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        城市隧道工程通常在城市修建，其施工方法的選擇會受到地面建筑物、道路、城市交通等因素的影響，施工方法的界定，要從技術、經濟、修建地區(qū)具體條件等影響來考慮。

施工區(qū)間隧道根據不同的方法可分為：明挖法、噴錨暗挖法、盾構法，根據京津冀地質條件和因素影響，主要講解噴錨暗挖法、和盾構法。

針對噴錨暗挖法，主要從噴錨暗挖法的施工過程中涉及到一些風險，結合工程事故案例，進行原因分析；并從案例中歸納出應吸取的經驗教訓。

01噴錨暗挖法概述

       噴錨暗挖法又稱為礦山法，適用于埋深較淺，地面建筑物密集，交通運輸繁忙、地下管線密布，及對地面沉降要求嚴格的城鎮(zhèn)地區(qū)地下構筑物施工，噴錨暗挖法施工分為新奧法、淺埋暗挖法。

1.新奧法

“新奧法”是以維護和利用圍巖的自承能力為基點，使圍巖成為支護體系的組成部分。

2.淺埋暗挖法

以改造地質條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格柵（或其他鋼結構）和錨噴作為初期支護手段，按照“十八字”原則即：“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”進行。

兩者區(qū)別：新奧法要求初期有一定的剛度，淺埋暗挖法設計時基本不考慮利用巖石的自承能力，這是它們的主要區(qū)別。

01

常用施工法

全斷面開挖法

1、適用條件：整體性好的圍巖；有大型施工機械；適于采用大型機械化配合施工。

2、優(yōu)點：可以減少開挖對圍巖的擾動次數(shù)，工序簡便；

3、缺點：對地質條件要求嚴格，圍巖必須有足夠的自穩(wěn)能力。

4、注意事項：

（1）加強對開挖面工程地質和水文地質的調查，對不良地質情況，要及時預測預報；

（2）在軟弱破碎圍巖中使用全段面法開挖時，對支護后圍巖的變形進行動態(tài)監(jiān)測；

（3）選擇支護類型時優(yōu)先考慮錨桿和錨噴砼、掛網等支護形式。

全斷面開挖法工程實例

·臺階法

1、適用條件：臺階法是最廣泛的施工方法，在Ⅲ-Ⅳ圍巖可采用兩臺階法，Ⅴ-Ⅵ圍巖需采用多步開挖或者環(huán)形開挖留核心土法。

2、優(yōu)點：靈活、適用性強，開挖具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，臺階有利于開挖面的穩(wěn)定性，尤其是上部開挖支護后，下部作業(yè)則較為安全。

3、缺點：上下部作業(yè)有干擾，注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響，增加對圍巖的擾動次數(shù)。

4、注意事項：

（1）臺階數(shù)不宜過多，充分利用地層縱向承載拱的作用；

（2）上臺階架設拱架時，采用鎖腳錨管（灌漿）穩(wěn)固拱腳，防止拱部下沉；

（3）解決上下部半斷面作業(yè)的互相干擾的問題，做好施工組織、監(jiān)控工作。

臺階法施工工序圖

臺階法工程實例

·CD法和CRD法

1、適用條件：地層較差和不穩(wěn)定巖體，且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。

2、優(yōu)點：各部封閉成環(huán)的時間短，結構受力均勻，形變小，且由于支護剛度大，施工時隧道整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。

3、缺點：由于地層軟弱，斷面較小，只能采取小型機械或人工開挖及運輸作業(yè)，且分塊太多，工序繁多、復雜，進度較慢；臨時支撐的施作和拆除困難、成本較高。

4、注意事項：

（1）超前支護系統(tǒng)施做必須滿足要求，確保開挖面穩(wěn)定，分步開挖前后距離錯開，盡快封閉掌子面，達到“快封閉”的目的；

（2）初期支護拱架架設及時、連接牢固，達到“強支護”的目的；

（3）加強施工過程的施工監(jiān)測，實行信息化施工。

CD法施工步序

CRD法施開挖效果圖

·雙側壁導坑法

1、適用條件：主要適用于地層較差、斷面很大、三線或多線大斷面鐵路隧道及地下工程。

2、優(yōu)點：雙側壁導坑法所引起的地表沉陷小。雖然開挖斷面分塊多，擾動大，初次支護全斷面閉合的時間長，但每個分塊都是在開挖后立即各自閉合的變形幾乎不發(fā)展。

3、缺點：該法工序較復雜，導坑的支護拆除困難，有可能由于測量誤差而引起鋼架連接困難，從而加大了下沉值，而且成本較高。

4、注意事項：

（1）超前支護系統(tǒng)施做必須滿足要求，確保開挖面穩(wěn)定，分步開挖前后距離錯開，盡快封閉掌子面，達到“快封閉”的目的；

（2）初期支護拱架架設及時、連接牢固，達到“強支護”的目的；

（3）加強施工過程的施工監(jiān)測，實行信息化施工。

。

雙側壁導坑法實例

·中洞法

1、適用條件：地層條件差、斷面特大，多跨結構，跨與跨之間有梁、柱連接，其核心思想是變大斷面為中小斷面，提高施工安全度。

2、優(yōu)點：安全性好，靈活性好，可因地制宜地選擇斷面形狀和尺寸；可操作性強、機械化程度低，出土效率高，工序間干擾較少。

3、缺點：該法工序較復雜，工期相對較長，支護拆除困難，而且成本較高開挖步驟多，土體擾動次數(shù)多。

4、注意事項：

（1）超前支護系統(tǒng)施工必須滿足要求，確保開挖面穩(wěn)定；

（2）按設計要求進行開挖，及早支護封閉成環(huán)，兩側洞開挖支護必須左右同步進行，以減少偏壓；

（3）加強施工中的監(jiān)控量測，加大量測頻率，保證對施工過程的動態(tài)控制。

三聯(lián)拱中洞法施工步驟

雙聯(lián)拱中洞法施工步驟

中洞法實例

02施工技術原則

暗挖法的核心技術被概括為18字方針：“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”。在暗挖施工作業(yè)時根據地質情況制定相應的開挖步驟和支護措施，嚴格根據量測數(shù)據確定支護參數(shù)，保證暗挖作業(yè)和周邊環(huán)境的安全。

管超前：開挖拱部土體自穩(wěn)能力差，自立時間短，土體凌空后極易坍塌，采用超前支護的各種手段主要提高土體的穩(wěn)定性，控制下沉，防止圍巖松弛和坍塌。

嚴注漿：導管超前支護后，立即進行壓注水泥漿或其它化學漿液，填充圍巖空隙，使隧道周圍形成一個具有一定強度的殼體，以增強圍巖的自穩(wěn)能力。

短開挖：一次注漿，一次開挖或多次開挖，土體暴露時間越長，進尺越大，土體坍塌的危險就越大，所以一定要嚴格限制進尺的長度。

強支護：在松散地層中施工，大量土體的重力會直接作用于初期支護結構上，初期支護必須十分牢固，以控制初期結構的變形，保證結構的穩(wěn)定。

快封閉：為有效控制圍巖松弛，必須及時采用臨時仰拱或使支護體系成環(huán)。

勤量測：按照規(guī)定頻率對規(guī)定部位進行監(jiān)測，掌握施工動態(tài)，調整施工參數(shù)并設置各部位的變形警戒值，是淺埋暗挖法施工成敗的關鍵。

01主要風險分析

按照事故類型劃分，暗挖法施工中常見的安全質量風險包括如下幾個方面：坍塌、垮塌、滲漏、沉降、結構物內在質量不合格、結構物尺寸誤差超標、洪災水災、機械傷害、火災、高空墜落、觸電、車輛傷害等。

這些風險可以單獨存在或者相互關聯(lián)，可以單獨產生質量事故，有些風險亦可直接釀成安全生產事故。

01 坍塌

（1）定義：坍塌是指開挖面塌落造成傷害的現(xiàn)象，多指事故。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：坍塌常發(fā)生在基坑土方開挖、礦山隧道開挖等作業(yè)環(huán)節(jié)。

（3）誘發(fā)因素：在工程開挖過程中，因操作不當、地質情況突變、暴露時間過長、支護措施不及時等可能造成開挖面坍塌。

（4）造成的影響：開挖面坍塌以及引起的地面塌陷等，其造成的工程本身的損失并不大，但如在敏感位置施工，則可能造成的第三者責任風險較高。如洞內坍塌引起地面建筑物倒塌，人員、車輛陷落，管線破壞從而造成燃氣泄露，自來水或污水涌入等。

坍塌圖片

02垮塌

（1）定義：指深基坑工程的支撐脫落，模板工程的支撐體系失穩(wěn)造成的倒塌。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：深基坑開挖過程、（車站或高架橋）高大模板支撐體系。

（3）誘發(fā)因素：支撐受到外力撞擊、圍護結構入土深度不足、圍檁安裝不牢固、支撐體系驗算考慮的荷載不足、不按方案施工等。

（4）造成的影響：深基坑及高大模板工程除非不發(fā)生事故，一旦發(fā)生事故便是大事故，是群死群傷，影響面較大，后果較嚴重的事故。

垮塌圖片

03 滲透

（1）定義：指出入口、區(qū)間、聯(lián)絡通道等出現(xiàn)的滲水、流水現(xiàn)象。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：出現(xiàn)的作業(yè)環(huán)節(jié)主要有變形縫、施工縫、穿墻管周圍、開裂滲漏等。

（3）誘發(fā)因素：滲漏不僅與地下工程周邊水文地質環(huán)境、結構埋深、防水設計方案、防水材料等有關，還與圍護結構防水效果、結構混凝土性能、細部處理等有關。

（4）造成的影響：在滲漏嚴重時也可能引發(fā)安全事故，如隧道滲漏水引起電氣設備短路從而引發(fā)安全事故。

04沉降

（1）定義：此處指不均勻沉降，也叫差異沉降。一般是指同一結構體中，相鄰的兩個基礎沉降量的差值。如果差異沉降過大，就會使相應的上部結構產生額外應力；當超過一定限度時，將會產生裂縫、傾斜甚至破壞。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：伴隨開挖過程均會出現(xiàn)沉降。

（3）誘發(fā)因素：地層應力釋放、地下水流失、開挖方式掌子面失穩(wěn)等。

（4）造成的影響：不均勻沉降會造成坍塌等一系列安全質量事故，甚至導致人員傷亡、設備損壞、建筑物開裂、傾斜、地下管線斷裂等，影響居民正常生活，造成糾紛，進而影響工程進度、增加費用。

05 結構物內在質量不合格

（1）定義：指結構砼強度達不到設計要求、防水混凝土抗?jié)B能力不達標、施工縫、變形縫處滲漏水等質量問題。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：圍護結構斷樁，止水帷幕效果差、防水層質量不合格、結構砼強度不合格等。

（3）誘發(fā)因素：砼原材料不合格、施工方法不當、混凝土供應意外中斷等。

（4）造成的影響：出現(xiàn)此類問題可能造成結構滲漏水、結構耐久性降低等問題，這些問題處理難度大、費用高，社會關注度高，不良影響面大。

06結構物尺寸誤差超標

（1）定義：指結構尺寸偏大或偏小，兩組混凝土間的錯臺過大等質量問題。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：結構側墻、柱尺寸誤差過大、隧道掘進誤差過大，隧道襯砌錯臺過大等。

（3）誘發(fā)因素：此類問題多由支撐體系不穩(wěn)固造成的漲模、混凝土澆注速度過快等原因引起。

（4）造成的影響：結構誤差過大直接影響成品的觀感效果，甚至會侵入建筑限界，處理難度較大。隧道掘進出現(xiàn)偏差時可能引起較大的質量事故，導致隧道無法正常貫通或影響列車運行速度。

07洪災水災

（1）定義：指施工期間基坑、隧道被洪水或河流、雨、污水淹沒或浸泡的災害。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：汛期施工、隧道過河及雨污水管線施工。

（3）誘發(fā)因素：極端天氣、穿越河流時出現(xiàn)坍塌、過大的沉降導致的雨污水管破壞、機械開挖導致的雨污水管破壞。

（4）造成的影響：大量水流涌入基坑可能造成基坑支撐體系破壞，造成坍塌等二次事故，大型設備受淹損壞，經濟損失極大，或在通車前發(fā)生水災，可能使多個區(qū)間受災，造成裝修返工、電氣設備損毀等嚴重后果。

08 機械傷害

（1）定義：隧道施工中的機械運動打擊、傾覆和桿件擠壓對施工人員和第三方造成的傷害。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：基坑施工中的挖掘機、塔吊、汽車吊、龍門吊，加固工程中的高壓噴射機等。

（3）誘發(fā)因素：場地狹窄、夜間施工可視條件差、機械維護保養(yǎng)不及時、地基處理滿足荷載要求、機械設備操作經驗欠缺、操作失誤等。

（4）造成的影響：機械傷害事故是建筑行業(yè)第四大職業(yè)傷害事故（前三位是高處墜落、電擊、機動車輛傷害），其發(fā)生機率較大，對人的直接傷害大；有的機械事故還可能造成第三方傷害，如汽車吊的傾覆可能造成施工場地外的人員、車輛受損，社會影響較大。

09火災

（1）定義：指施工現(xiàn)場意外發(fā)生的燃燒并造成人員財產損失的事故。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：電焊作業(yè)、防水層施工、民工宿舍、裝修過程。

（3）誘發(fā)因素：材料耐火等級不達標、電器質量不合格、宿舍私拉亂接電線、可燃物管理不到位、電氣設備老化、使用明火不當、抽煙等。

（4）造成的影響：施工現(xiàn)場一般都設有辦公區(qū)、生活區(qū)、構件加工區(qū)、材料存放區(qū)以及臨時用電設備和正在施工中的站房等構筑物。由于工地房屋大多是易燃建筑，而且用火用電較多，加之受施工場地條件所限和在施工過程中出現(xiàn)的臨時需要，布局也不盡合理，火災危險性大，一旦發(fā)生火災，疏散難度大，易造成多人傷亡和大量財產損失。

10高空墜落、觸電、車輛傷害

（1）定義：人從高處墜落的事故，稱為高處墜落事故，物體從高處墜落砸著下面的人事故，稱為物體打擊事故，觸電是指電流通過人體內部，使肌肉非自主地發(fā)生痙攣性收縮造成的傷害（分為兩相觸電、單相觸電、跑步電壓觸電）。它們是建筑企業(yè)的三大職業(yè)傷害事故，地鐵施工中發(fā)生的機率較高。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：高處作業(yè)、臨邊作業(yè)、交叉作業(yè)、潮濕場所作業(yè)、場內及場外運輸作業(yè)等。

（3）誘發(fā)因素：未防護或防護不當、對電的特性不了解、違章操作、未采用TN-S接零保護系統(tǒng)、機車防溜車裝置失靈等。

（4）造成的影響：這些事故均能對人體造成嚴重傷害，并可能危及生命。

11 其他災害

（1）范圍：包括特殊地質災害、有毒氣體傷害（盾構開倉）、管線破壞災害等。

（2）存在的主要作業(yè)環(huán)節(jié)或工序：開挖掘進過程中。

（3）誘發(fā)因素：特殊的地質結構、管線調查不全面、填土厚度較大、地下障礙物。

（4）造成的影響：地質災害可能引起涌水、涌砂、不均勻沉降，有毒氣體可能人員中毒、爆炸等事故，管線破壞可能引起燃氣爆燃、局部水災、停電、通訊中斷等事故，社會影響面較大。

02一個數(shù)字標題

事故影響及特點

1.媒體高度關注，社會影響大、波及范圍廣

城際鐵路隧道工程一般地處城市繁華地帶，政府和媒體對建設都時刻關注，而工程一旦出安全質量事故則處理也會“高度重視”。

2.易造成重大傷亡

城市隧道的建設具有其特殊性。工程建設中的不確定因素較多，可能引發(fā)的事故種類繁多，并且一旦發(fā)生安全事故，其后果是相當嚴重的，往往是群死群傷。

3.一旦留有隱患，維護難度大，將長期對運營安全造成影響

建設期間的安全質量隱患如果沒有在運營前治理，帶病開通運營，則會對運營安全造成長期影響，治理難度很大，費用很高，且難以徹底消除隱患。

01  施工質量通病案例

施工工序常見的質量問題之止水帶、防水板缺陷

隧道施工工序常見的質量問題之拱架架設、加工缺陷

隧道施工工序常見的質量問題之噴射砼、掛網缺陷

隧道施工工序常見的質量問題之鋼筋安裝、加工缺陷

質量問題之混凝土外觀缺陷

質量問題之測點埋設、保護缺陷

02  安全事故案例-火災事故

西安地鐵“12.30”火災事故

2008年12月30日，中鐵某局施工的西安地鐵二號線，在已立好的模板處切割砼灌注口時，切割下的鋼板掉入模板內部下方，引燃防水板，造成火災事故。

事故原因：

切割后灼熱的鋼板，掉落在已鋪設好的防水板上，引起燃燒；

電焊工違規(guī)作業(yè)，未執(zhí)行相關的安全交底； 

防水板等材料燃燒產生的有毒有害氣體，加重了本次事故的危害程度。

03  安全事故案例-基坑坍塌

杭州地鐵“11.15”事故

2008年11月15日下午3時20分左右，由中鐵某局負責施工的地鐵一號線蕭山湘湖站發(fā)生地鐵施工塌方事故，導致蕭山湘湖風情大道75米路面坍塌，并下陷15米，正在路面行駛的約有11輛車輛陷入深坑；施工人員17名死亡、4人失蹤。

事故原因：

1. 施工單位違規(guī)施工、冒險作業(yè)、基坑嚴重超挖；支撐系統(tǒng)存在嚴重缺陷且鋼管支撐架設不及時；墊層未及時澆筑；

2. 監(jiān)測單位實為掛靠施工監(jiān)測失效，施工單位沒有采取有效補救措施。

04  安全事故案例-出入口開挖事故

北京地鐵十號線蘇州街站出口“3.28”坍塌事故

2007年3月28日上午9時40分，位于北京海淀區(qū)海淀南路的地鐵十號線蘇州街站出口中鐵某局工地發(fā)生坍塌事故，6名工人被困地下。發(fā)生塌陷事故后，工地負責人組織工人們自行救援，并將項目部牌子摘掉，不許報警,封鎖工地大門，致使報警時間延誤8個小時。據初步調查，3月28日7時40分左右，施工人員發(fā)現(xiàn)小通道拱部產生裂縫，隨即自行進行加固處理。9時30分左右，現(xiàn)場發(fā)生大面積塌方，塌方面積約20平方米，深度約11米，造成了6人被埋，全部死亡。

事故原因：

由于對施工復雜的地質情況不清，施工斷面發(fā)生局部塌方和導洞拱部產生環(huán)向裂縫的險情時，未制定并采取保護搶險人員的安全技術措施，指揮作業(yè)人員實施搶險，發(fā)生二次塌方，造成6人死亡。

05  安全事故案例-區(qū)間通道坍塌事故出入口開挖事故

·上海軌道交通4號線事故

2003年7月1日上午7點，上海軌道交通4號線位于黃浦江邊的董家渡地面下30余米的區(qū)間隧道聯(lián)絡通道發(fā)生流砂事故，導致隧道附近的土體流失，約270m隧道發(fā)生塌陷損壞，地面發(fā)生了較大沉陷，最大沉陷量達到7m左右，事故場區(qū)地面宏宇商務樓、音響制品市場、文廟泵站等建筑建筑物發(fā)生不同程度傾斜破壞等問題。因報警及時，處理果斷，受影響的單位、居民及時撤出，未造成人員傷亡。

原因分析：

1. 工程采用凍結法進行施工。施工中凍土結構局部區(qū)域存在薄弱環(huán)節(jié)，忽視了承壓水對工程施工中的危害，導致承壓水突涌。

2. 下行線冷凍機組又發(fā)生故障，沒有備用機組替代，造成停止供冷7.5小時。

3. 在施工中缺少對這些技術參數(shù)進行監(jiān)控和動態(tài)管理手段，沒有明確達到何種情況應進行報警，暫停施工，采取應急措施。

文章素材來源：筑龍論壇

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