地铁换乘车站施工风险预测与措施

摘 要

对于地铁等城市地下工程的施工,在目前还存在较大的风险.为保证地铁换乘车站的顺利贯通,本文在分析了在地铁换乘车站施工过程中存在的主要风险的基础上,结合相应地铁换乘车站的特点,提出了相应的风险控制措施.通过多施工整个过程的控制,可以最大限度的降低风险所带来的影响.

关键字地铁换乘车站；风险预测；控制分析

引言

目前,对城市地铁的车站的建设通常采用浅埋暗挖的施工方法,这就会不可避免的造成地层的沉降,而地层沉降则会导致地下管道破坏、道路路面的破损以及建筑物损坏等诸多的环境风险.同时施工也会带来一定的环境风险,这也直接影响到了工程的安全,从而造成严重的经济损失,对手和会产生较深的影响.目前对地铁车站等该类地下工程施工所造成的环境风险,其主要集中在风险评估方法和风险辨识方法的研究上.其中所利用的主要的方法有层次分析法、专家调查法、模糊综合评判方法等,在该风险评估方法过程中只是给出简单的风险规避方法和控制措施并不完善,不能形成一套完整风险控制的体系.

1地铁换乘车站施工风险点的预测

1.1换乘车站地墙平接的风险

针对大连路地铁换乘车站的特点,将北侧的土体挖除以后,凿除全部换乘段北侧的封堵墙,转换换乘车站结构的受力体系,分析地墙的有无对换乘段结构的板、梁、柱等的影响.在将北区的结构做好,保证地铁的部分畅通的基础上,在进行南区的控制.对南区进行半盖挖半逆作的措施,结束以后,凿除换乘段南侧的地下墙,变换换乘段结构受的力体系,并进一步进行施工风险的分析,积极采取预防措施,保证地铁换乘节点的顺利贯通,并将地墙平接风险降到最低.

1.2车站主体暗挖环境风险

在地铁换乘车站施工中主要存在的环境风险有以下几种：

(1)水文地质、工程地质条件较差,并且地质条件较复杂.以北京地铁10号线的黄庄站为例,该地铁车站本身所处的底层有粉质黏土、中粗砂、粉细砂、砂砾层、砂卵石等7种,并且各个地层之间变化频繁,很多地层多为粉细砂地层和粉质黏土,这对地铁隧道的施工非常不利.车站底板的埋藏深度为24.04m,而地下潜水的水位却是地下14.18m,这样造成对降水以后的残余水处理起来较为困难,在施工过程中对地层产生很不利的影响,从而给施工带来潜在的风险.

(2)在地铁换乘车站的地址范围之内会存在较多地质异常的区域,使得处理起来难度较大.目前在地铁黄庄站的施工过程中所探明的不良地质体就有空洞、地层松散区、水囊以及不明构筑物等几种,其中水囊、空洞最为常见.其主要的影响是如果空洞与隧道的距离较近,在施工过程中会造成地层的扰动从而导致其失去稳定性,严重的情况下会引起地层的变形,导致地层塌陷；当地层中存在大量的空洞区域形成空洞群时,地铁施工造成的扰动会导致空洞之间相互连通,造成更大的风险；如果空洞中存在大量的积水现象,施工的扰动也会导致其稳定性的丧失,进而容易导致突涌水,严重时导致了隧道坍方、冒顶等事故,这样给地铁的施工带来了很大风险.

2地铁换乘车站施工风险控制

2.1地铁换乘车站施工风险控制思路

针对地铁等地下工程的修建特点,风险控制体系的建立要考虑到整个工程建设的过程,包括工程施工前的评估、施工过程中的评估控制以及施工以后的评估、修复.主要包括以下几个方面：

(1)对现有地铁车站结构进行安全性评价和现状评估.在该过程中所考虑的主要因素有主要现有构件的残余强度,对其在在变形模式下的安全性进行分析,从而确定既有结构的极限承载力,通过考虑各种综合性因素来制定相应的控制标准.

(2)对施工可能的影响进行预测以及确定施工的方案.在可行性施工方案的基础上来对施工可能造成的影响进行预测,从而确定对施工造成最小影响的施工方案.在不能控制施工过程所带来的影响时候,可以考虑对既有的机构和地层采取相应的处理措施.例如采取注浆加固.当附加影响不能符合整体的控制要求时,为保证中提控制目标的实现,可以采取“过程恢复”等手段.

(3)制定过程控制方案并实施.在既定的施工方案系,可以采用变位分配原理,分解应力或者沉降的控制目标,对各个阶段的控制目标进行明确,对各个阶段控制指标的分配要考虑工程特点、既往经验以及理论分析等各个方面.

(4)监控及信息反馈.在施工过程中对所用的部位都进行全面的监测很难达到,因此为保证施工的安全进行可以根据控制重点和工程的特点,选取关键的部位实施来对其实施全过程的监测,同时应该将监测的信心及时的进行反馈.然后根据监测的结果,并结合施工过程的特点,通过分析对地铁车站的施工做出安全性的判断和评价.这样可以为施工提供各种措施,更为紧急时做出预案处理提供依据.

(5)工程施工后的评估以及对结构状态的修复.地铁类地下工程的实施,不可避免的会对对既有的结构造成一定的影响,或对结构的功能造成影响.因此,应该对施工过程中所造成的影响进行评价.然后根据所造成的影响,对工程的恢复程度、可行性以及经济性做出有效的评估和分析,并制定相应的方案.

2.2地铁换乘车站施工风险控制技术

在对地铁换乘车站的风险控制时,针对地铁车站所存在的主要问题,所采取的措施是对不良地质体记性综合的处理.针对主要存在的空洞和富水等情况,采取的新控制处理技术有：

(1)空洞区地方处理方案.对空洞进行处理时,对空洞的区域实施水泥浆填充的措施,同时对空洞的周边采用注浆加固的措施.在对空洞周边进行注浆时,一般采用导管注水泥的方式,以防止浆液量的扩散过大.对于黄庄站针对不良地质体首次采用探测及处理相结合的综合技术.根据施工过程中所监测的数据对相关的不良地质体采取相应的控制措施.有关的数据证明对有关的部位实施加固处理起到了良好的作用.

(2)富水区的处理方案.在对富水区进行处理时首先应该探明该滞水区域内是否存在水源补给,明确周边管线的影响.例如对于污水管线渗漏水、雨水等情况应该首先采取的措施是对管线进行防水处理、清污；对于自来水管道首先采取的措施是堵漏处理,在处理以后继续向下打孔到砂层,然后埋设注浆管,将剩余的滞水通过注浆管引至砂层,将浅层水分疏干,为改善地层条件可以同时对滞水区域采取注浆加固处理.

结论

在针对大型的地铁换乘车站施工进行风险预测,采取施工前的评估预测、施工方案的制定、施工后的评估修复,可以对存在于地铁换乘车站施工过程中的风险进行控制,采取的措施有对不良地层体采用综合处理技术等,从而保证地铁换乘车站的顺利贯通和施工安全.对于地铁换乘车站的风险控制还需要综合考虑各种因素的影响,才能够进行有效的控制.