广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州 510000
摘要：为了减轻陆上的交通压力，降低环境污染程度，大中型城市都积极建设地铁工程，将交通从地上转到地下。不过在地铁隧道挖掘的过程中，由于对周围既有建筑物机理了解的不健全，使因地铁修建和隧道挖掘而造成的事故层出不穷，故为了更好地保证施工的完成质量，需要对地铁及临近既有建筑有一个清晰明确的了解。通过研究地铁隧道挖掘对临近既有建筑造成的影响，分析其中原因所在，提出具体地铁和临近既有建筑物补救防治策略。
关键词：地铁施工；邻近建筑物；安全风险管理
引言
随着我国现代城市化进程的不断推进，城市交通压力正迅速成为制约城市快速发展的瓶颈。而地铁以其舒适快捷、节能环保、安全准时等优势迅速博得各大城市的青睐。地铁作为城市交通“分流”的载体之一，必将建设在建筑密集、人流量较大的繁华地段，因此，地铁对周边邻近建筑物的安全也构成了威胁。
1 地铁施工的特点
1.1 附近环境有差异
地铁结构呈现出长条状的特点，每段工程的长度基本都超过了几十公里，使整个结构穿过不同的地层，而每个地层周围有不同的建筑物与线路分布，让地铁施工变得复杂，可能会带来安全隐患。
1.2 施工条件变化
在地铁工程施工中，地下空间状态会随着施工进度产生一定变化，这一变化会形成时间与空间的动态变化过程，即时空效应。在这一效应的作用下，地铁工程结构与围岩也会产生物性变化。为此，在施工过程中必须跟踪测量这些变化的因素，根据监测结果及时调整施工方案，有效规避施工安全风险隐患。地铁结构呈现出长条状的特点，每段工程的长度基本都超过了几十公里，使整个结构穿过不同的地层，而每个地层周围有不同的建筑物与线路分布，让地铁施工变得复杂，可能会带来安全隐患。
1.3 施工条件不固定
整个地铁施工的阶段，地下空间会实时改变，这是时间与空间动态变化的过程，产生时空效应。这个过程中，地铁施工结构与围岩也会发生变化，所以，施工要实时监测这些变量的变化，根据得到的数据调整施工。
1.4 施工伴随长期的量测和监测
由于地铁施工规模较大，所占地下空间也较多，随着地铁施工的不断推进，地铁周围的空间物质会随新环境的变化而变化，所以，地铁施工期间要不间断的测量周遭环境及物质的变化。
2 地铁施工对建筑物的影响因素
地铁施工对建筑物变形的影响机理是，当隧洞开挖后土体的整体性遭到破坏，土体承载力骤然失衡，靠近隧洞一侧的土体承载力明显减小，使得基础受力不均匀，建筑物由于本身产生附加弯矩而变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据以往数据调查发现，地铁施工对建筑物的影响主要表现在以下几个方面：
2.1 地质条件和土壤环境的影响
主要包括地下水、黄土、软土、断裂构造、抗震情况等因素。地下水的存在导致土体的物理学参数发生变化，增加了设计和施工中的不确定因素。黄土的主要成分是粘土矿物，易遇水膨胀，易坍塌，有湿陷性，地铁施工时一定要砸实土层，必要时使之吸水膨胀，再进行夯实作业。软土地层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低、灵敏度高和易触变、流变的特性，在外动力作用下土体结构极易破坏。断裂构造是受地应力的作用导致的，其在地壳的稳定性与地质环境评价方面都占据着重要地位。地铁作为城市交通的重要组成部分，应该纳入抗震设防的重要范畴。
2.2 地铁自身影响
主要包括地铁所处的空间位置、隧洞截面、支护形式、开挖方法等因素。地铁所处的空间位置可用隧洞深埋高度与洞径比值，隧洞拱顶与基础中心线水平距离的数值进行确定，不同相对位置下地表沉降不同，隧洞拱顶覆土厚度的增加，沉降区范围越大；隧洞截面主要包括截面的大小和形式，不同隧洞截面引起的地表沉降不同；支护形式分为喷锚、管棚支护等；开挖方法包括台阶法、爆破法各盾构法等，不同的支护形式和开挖方法均会对建筑物进行不同程度影响。
3 建筑物的安全措施
3.1 管线的安全管理要求
现在，城市规模不断扩大，地下管线的铺设错综复杂，为地铁施工带来很大的安全隐患，为避免这一情况，在施工前应尽量移除邻近的管线，如果有些管线无法移除，要用保护措施加以保护，实时监督施工的进行，并由专门的管道负责人员到现场监督，以规避风险源。同时，以免管线由于压力出现变形，需用保护技术保护。其保护方式有两类，一类主动保护，地铁施工引入先进的技术，把对地层的影响降到最小，避免地层有很大波动；另一类是被动保护，地铁施工加入多种保护措施，提升地层的承载力，增强管线的抗变形能力。具体的管理包括：施工前，勘察施工地点的地质与管线分布，决定管线采用哪种方式保护，给出方案，并预估可能出现的情况，制定应急处理的预案，运入大量的防止塌方的材料，处理小塌方。施工中若使用大型设备，需在作业区域铺设钢板，并硬化该地的混凝土，且混凝土的厚度最小为20cm，最大为30cm。如果地下管线埋入地下的深度较浅，可进行被动保护。对于排水管线来说，需和相关部门沟通，采用排走或引流管的方式处理。如果雨水方沟的直径偏大，可以先铺设防水材料，保证材料的连接处在管线以上，纵向接口，使混凝土管与防水材料完全贴合。同时，也可以适当补救，包括加固管线的周边或打上隔离桩等，而对于易被外界影响的管线，为保证其完整性，可以把注浆管设置在地表，根据施工情况实时注浆。
3.2 施工过程控制方法
（1）工法优化对施工工法进行数值模拟计算，选择并确定最佳的施工工法及辅助工法。（2）沉降控制根据建筑物在施工之前的沉降值，测算建筑物整体的承载能力，从而分析出其剩余承载能力和变形能力，对于特殊建筑物，有必要对其柱承载能力进行测量，严格监测地表沉降值及水平位移值，使这两个数值控制在标准内。（3）对地铁施工进行加固进行暗挖隧道时，要加密格栅钢架，对施工工艺的控制，减少对地层的扰动；地铁施工在穿越邻近建筑物时，应根据工艺的具体要求全面考虑相关因素；加强监控量测，发现问题，立即采取措施；在不良地质条件下施工时，考虑地质条件采取针对性措施；采取多种有效方法，减小地层沉降。
3.3采取一定的隧道拉制方法，保障既有建筑物
对隧道的控制是在工作面后进行，通过制造一定压力保持地铁隧道的稳定性，使隧道周围的土体不易形变。实现隧道稳定的控制方法有很多，首先可采用锚杆的方法达到约束的效果，通过对土体施加预应力让其所作用的隧道洞室两侧产生控制的压力，可对松动的地方进行固定，减少对周围建筑物的影响。其次可采用混凝土喷射的方法对土体进行早期防护，形成一种凝固层，达到保护隧道周围土体的作用，这样稳定的土体结构可使临近既有建筑物得到保护。此外还可采用对衬彻进行补充等，这些控制方法均有利于地铁隧道对既有建筑物的保护。
结束语
总之，地铁施工既要做好对施工本身特点、施工对建筑物的影响分析，又要做好对建筑物的安全风险评估及对建筑物进行安全保护措施，最终才能有效对邻近建筑物进行安全风险管理。
参考文献：
[1] 张果秀. 土建施工中地下连续墙技术的应用分析[J]. 山西建筑，2015（25）．
[2] 韩映忠，邓继键，唐仁. 基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响分析[J]. 广州大学学报（自然科学版），2014（5）：61-66.
[3] 王海涛，王凯，宋词等. 地铁隧道钻爆法施工邻近埋地管线的安全风险管理研究[J]. 科学技术与工程，2015（11）：106－110．
[4] 曹根发. 地铁施工邻近管线安全风险管理研究[J]. 交通建设.2015年11月.
论文作者:任仕超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：地铁论文; 建筑物论文; 管线论文; 隧道论文; 隧洞论文; 地层论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第33期论文;