陳慧+王濤

摘 要：本文針對(duì)某淺埋暗挖隧道穿越不良地質(zhì)條件引起的自身風(fēng)險(xiǎn)和下穿高壓燃?xì)夤芫€的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估，并提出相關(guān)的控制保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：淺埋暗挖隧道；風(fēng)險(xiǎn)；控制措施

1、引言

在城市軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點(diǎn)，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護(hù)手段，遵循“新奧法”大部分原理，按照“十八字”原則（即管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)）進(jìn)行隧道的設(shè)計(jì)和施工，謂之城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)。淺埋暗挖技術(shù)是迫于地下工程周邊環(huán)境復(fù)雜而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，在實(shí)施過(guò)程中存在諸多風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)《北京市軌道交通工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)管理體系》的規(guī)定：

自身風(fēng)險(xiǎn)工程應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)及施工工法特點(diǎn)、地質(zhì)條件復(fù)雜性和技術(shù)可控性等，以及工程自身風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性及后果嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，分為一級(jí)自身風(fēng)險(xiǎn)工程、二級(jí)自身風(fēng)險(xiǎn)工程和三級(jí)自身風(fēng)險(xiǎn)工程。

在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)上述分級(jí)原則，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)工程分級(jí)。

2、某淺埋暗挖隧道下穿Φ700高壓燃?xì)夤茱L(fēng)險(xiǎn)源概況

區(qū)間隧道下穿Φ700高壓燃?xì)夤埽绊懛秶?0米，管線為直埋式，管底距離拱頂1米。區(qū)間隧道和管線的關(guān)系詳見(jiàn)圖1。環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)。

3、計(jì)算分析及安全判別

對(duì)暗挖隧道下穿Φ700高壓燃?xì)夤苓M(jìn)行有限元模擬分析，分析計(jì)算結(jié)果如下圖所示。

暗挖隧道施工對(duì)管線的影響主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行判別：（1）管線沉降控制標(biāo)準(zhǔn)：參考北京地鐵施工總結(jié)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，地表最大斜率為2.55×10-3；（2）管線彎曲曲率控制標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》（CJJ33—2005）規(guī)定，燃?xì)怃摴芊笤O(shè)的曲率半徑應(yīng)滿足管道強(qiáng)度要求，且不得小于鋼管外徑的1500 倍。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，當(dāng)大跨隧道施工引起拱頂最大沉降為13 mm時(shí)，地表的最小曲率半徑為1317m，最大斜率為7.59×10-4（小于2.55×10-3），引起管線最大附加彎矩170kNm2，管線最大附加拉應(yīng)力為27MPa，管線最大附加壓應(yīng)力為15MPa。管線的最小曲率半徑為1136m（小于Φ700高壓燃?xì)夤艿淖钚∏拾霃?050m）。初步判定此時(shí)管線是安全的，但安全性不高。因此，要嚴(yán)格控制暗挖隧道施工過(guò)程中引起的地層豎向位移，以確保Φ700高壓燃?xì)夤艿陌踩?/p>

4、主要采取的保護(hù)措施

暗挖施工時(shí)建議采用頂部密排大管棚加固地層，及時(shí)噴砼、架設(shè)鋼隔柵，封閉初期支護(hù)；二襯施工鑿除臨時(shí)中隔壁時(shí)注意及時(shí)架設(shè)臨時(shí)支撐；同時(shí)密切監(jiān)測(cè)隧道拱頂位移、洞內(nèi)水平收斂及管線的沉降。施工時(shí)嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的指導(dǎo)原則。

5、結(jié) 語(yǔ)

對(duì)淺埋暗挖隧道施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制，在施工前建立相應(yīng)的動(dòng)態(tài)前瞻性決策系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)施工過(guò)程潛在風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行科學(xué)的分析，從而在施工中有效地降低風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的損失，預(yù)防、預(yù)測(cè)和控制事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 北京市軌道交通工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)管理體系（施行第二版），北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司

[2] 王濤，魏綱，徐日慶，隧道開(kāi)挖對(duì)鄰近地下管線影響的預(yù)測(cè)分析，巖土力學(xué)，2006， 27.

[3] 王濤，徐日慶，齊靜靜，隧道施工對(duì)鄰近樁體軸向變形和受力的影響，地基處理，2007，18（2）.

[4] 王濤，徐日慶，齊靜靜，盾構(gòu)掘進(jìn)引起的土體附加應(yīng)力場(chǎng)分析，浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2008，42（11）

[5] 城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范（CJJ 33-2005）

作者簡(jiǎn)介：

陳慧，女，1983年生，助理工程師，主要從事地鐵工程的設(shè)計(jì)工作。