是分段的，为了保证其同大管幕的施工是一致的把其固定在大管幕钢管上。袖阀管能单项进行止浆，所以如果任意段有注浆的需要都可以进行，能保证不对注浆管产生堵塞的现象，如果有需要，可以进行很多次的注浆。主要的跟踪注浆材料有普通水泥、粉煤灰、膨润土。

4、全断面预注浆

在中洞管幕施工中有对天梁的开挖，也有对地梁的导洞，这些步骤中都有产生渗水或坍塌的现象，所以在中洞管幕施工程序结束之后，很有必要对掌子面进行一次全断面的注浆。进行全断面的注浆不仅可以对管幕施工过程中产生的地层损失进行补偿，把降水盲区的残余水置换，而且可以对地层有加固的作用，增加土体的密实度。总体上来看，土体的变形和沉降可能会降低，地层对管幕的支撑作用也会增强。

具体注浆是分段的，坚持多孔少注，注浆过程一次完成，操作过程中要对压力严格控制，防止结构隆起或变形缝部位产生破坏冒浆[3]。对粉细砂、粉砂质粘土或粘土地层进行注浆的时候，材料一定要选择用MC超细水泥液浆。对中粗砂或卵砾石地层进行注浆的时候，可以使用普通水泥液浆，但是在普通水泥液浆中要加入XPM无收缩添加剂。

5、背后回填注浆

因为施工工艺和施工材料存在一定的特殊性，所以在初支结构和管幕以及土体之间、初支和二次衬砌之间是有一定的孔隙的。如果不及时回填该孔隙，很容易造成控制地层的扰动变形或者既有线结构的沉降。而背后回填注浆就是对这些空隙进行回填，其浆管的设置沿每榀格栅钢架周边径，每个小断面封闭成环后立即进行初支背后回填注浆，回填注浆每3m一循环，保证施工的过程中掌子面是封闭的，用预留的回填注浆管在初支背后压入水泥砂浆。在拱部、侧墙和底拱都要进行回填注浆，浆液一般是普通水泥浆或水泥砂浆。

6、自动监测系统

自动监测系统的完善对整个施工过程是很好的监督，传统的监测技术无法对高密度的行车区间进行监督，所以需要利用高精度远程自动化监测系统。这种监测系统能实现对地铁结构变形的监控，监测隧道结构沉降、轨道结构沉降采用的是静力水准系统；监测两轨水平间距采用的是变位计；监测两轨高差采用的是梁式倾斜仪；监测变形缝胀缩采用的是测缝计。

结束语：

综上所述，要保证复杂地铁工程施工安全控制技术，首先要详细的调查及评估地铁结构，制定出合理有效的结构变形控制标准；其次对施工全过程的安全风险进行科学的计算分析，确定出最优化的施工方案；最后要保证整个施工过程中的实时监控，对于结构的变化及时发现并采取一定的措施，从而确保了整个地铁施工的安全进展。

参考文献：

[1]周诚.地铁工程建设安全控制系统设计与应用研究[D].华中科技大学，2007.

[2]丁烈云，吴贤国，骆汉宾，付菲菲.地铁工程施工安全评价标准研究[J].土木工程学报，2011，11：121-127.

[3]阳光.地铁工程施工危险源辨识研究[D].华中科技大学，2009.