地铁施工重大安全风险分析及预防预控措施

地铁施工重大安全风险分析及预防预控措施

广州地铁项目部 赵明栋

随着城市建设迅猛发展，特别是大城市的人口与日俱增，随之而来的是道路拥堵问题，为满足人们生活、工作需要，解决拥堵问题必须放在首位。但地面交通受种种条件限制，发展空间极其有限，而且不便捷。人们只好把目光转向地下。也就是近年来正在蓬勃兴起的地下铁道工程，人们通常叫做地铁。地铁目前已是人们所熟知的交通工具了，而且也是出行时首选的公共交通，给人们出行带来了极大的方便。但提起地铁建设可能很大一部分人就不知道了，地铁建设是一项技术含量高，施工难度大，安全风险多的工程。特别提一下施工的安全风险方面，如果预防预控措施不到位，很可能发生重大安全事故，下面结合广州地铁十四号线支线工程施工4标的情况做一下简单介绍。

一、工程概况

1.工程简介

广州市轨道交通十四号线支线施工4标，包括一站（知识城南站）一区间（知识城～知识城南

区间）。

知识城南站：本站为地下2层岛式站台车站，全长220 m ，标准段宽度19.7 m ，采用明挖法施工；主体和附属工程围护结构均采用厚度800mm 地下连续墙+内支撑型式。车站标准段基坑深度约为16.8 m ，风亭基坑深度约为10.32m 、出入口基坑深度约为9.95 m 。基坑范围内开挖土层为粉素填土、粉质粘土、中粗砂、花岗岩残积土，基坑底部大部分位于花岗岩残积土层中，局部少量位于花岗岩全风化层。知知区间：基本沿九龙大道敷设，区间隧道采用盾构法施工，右线线路总长约

2354.5m ，左线

线路总长2361.78m ，线间距13.0～14.0m ，覆土厚度为10.28～14.95m 。本区间设置3个联络通道和1个中间盾构始发井，该盾构井埋深约17.9m ，长度40m ，宽度17.3m ，采用明挖法施工；盾构隧道穿越地层主要为花岗岩残积土和全（强）风化花岗岩。 2.工程地质、水文地质和周边环境 2.1工程地质

工程范围内从上到下主要地层有：人工填土<1>、粉细砂层<3-1>、中粗砂层<3-2>、砾砂层<3-3>

、

线路平面图

淤泥<4-2A>、淤泥质土<4-2B>、粉质黏土（<4N-1>、<4N-2>）、粉土<4F-1>、粉质粘土<4-3>、砂质黏性土（<5H-1>、<5H-2>）、全风化花岗岩<6H>、强风化花岗岩<7H>。

2.2水文地质

本工程范围内所有勘察钻孔均遇见地下水，钻孔初见水位覆盖土厚2.00～4.60m，混合稳定水位覆盖土厚2.70～6.70m，地下水按赋存方式分为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。

2.3工程周边环境

工程位于广州市萝岗区九龙镇九龙大道(S378)，周边建筑物大多为民用老旧房屋，人口稀疏、道路交通繁忙。线路沿线两侧主要是果林，水塘，部分村落及一些在建工地。

知识城南站周边航拍图知～知区间周边航拍图

二、重大安全风险的分析及预控预防措施

知识城南站

知识城南站位于九龙大道与规划路KS3-2号路交叉口处，沿九龙大道南北向路中布置。站位西北象限为知识城起步区展示厅，东北象限为中大国际健康医疗研究中心（在建），西南象限为天韵项目（在建），东南象限为腾飞科技园（在建）。

知识城南站为地下两层岛式站台车站，全长220 m，标准段宽度为19.7 m，有效站台中心里程为YDK55+082.000, 采用台阶法施工。

知识城南站平面布置图

1.基底遇水崩解风险

1.1风险描述与分析

深基坑开挖时，基坑底部为遇水易软化的花岗岩残积土层和花岗岩全风化层，水理性差，遇水易崩解，扰动后承载力下降幅度较大。给开挖工作带来困难，同时也对作业人员人身安全造成隐患。地质剖面如下图所示：

知识城南站地质剖面图

1.2风险预防预控措施

1.2.1管理措施

（1）编制基坑施工方案和降水井施工方案，严格履行审查批准程序；

（2）采用城市轨道交通项目数字化管理平台软件，使各项管理制度、风险管控措施和专项方案能够得到切实的贯彻和落实；

（3）编制应急预案、备齐应急物资、提前进行演练，确保危机处置及时有序；（4）做好各项方案、预案交底工作。

1.2.2技术措施

（1）知识城南站采用管井井点降水，降水井共计32口，深度约为21.5m,降水井底为基坑开挖面以下4m位置。降水井成孔直径1000mm，降水井采用直径600mm、壁厚6mm，壁开孔 20@300x300的钢管，钢管外包3层60目尼龙布，降水井底部用6mm厚钢板封底，外侧2m以下用5-15mm圆形或亚圆形砂卵石粒径回填，顶部1m范围采用粘土球回填。知识城南站基坑开挖面积约为4800m2，基坑内降水井兼做水位观测井，基坑外侧周边设置共40口水位观测井。坑内疏干降水时，至少提前20天进行，以保证有效降低开挖土体中的含水量，确保基坑开挖施工的顺利进行。水位降至基坑开挖面以下至少1m后，方可进行下一步土方开挖施工。（具体降水方法在基坑开挖方案中有描述）

（2）从基坑围护结构施工准备阶段设计完善雨季施工时的防水、排水系统，确保基坑内外的排水畅通措施。

（3）基坑开挖过程中遇见的软土特殊地质情况主要有：4-2A淤泥、5H-1软塑状砂质粘土以及基坑底部遇水易软化、崩解的5H-2硬塑状砾质粘性土层、6H花岗岩全风化层。因此，对该处特殊地层的开挖按照以下标准进行。

①4-2A淤泥、5H-1软塑状砂质粘土在知识城南站局部地段有分布，多呈透镜状。该地层段基坑开挖纵横向放坡设置为1:3.5，采取与其他土方搅拌或水泥改良，然后从下到上用挖机翻运，长臂挖机配合挖土的方法开挖。

②5H-2硬塑状砾质粘性土层、6H花岗岩全风化层地质遇水易软化、崩解，做好基坑降水的同时，在该处地层采用集水坑的方法集水，然后用水泵抽出坑外，防止地下水漫延导致地层软化、崩解。对于基坑底部的已软化、崩解必须进行淤泥清理，石子换填等措施。

③基坑底部完成开挖后及时施工垫层、防止雨水浸泡基坑底部地层。

（4）组织好支撑拆除和主体结构模筑的施工次序，开挖顺序分块分层开挖。

（5）及时进行基底隆起或开挖面管涌的处理。

2.深基坑开挖风险

2.1风险描述与分析

知识城站全长220m，为明挖顺做的地下两层岛式车站，开挖宽度19.7m～25.0m,开挖深度16.98m～18.93m。

基坑范围内地质自上而下依次为：素填土、粉质粘土、中粗砂、花岗岩残积土、全风化花岗岩。地质情况如下图所示：