中交隧道工程局有限公司北京盾构工程分公司北京100102
摘要：为了缓解交通压力，我国的地铁工程建设数量和规模都有了大幅提升，地铁也逐渐成为城市居民出行的重要方式，地铁建设的质量安全也成为社会重点关注话题。地铁建设处于地下，深基坑施工的建设风险高，工程管理难度大，对整体工程质量安全起着重要影响，因此本文将从现阶段深基坑施工现状入手，就施工风险控制方面进行简单分析研王栋栋张恒亮
中交隧道工程局北京100000
摘要：就我国当前的地铁工程建设施工来说，主要以盾构施工法为主，这种施工方式相对其他方法更加节约施工成本，便于组织。但是地铁盾构施工会引起地表沉降与变形问题，导致已有设施的施工安全性降低。文章主要通过分析地表沉降的机理与原因，提出适当的方法对其进行解决。
关键词：地铁盾构施工；地表沉降
1.地表沉降的机理
在开展地铁盾构施工的过程中，地层的应力平衡状态会发生变化，导致地层变形。就地表沉降的机理来说，可以将其划分为四个阶段。首先，在地铁盾构达到之前，地表会产生前期变形，主要是由于盾构施工前期需要排水，而地下水位会下降导致地层空隙水压力发生变化。其次，在盾构到达使其地表会发生轻度变形。在地铁盾构机掘进的过程中，需要施加顶进压力，在这个过程中，土体会由于受到挤压，导致地表发生隆起。然后，在地铁盾构通过时，工程施工会产生较大的干扰，盾构机就会与土体产生相对位移，地层会因此受到损失，使得地表产生变形问题。最后，在盾构通过之后，盾构机与衬砌之间存在一定的空隙，施工人员经常来不及开展注浆操作，使得地层塌落，产生地表沉降问题。
2.地铁盾构施工引起的地表沉降原因
2.1地下水流失
地表沉降与地下水的含量有较大的关系，在开展地铁盾构施工的过程中，地层会受到损失，使得建筑物中的端承桩受到影响。在地下水流失时，地下水位会下降，使得周围建筑物也会随之受到影响。地铁盾构施工经常会使得桩基基础下方的中粗砂地层存在较大的空隙，这也是产生地表沉降问题的原因之一。部分施工人员会利用土压平衡形式的盾构机开展工程建设施工，这种方式会导致拱顶的注浆不密实，使得拱顶位置顺着地铁隧道方向的水利产生连通。在这之后，盾构机可能会长时间不开展掘进施工，导致地下水留到开挖面。
2.2土体周围松动
地铁工程建设施工需要对周围土体进行开挖，虽然能够减少交通建筑施工的占地面积，但是盾构施工会对土体结构产生影响。在利用盾构施工法开展地铁工程建设施工时，原有的稳定土壤可能会受到破坏。施工人员需要在施工部位进行开挖，导致施工部位的周围土壤松动或者坍塌，还会影响原有土层结构的稳定性。盾构设备在使用期间会出现问题，施工人员就需要对其进行处理，在纠偏过程中，设备可能会对施工部位周围的土壤造成挤压。在这两种情况下，土壤的结构都会发生变化，导致土壤稳定性下降，发生地表沉降问题。
2.3盾构设备损坏
地铁盾构施工需要利用盾构设备，这是工程建设施工的基础，也是核心设备，要求工作人员对其性能进行保证。在实际开展地铁盾构施工的过程中，隧道衬砌从设备出来后，就会受到周围土壤的压力，导致结构更加紧实。在这个过程中，设备的管片环会产生作用力，导致管片环发生变形。部分施工人员在使用设备时，没有按照要求对设备进行合理利用，养护工作不到位。这两个方面的原因会使得额盾构设备损坏，产生地表沉降问题，难以在短时间内解决。
2.4盾尾空隙填充
地铁盾构施工地层的稳定性需要经由专业设备测试，在工作人员不确定施工所处地层的稳定性能时，就需要对盾尾建筑进行充填。施工人员要利用压浆材料开展这项工作，其需要保证材料的强度与充填量符合标准，避免产生地表沉降问题。但是在实际开展盾构掘进施工时，还是会受到较多因素的影响，使得地表沉降问题难以避免。在开展掘进施工时，一旦到达弯道位置，就经常会出现超挖问题，使得盾尾后补建筑出现扩大空隙。这时，工作人员如果来不及采取有效措施解决这个问题，就会使得上方地表发生沉降。
3.地铁盾构地表沉降对策
3.1合理掘进
在开展地铁盾构施工的过程中，施工人员需要将重点放在掘进施工中，保证工程建设施工的合理性。施工人员要按照施工要求合理掘进，在掘进过程中对土体的稳定性进行保证，使得掘进质量得到有效保障。一般来说，在针对隧道埋深较浅或者围岩基础失稳的工程开展施工时，施工人员需要明确地质情况，在对其中的问题进行分析之后，制定可行性方案，再合力开展工程建设施工。为了保证掘进施工的完整性，工作人员需要对主动土与被动土的压力进行计算，得出具体数据之后，对施工方案进行优化。在施工过程中难免出现土体变形问题，施工人员需要保证隧道施工的精度，使得主动土的压力小于盾构推进力，防止地表沉降。施工同时也需要严格控制盾构掘进速度以及出渣量，如出现超挖较多时需及时调整掘进参数以防止出渣量较多，引起地面沉降。控制碴土的出土量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，使掘进机的工作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机转速仍达不到理想的出土状态时，可以通过改良碴土的塑流状态来调整。
正常国产盾构机使用的渣土斗每斗可容纳掘进碴土18m³，一环的掘进出土量理论值为：π×（开挖直径/2）²×环宽；（按照正常国内盾构管片内径6.44，宽度1.2计算）
即每环出土理论值等于：3.14×（6.44/2）²×1.2×1.2=46.88m³。
故每出一斗碴土理论应掘进0.384环（18/46.88），即0.46米。
盾构施工时应严格控制出土量，详细记录每一斗的出土量与掘进长度的关系，并同时对每一环的碴样进行分析，随时掌握掌子面的地质情况，指导施工。
3.3做好管片拼接
管片拼接对于地铁盾构施工有重要的作用，要防止地表沉降，就需要做好这个方面的工作。在进行管片拼接施工时，需要在盾壳内部完成相关工作，对钢管片、钢筋混凝土管片与复合管片等进行合理利用。由于隧道的每环都是由大量的零碎管片组成的，工作人员就需要对不同的管片进行利用，在明确工程实际施工情况之后，对管片的拼接方式进行选择。在选择环管片时，需要利用纵缝对齐的方式进行拼接，使得管片定位更加迅速，还能够保证纵向螺栓通过更加方便，对于提高工作效率有较大的作用。
3.4提高初期支护作用
初期支护施工对于地铁盾构施工造成的地表沉降有较大的效用，其能够提高地铁盾构施工的稳定性。在开展初期支护施工时，施工人员需要加强支护力度，明确盾构施工的特点，对地表沉降状况进行分析。然后，再严格设计支护强度，通过注浆操作的开展提升支护效用。工作人员还需要关注支护密度与直径，保证其控制在合理范围内。
3.5做好注浆作业
注浆作业的开展在于控制其速度与时间，使得地表沉降得到有效控制。在注浆过程中，施工人员需要将浆液的填充速度控制在盾构机挖掘速度之内，使其能够保持一致。这种方式不仅能够避免盾尾空隙的产生，还能够从根本上防止盾尾空隙引起沉降。虽然施工人员需要注意其速度，但是还是需要在施工的同时对盾尾漏浆现象进行控制，减少施工过程中的不利影响。在把握注浆时间时，施工人员需要将注浆时机控制在管片脱开盾尾的时间内，使得盾尾空隙的产生得到控制。
结语：
在对地铁盾构施工引起的地表沉降进行控制时，施工人员需要明确沉降机理，对其中的问题进行分析。在实际开展地铁盾构施工的过程中，施工人员需要明确工程实际情况，结合设计方案对掘进施工进行改善。其还需要注重管片拼接与初期支护工作的开展，对注浆操作的速度与时间进行控制，保证地铁盾构施工的顺利开展。
参考文献：
[1]蒋彪,皮圣,阳军生,etal.长沙地铁典型地层盾构施工地表沉降分析与预测[J].地下空间与工程学报,2016,12(1):181-187.
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关键词：地铁；深基坑施工；风险控制
我国目前正处于城市交通网络建设的繁荣时期，作为世界上拥有较大地铁建设市场的国家，我国的地铁建设里程位居世界前列。城市地铁作为新型出行工具，为人们提供了更加便捷高效的服务，然而作为重要交通出行方式，地铁基坑施工中安全问题频发，给地铁运行和周边环境造成了非常不利的影响。
1.地铁深基坑特点与现状分析
1.1地铁深基坑特点
地铁深基坑的特点有以下几点：
①区域性特点
我国幅员辽阔，地区之间的自然条件差别较大，地铁深基坑建设也存在不同。受到地质条件和自然环境的影响基坑特点各有不同，因此在实际的施工中也要合理应用施工技术。
②综合性特点
地铁的深基坑的影响因素较多，工程现场地质强度、变形程度以及土壤的渗流等都会影响到深基坑工程的建设施工。深基坑的建设施工中涉及到多方面内容，包括土建、结构以及工程技术等，因此具备较高综合性。
③不确定性特点
深基坑施工设计工程领域多，在实际施工中需要考虑到多方面因素，刚才各方面的进展都存在一定变数，这些不确定性因素影响到基坑施工，因此地铁深基坑的施工具备不确定性特征。
④动态性特点
许多因素导致地铁深基坑施工的动态特征，如土层土质、施工应用技术等变化等。此外，土壤条件以及施工技术的变化也成为施工安全和风险控制的重要影响要素。
1.2地铁深基坑施工存在风险
1.2.1钢支撑结构不稳定
地铁建设位于地下，地铁车站埋深较深，相对地铁基坑施工需要架设支撑，以保障基坑内部的安全性，保证地铁工程的正常开展。地铁基坑的支撑分为混凝土支撑和钢支撑两种，根据不同材质特点，混凝土支撑具备高稳定性的特点，而钢支撑的作用也非常重要，但其结构稳定性有待提高。钢支撑结构不稳的原因有三：
首先，在地铁深基坑建设中，开挖后未能及时进行钢支撑结构架设，因此在后续的开挖中，出现较大超挖后钢支撑受到压力太大，继而支撑失衡。从地铁施工现场环境出发，钢支撑结构由于受到过大压力失衡所造成的危害较大，将引发后续一系列连锁效应，在支撑结构不稳定情况下，钢支撑的承载出现偏差，结构变形后无法继续承受压力，钢结构附近支撑也会因承载力的偏移受到更多压力，最终造成整排钢结构连续变形等严重后果，钢结构支撑失去作用，将地铁基坑施置于不安全的环境中。
其次是钢结构支撑的连接中，应用连接部件质量不合格，连接部件质量不达标，结构连接处无法正常承担相应压力，钢结构支撑无法发挥作用。
最后，对于地铁深基坑钢结构支撑的受力计算不准确，从而导致钢结构实际支撑于预期承载之间存在较大差异，结构的承压也会产生偏移，造成结构失稳。
1.2.2地铁基坑围护与水土流失
地铁基坑围护结构渗漏是地铁基坑建设中的常见现象，地铁工程建设处于地下水位较高的环境中时，进行开挖工作前要做好围护结构建设，当围护结构出现设计问题时，就会产生渗漏现象。地下水的少量渗漏不会造成太大危害，发生渗漏时及时采取有效措施进行防堵即可，但大量的地下水渗漏将造成维护结构后土体发生沉降，甚至失去抗力，引发水土流失甚至基坑倾覆等严重后果。造成围护结构无法正常发挥作用的原因，施工质量较低是其中之一。地铁围护质量水平低下，地铁车站深基坑设计主要是由排桩、止水帷幕或地下连续墙结构组成，围护结构施工技术应用不合理，将会带来结构夹渣、断桩或者结构强度缺失部族等问题，整体基坑围护质量降低，埋下工程安全隐患。
1.2.3缺乏管理制度,安全意识淡薄
在地铁深基坑开挖过程中，由于周边和地下环境的不断变化、经常会遇到不同程度的技术施工问题，城市地铁基坑开挖不同于其他的工程类型、周边环境复杂、建筑物、地下管线、道路等影响基坑开挖。地铁工程深处于地下、如果管理上、安全上出现偏差，就会对工程整体质量影响特别大、有时，建设单位对整个工程层层分包，而分包单位没有相应的资质、没有技术水平和安全管理方面的完善的管理制度，现场管理不到位，没有组织工程施工人员进行安全知识的学习,造成施工人员安全意识淡薄,至使工程施工风险加大。
2.地铁深基坑施工风险控制技术分析
2.1地铁深基坑钢筋笼吊装技术
地铁深基坑施工中，钢筋笼吊装是非常重要的施工环节，在吊装中需要注意几点：首先是吊装方案的制定，要综合考虑多方面因素，质量安全问题、吊点的分布以及钢筋笼的起吊高度等都需要经过严格计算后才能确定。钢筋笼的吊筋长度要与导墙标高相适应，不能随意，否则无法正常发挥作用。在开始吊装时，选择的起重设备要根据钢筋笼的吊装高度以及重量等条件选择最适合的吊装机器。吊装时分为主吊和副吊两种，选择起重设备要满足吊装的不同需求。吊装正式开始前，做好施工现场的清理工作，非工作人员退出处于吊装范围的地带，对于周围600mm内的杂物彻底清理，钢筋笼开始吊起后再次进行检查，检查内容包括钢筋笼是否产生形变、焊接点与受力点的完整性以及桁架的完整性等，再次清理钢筋笼上附杂物，降低风险发生几率，切实保障消除各类安全隐患。
2.2做好地铁深基坑施工方案设计
地铁工程的正常进行需要有科学的工程设计方案做参考，因此在工程方案设计中要保障地铁相关资料的全面综合以及真实性，并结合工程现场实际情况科学制定施工操作方案。设计方案与实际施工之间存在一定偏差，因此要对基坑施工中可能存在的风险和隐蔽问题做好防范，全面考量基坑建设对周边环境的影响，做好自身建设的风险防控。
2.3深基坑施工的风险监测技术
地铁深基坑建设中的风险信息监测的主要目标是基坑内在刚度以及稳定度，实时监测实现对内部结构情况的动态跟踪，保障整体施工的安全性。为进一步提升基坑施工的安全性，需要充分应用信息监测技术，开展信息化管理，通过数据收集整理制定符合深基坑内部施工的监测方案，方案通过严格审核后才能投入使用，保障监测直接而真实的反应深基坑的各项情况，为地铁深基坑施工风险预测和防控提高科学参考。在地铁深基坑建设中应用信息监测技术，可以更好的开展日常工程管理，使深基坑现场施工处于监控状态下，动态监控方便采集变化的监控点数据，为施工人员提供全面实时数据，充分发挥监测作用，为地铁深基坑建设施工提供科学参考，有效预防施工风险，将风险控制在合理范围内。此外，引入信息监测技术还能更好的进行施工人员管理，进一步明确参与人员职责，方便施工各环节的管理工作分层，保障地铁深基坑施工是工程中心，从施工各环节降低工程风险隐患，确保后续地铁工程的顺利进行。
结语：
地铁的深基坑建设受到外来影响因素较多，地质环境和施工条件等都会给工程的施工安全造成问题隐患。因此在地铁深基坑施工中必须做好风险管理意识的强化提升，保障其为工程施工发挥应有的作用意义，此外，参与地铁工程施工的工程人员也要建立起安全风险把控意识，，在基坑施工中应用科学系统的风险管控体系，做好每一环节的管控，从而实现基坑建设的整体优化。
参考文献：
[1]王志超.基于故障树的西安地铁深基坑工程施工安全风险识别[D].西安工业大学,2017.
[2]徐青.武汉地铁站深基坑开挖涌水风险与控制研究[D].中国地质大学,2017.