软土地层地铁区间隧道工程建设风险分析

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1、专业知识分享版1.引言城市轨道交通因其运量大、速度快、延误少、低能耗、少污染、乘坐舒适方便等优点，被世界许多大型城市广泛采用，并作为解决大中城市公共交通运输问题的有效途径。作为城市轨道交通主要形式的地铁不但在上海、北京、广州等大型城市大量修建，在杭州、南昌、苏州等中小城市也纷纷进行规划建设。由于地铁建设工程规模大、发展快、技术和管理力量难以充分保证等客观原因，对地下工程安全风险的认识不客观，风险管理不科学，风险管理的投入不到位等原因，地铁工程建设中的风险形势严峻，特别是软土地层地铁区间隧道建设期风险

2、令人担忧。据报道，2007年上海地铁4号线隧道旁通道施工，因流砂引起隧道结构损坏及周边地区地面沉降，造成三栋建筑物严重倾斜，防汛墙局部塌陷导致防汛墙的围堰管涌，直接经济损失初步估算为1.5亿元人民币；2008年杭州地铁一号线湘湖站北基坑发生坍塌事故，导致21人死亡，24人受伤，事故直接损失近5000万元。随着公民物权意识和维权意识的不断增强，环境保护、社会影响意识也越来越强烈，安全生产和文明施工已成为当前地铁建设管理的重点。因此，结合软土地铁区间隧道施工工法对工程建设期风险进行分析，并研究动态风险控

3、制和有效应急管理等防范风险的管理对策和具体措施具有重要意义。2．软土地铁区间隧道风险分析2．1风险特点与机理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，区间隧道线穿行于软土地层中极易产生压缩变形、坍塌等现象，并引起地面沉降甚至地面突然塌陷等危害事件。软土地铁区间隧道因工程地质和水文地质条件及工程环境条件及其复杂，线路埋置深、受地下水影响大，参建单位多，施工工法多，工程前期工作量大，规划阶段制约因素多，施工技术复杂、不可预见风险因素多

4、和对社会环境影响大等风险特点。使命：加速中国职业化进程联系电话：0755-86153458专业知识分享版因地铁施工对周围地层的扰动，或工程发生涌水涌砂事故，或深基坑降承压水施工等，会引起地面变形而造成地面建、构筑物倾斜、结构开裂、出现渗漏水甚至倒塌事故；会造成路面塌陷，造成地下管线的破裂；也会使邻近的地下隧道产生位移、变形、渗漏水，甚至结构开裂受损。地铁隧道建设不但对周边构筑物、地下管线和地面道路等产生影响，施工过程中还会产生污水、泥浆、建筑垃圾、建筑废料、生活垃圾、危险废物、机械噪声、扬尘、振动及

5、对周边交通的影响，这些都会对周边环境带来严重影响。风险由风险因素、风险事故和风险损失构成，由于潜在的风险因素导致发生风险事故，从而导致承险体发生风险损失（如图1）。风险因素是风险事故发生的潜在原因，是造成损失的内在或间接原因；风险事故是造成损失的直接的或外在的原因，是风险损失的媒介物，即风险只有通过风险事故的发生才能导致损失。2．2区间隧道施工中风险识别软土地层中地铁隧道主要施工工法包括盾构法、明／暗挖法、冰冻法等。（1）盾构法隧道施工风险盾构法隧道施工的风险主要有高水压、盾构不适应地层条件、设备损

6、坏、以及主体结构渗漏水等（如表1）。（2）明／暗挖基坑法施工风险明挖基坑法、盖挖逆作法／半逆作法施工的安全风险包括围护结构施工风险、基坑降水风险、基坑开挖风险及车站主体结构风险等，其主要风险如表2。（3）冰冻法施工风险使命：加速中国职业化进程联系电话：0755-86153458专业知识分享版联络通道一般采取冻结法施工，冰冻法施工的主要安全风险包括土层冻结风险、开挖支护风险及结构风险。如冻结孔长度和角度不符合要求、钻孔时孔口涌水涌砂、冻结效果不良（冻结厚度不足、未交圈、冻结管失效或盐水渗漏、开挖时温度

7、变化大）、开挖过程中出现渗漏、承压水突涌、地表变形过大、开挖支护过程中联络通道变形过大、变形缝防水措施不当、结构渗漏水等风险。（4）近接工程施工风险近接工程指距离已建成地铁隧道较近的其他工程施工，包括相互交叉、并行施工等，一般须对已建成隧道采取土体加固措施。近距离工程施工对已建成隧道的主要风险包括：土体加固失效风险、管线断裂风险、先建隧道周围土体再次受到扰动风险、隧道衬砌出现位移过大风险、隧道变形风险、渗漏风险、结构损坏风险及地面总沉降量过大风险等。如果先建成隧道已处于试运营状态，则近接施工有可能导

8、致地铁的正常运营受到较大影响或导致运营事故的发生。上述风险可以相互转化。如工程风险可能引发环境安全事故，管线断裂引起的水土流失又可能导致工程结构发生变形或结构损坏，盾构或联络通道的风险事故往往会影响到相邻结构的安全。2．3区间隧道风险评估标准依据国际隧道协会（ITA）2004年制定的《隧道风险评估指南》和建设部《地铁及地下工程风险管理指南》，考虑不同的风险概率等级和风险损失等级，建立风险分级评价矩阵（如表3）。不同等级的风险需采用不同的风险控制对策与处置措施，结合风险