关于地铁施工对邻近建筑物安全风险管理的探究

1、关于地铁施工对邻近建筑物安全风险管理的探究 【摘要】文章从分析地铁施工引起地表沉降的作用机理入手，就地铁施工对邻近建筑物的影响进行研究，并在此基础上提出地铁施工安全风险管理措施，期望对保证地铁工程邻近建筑物安全，提高地铁施工安全管理水平有所帮助。 【关键词】地铁；隧道施工；建筑物；安全风险管理 1地铁施工对邻近建筑物的影响 1.1地铁施工引起地表沉降的作用机理 在地铁隧道施工中，周围土层受到扰动，释放了土体中的原有应力，导致土体原有平衡状态遭受破坏，致使土体易发生弹塑性变形现象，进而引发地表沉降。下面以盾构法施工为例，对三种沉降形式进行分析： 1.1.1地面沉降。在盾构掘进时，若开挖面土体受到

2、的水平支护应力小于原始侧向应力，则会引起开挖面前上方土体下沉；在盾构施工后，若隧道外围建筑空隙未能进行及时填充，则会破坏土体原有的三维平衡状态，使周围土体向盾尾空隙移动，造成地面沉降；衬砌背后的空洞未能及时进行压浆充填处理，也会引发地面沉降。 1.1.2固结沉降。固结沉降是指地层因孔隙水压变化而引发的地表沉降。在盾构推进过程中，隧道周围土体受挤压而密实，增大了土应力和孔隙水压力，进而形成超孔隙水压力。在隧道开挖结束后，土体内的超孔隙水压力逐步减小，使得附加压力转移到土颗粒上，导致土体被压缩和固结，最终引发地表沉降。除此之外，土体结构还会随着时间的推移形成长期的压缩变形，产生次固结沉降。若地铁邻

3、近有建筑物，那么在建筑物附加荷载的作用下，会延长土体固结时间，加大地表沉降量。 1.1.3衬砌变形沉降。在盾构施工中，受周围土压力的作用，致使衬砌发生变形，并对周围地层产生相反作用力，最终导致地层变形。 1.2地铁施工对邻近建筑物的影响 在地铁隧道施工中，会引起地层扰动，引发隧道周围应力应变场变化，并对邻近建筑物基础的稳定性造成一定影响，严重时甚至会造成建筑物结构变形、倾斜或倒塌。地铁施工对邻近建筑物造成的损害主要包括以下几种形式： 1.2.1地表沉降对邻近建筑物的损害。过量的地表下沉，会造成地面积水，对邻近建筑物的安全使用构成威胁。同时，若邻近建筑物的地基长期处于浸水状态，则会大幅度降低建筑

4、物的结构强度。 1.2.2地表倾斜对邻近建筑物的损害。地表倾斜改变了地面的原始坡度，这对于底面积小且高度大的建筑物而言，如高压线塔、烟囱等建筑物，会迫使其重心发生偏斜，导致建筑物结构内应力变化，对建筑物造成破坏。 1.2.3地面隆起对邻近建筑物的损害。采用顶管法施工时，会造成邻近建筑物的基础上抬，使建筑物在地面隆起的作用下发生不均匀变形，进而产生结构裂缝。 1.2.4地表曲率对邻近建筑物的损害。在发生负曲率时，邻近建筑物的中央部分会悬空，使建筑物墙体产生水平裂缝或正八字裂缝，严重时会引起底部断裂；在发生正曲率时，邻近建筑物的两端处于悬空状态，易使建筑物墙体产生倒八字裂缝，严重时会造成建筑物倒塌

5、。 2地铁施工中邻近建筑物安全风险管理措施 2.1加强隧道施工的安全风险管理 在地铁隧道施工中，应根据我国地质条件特点采取浅埋暗挖法进行施工，有效控制爆破或机械开挖对邻近建筑物安全造成的不利影响。具体的安全风险管理措施如下： 2.1.1隧道施工要保护岩体，减少施工对岩体的扰动，控制岩体变形。所以，在施工过程中可采用柔性支护结构，如锚喷支护等，及时调整支护结构的强度，保证岩体的承载能力。 2.1.2隧道施工中要尽快闭合支护结构，形成封闭的筒形结构，并保证隧道断面形状圆顺，防止应力过度集中于拐角处。 2.1.3在施工全过程中加强现场量测监控，量测监控内容包括隧道收敛、地表沉降、地下水位、钢筋内力、

6、锚杆轴力、围岩压力、围岩深部位移等，为指导施工提供可靠依据。采用复合式衬砌结构，避免因围岩流变、膨胀或锚杆锈蚀引起后续荷载。 2.2优选辅助施工方法 在地铁施工之前，要根据围岩条件、工程进度要求、工程所在地环境以及机械设备配套情况，优选辅助施工方法，避免地层出现塌方、沉陷问题。为了保证地铁施工中的邻近建筑物安全，应当采用改善整体围岩和撑子面上方围岩的辅助施工方法，如注浆法、管棚法、冻结法、水平高压旋喷法、垂直锚杆法等。其中，在地铁施工中采用注浆防渗帷幕可有效解决涌水问题，起到防渗堵漏作用。此外，注浆法还能够防止地面沉陷，确保基坑开挖时邻近建筑物的安全；大管棚超前支护法主要用于特殊地段、不良地层

7、或不稳定地层处开挖洞门的施工中，可有效防止地面结构开裂、塌倒，能够增强地层承载力。 2.3加强邻近建筑物的安全风险管理 为了有效控制地铁施工对邻近建筑物安全带来的附加影响，可从以下两个方面入手加强建筑物的安全风险管理： 2.3.1在保证建筑物安全使用的前提下，对建筑物进行加固处理，提高建筑物自身承受变形的能力。对于基本完好、安全隐患小的邻近建筑物，要对建筑物的裂缝进行处理；对于局部裂缝较多、安全隐患大的邻近建筑物，要根据损坏部位的具体情况制定加固方案。 2.3.2将地铁施工对地层造成的扰动控制在邻近建筑所能承受的范围内。对邻近建筑进行安全风险评估，对于安全风险较大的建筑物而言，要在地铁施工的全

8、过程中采取有效管理措施，确保建筑物正常使用。如，修建能隔断地铁施工附加影响的工程；优化施工方法，加强隧道开挖中横向支撑，限制土体侧向变形；在近距离穿越施工中，必须采取管棚超前支护措施；做好建筑物结构的监控量测工作，包括建筑物沉降、建筑物裂缝等，及时发现和解决问题。 2.4制定风险应急预案 在地铁工程建设中，要制定有效的风险应急预案，对安全事件作出快速响应，以便在有效时间内合理组织和利用应急资源，将安全事件的损失降至最低。具体措施如下： 2.4.1加强建筑物变形情况监控，将监测数据及时上报到项目负责人。项目负责人和技术负责人要根据监测数据，结合工程地质资料、施工设计、机械配置等情况，制定应急措施

9、。 2.4.2及时调整盾构施工参数，如盾构推进速度、出土量、同步注浆压力、刀盘扭矩、总推力等。 2.4.3根据地面和建筑物的变形情况，制定二次补浆措施，尤其要对沉降较大的部位及时进行二次补浆，控制好注浆量；在施工地面上布设注浆管，根据地面变形情况及时跟踪注浆。 结论： 在地铁工程建设中，因地层扰动、地面沉降会对邻近建筑物的安全使用构成巨大威胁，所以必须在地铁施工过程中构建起完善的安全风险管理体系。通过加强隧道施工安全控制、加固邻近建筑物、优选辅助施工方法、制定风险应急预案等措施，有利于全面提升地铁施工安全管理水平，将地铁施工对邻近建筑物的影响降至最低。 参考文献： 1魏纲，周琰.邻近盾构隧道的建筑物安全风险模糊层次分析j.地下空间与工程学报，2014（8）：69-72. 2吴贤国，张立茂，陈跃庆.地铁施工邻近桥梁安全风险管理研究j.铁道工程学报，2012（7）：118-121. 3曹振锋.地铁施工对临近建筑物安全风险管