西土城車站小導洞施工安全技術管控分析

李龍

（中鐵二十二局集團軌道工程有限公司，北京 100000）

0 引言

在西土城站暗挖工程施工之前，施工單位辨識了小導洞施工各類施工風險，同時制定了專項的控制措施，確保施工風險可控。在施工過程中，對每道工序進行驗收，驗收不合格的嚴禁進行下一步工序施工，嚴格西土城車站小導洞施工安全技術的管控，從而確保新建西土城車站施工安全可控。因此，本文將圍繞著西土城車站小導洞施工安全技術的管控展開分析，以φ1500污水管線、元大都城垣遺址公園、華索影視制作中心主樓三個風險源的具體情況及過程管控措施為例進行闡述。

1 新建西土城車站概況

新建西土城車站總長212.3m，斷面寬25.0m，高22.25m，覆土12.23～13.04m，底板最大埋深34.94m。采用三層三連拱結構，四導洞PBA工法施工。共設計3個出入口，3個安全出入口，2個風道，2條與既有地鐵10號線西土城車站的換乘通道。同時新建西土城車站沿學院路南北敷設，處在北三環(huán)外，屬于北京市“八大院校”腹地，人流多，地域繁華，施工區(qū)域交通流量大，地下管線眾多，周邊環(huán)境錯綜復雜。

2 風險源辨識

經(jīng)與設計對接、圖紙審查，西土城站主體結構周邊無特級風險源，一級風險源13處。主要包括以下風險源（見表1）。

本文將以1500污水管線、元大都城垣遺址公園、華索影視制作中心主樓三個風險源的具體情況、過程管控措施以及取得的成果為例進行安全技術分析。

3 加強過程管控，規(guī)范施工管理

在小導洞施工過程中，導洞每榀格柵安裝前，檢查格柵上預留鋼板的位置及預留筋的長度是否與設計圖紙相符，保證后續(xù)連接的準確性和可靠性；嚴格控制上層導洞現(xiàn)場每榀格柵的架設榀距，及預留節(jié)點處的高程，榀距采用同步控制點控制每榀進尺，同時做好先開挖導洞的榀距進尺記錄，為后續(xù)導洞的同步控制提供依據(jù)；導洞格柵架設完畢，應采取必要措施保護預埋鋼板；上臺階格柵拱腳位置不得懸空，架設時采用方木將拱腳墊實；為加強沉降控制，每榀剛格柵在拱腳處打設DN32鋼焊管長度2m的鎖腳錨桿，角度45°斜向下打設，嚴格控制注漿壓力。施工過程中做好超前探測，并留好相關影像資料及記錄，依據(jù)超前探測土質(zhì)干濕情況預判前方是否存在水囊。為保證結構周邊土體的穩(wěn)定，減小地面沉降，應及時進行初支背后注漿，注漿壓力控制在0.2～0.4MPa，注漿終壓不超過0.45MPa。另外，項目部在開挖過程中提前備好搶險物資（采用移動式小車的方式進行配備），同時提前制定好針對性應急預案，定期開展掌子面坍塌應急演練，增強現(xiàn)場人員的搶險意識及提高其搶險流程能力；同時安裝監(jiān)控設備，對掌子面開挖實行24h全程監(jiān)控，如遇到緊急情況立即停止施工，封閉相應施工掌子面，并加強結構監(jiān)控量測。

表1 西土城車站一級風險源清單

4 強化風險舉措，確保施工安全

4.1 φ1500污水管線的管控措施

4.1.1 φ1500污水管線概況

φ1500污水管線為建國時期縱穿學院路主路的污水主干線，年代久遠，且為老舊的承插混凝土管的老舊施工工藝，探測多處存在滲漏水情況，其與車站對位置關系如下（見圖1）。在2017年汛期出現(xiàn)過自然坍塌事件，造成學知橋擋墻出現(xiàn)裂縫，主要搶險過程持續(xù)24h以上，回填砂和混凝土的方量超過500方，學院路此段輔路封路超過7d。綜上情況，如果在西土城車站施工過程中，造成管線破裂，出現(xiàn)坍塌情況，后果將不堪設想。

圖1 φ1500污水管線與西土城車站位置關系

4.1.2 φ1500污水管線保護具體措施

新建西土城車站影響范圍內(nèi)φ1500污水管舊管長度共計164.5m，新管長度約為111.9m（含頂管井）。

車站西側部分舊管搶險后采用混凝土填充，其余部分內(nèi)襯處理，該段保護措施：采用φ108管棚+拱頂深孔注漿。車站東側新管，該段保護措施：拱頂深孔注漿。車站橫向新管，該段保護措施：拱頂深孔注漿。

4.2 元大都城垣遺址公園的管控措施

4.2.1 元大都遺址公園概況

車站主體鄰近東側為元大都遺址公園，主體結構與北端本體保護范圍之間的距離為3.8～5.2m，與南端本體保護范圍之間的距離為15.8～17.2m。元大都城垣遺址公園為北京市與國家級重點文物保護單位，屬于重要文化遺產(chǎn)，對文化歷史的探源有重要意義，公園高出地面2～8m。元大都遺址公園作為國家重要的文化遺產(chǎn)，每天的客流量大，如果在施工過程中對其造成破壞，將會給社會帶來非常惡劣的影響。

4.2.2 元大都遺址公園具體保護措施

施工前對遺址公園的現(xiàn)狀進行核查；采用深孔注漿從鄰近導洞內(nèi)側墻及部分拱頂加固鄰近側周邊土體；并根據(jù)規(guī)范要求進行初支和二襯背后注漿，作業(yè)過程中有效地控制注漿壓力。施工過程中通過自動監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測遺址公園，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，根據(jù)結果調(diào)整施工參數(shù)，確保元大都遺址安全。

4.3 華索影視制作中心主樓的管控措施

4.3.1 華索影視制作中心主樓概況

華索影視數(shù)字制作中心（南側辦公樓）為框架剪力墻結構，筏板基礎。兩者之間的水平凈距9.297m，建筑物基礎位于拱頂上方約7.7m。在新建西土城站小導洞施工過程中，由于施工距離距中心主樓較近，不規(guī)范的施工工序極易造成主樓出現(xiàn)開裂與傾斜風險。

4.3.2 華索影視制作中心主樓具體保護措施

施工前對建筑物的現(xiàn)狀進行核查；采用深孔注漿從鄰近導洞內(nèi)加固鄰近側周邊土體（華索影視制作中心建筑物前后10m，鄰近側導洞初支拱頂及側墻外1.5m，初支內(nèi)0.5m，縱向長度21.5+20m）；根據(jù)規(guī)范要求進行初支和二襯背后注漿，作業(yè)過程中確保注漿壓力符合要求。施工過程中通過自動監(jiān)測系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，根據(jù)結果調(diào)整施工參數(shù)，確保建構筑物結構的安全穩(wěn)定。

5 引進新技術，深化風險管理

在施工過程中，為了進一步通過監(jiān)測等有效手段控制上述風險，項目部在元大都遺址公園及華索影視制作中心主樓區(qū)域引進了自動化監(jiān)測系統(tǒng)。主要采用設備名稱：靜力水準儀、型號：HD-2NJ103-1，量程，80mm，精度：0.1mm，分辨率：0.01mm，工作溫度：-20℃～70℃，工作電壓：9～28V，信號輸出：R485輸出。此遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要優(yōu)點為：穩(wěn)定性好、抗干擾能力強；自動化傳輸，受外界環(huán)境影響小，適合室外監(jiān)測；自帶溫度系數(shù)修正功能，傳感器經(jīng)過高低溫測試；氣密性好，適用于鐵路運營和高架橋梁監(jiān)測，減少外界氣壓波動帶來的影響；自帶編號，總線連接，系統(tǒng)可以查詢每個傳感器的工作狀態(tài)。

在施工期間，開挖方式、開挖速度、支護方式等必然會對原來穩(wěn)定的土體產(chǎn)生應力重分配，導致不同位置地基基礎的沉降，進而對已經(jīng)建成的道路、管線構成不同程度的影響。這種影響主要體現(xiàn)在地面、建筑物的不均勻沉降。輕者會造成路面不平順；重者會造成路面的沉陷、開裂，建筑物傾斜、塌陷。

6 結論與建議

目前，新建西土城車站小導洞施工已經(jīng)完成，通過以上技術手段對實施，φ1500污水管、元大都遺址公園及華索影視制作中心主樓三處風險源均達到預期的控制值。

新建西土城車站施工正在平穩(wěn)進行推進，在后續(xù)施工過程中將嚴格按照本方案來進行施工。施工人員也定會嚴格執(zhí)行相關法律、法規(guī)、規(guī)范性文件及標準，在風險管控方面建議進一步引進科技技術手段，強化智慧化管理，爭取將西土城車站建設成為一個高標準、高質(zhì)量的車站。