摘　要：結合地鐵工程的特點(diǎn)，通過(guò)廣州地鐵五號線(xiàn)建設風(fēng)險管理的實(shí)踐，以基坑開(kāi)挖為重點(diǎn)，分析了地鐵深基坑施工中的地質(zhì)風(fēng)險，以提高深基坑開(kāi)挖的安全管理水平，減少由地質(zhì)風(fēng)險導致的事故。

　　關(guān)鍵詞：地鐵；深基坑；施工；地質(zhì)風(fēng)險

　　地鐵工程具有幾大顯著(zhù)特點(diǎn)，即周邊環(huán)境復雜，各種建構筑物、地下管線(xiàn)多，且對施工變形控制要求高；工程地質(zhì)與水文地質(zhì)復雜，不確定因素多；結構形式較多，施工方法交叉變換多，施工難度大；施工工期壓力較大等，這些特點(diǎn)都集中表現為工程的高風(fēng)險性。因此，通過(guò)主動(dòng)的、系統化的風(fēng)險分解、分類(lèi)，識別工程的致險因子、風(fēng)險事件和后果對地鐵及地下工程建設風(fēng)險源進(jìn)行辨識是具有重大意義的。根據地鐵土建工程的特點(diǎn)，安全風(fēng)險的分解按照工程所處的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、工程實(shí)施等的各個(gè)階段進(jìn)行分解。從自然環(huán)境、工程條件、技術(shù)等方面分析擬建工程的特點(diǎn)及相應的潛在風(fēng)險。

　　本文以廣州地鐵五號線(xiàn)建設風(fēng)險管理的實(shí)踐，并以基坑開(kāi)挖為重點(diǎn)，分析地鐵基坑開(kāi)挖地質(zhì)風(fēng)險分類(lèi)。

　　1）在軟土地層、淤泥質(zhì)土體進(jìn)行基坑開(kāi)挖施工引起地面沉陷的風(fēng)險。

　　明挖基坑施工沿線(xiàn)存在很大厚度具有低強度和高壓縮性的軟土、淤泥質(zhì)土體時(shí)，很難控制好地面沉降及鄰近地下管線(xiàn)、構筑物的位移，容易引起一定的地面沉陷，給地面建筑、構筑物、地下管線(xiàn)帶來(lái)危害。因此更會(huì )導致諸多連環(huán)性質(zhì)的工程災害，如：管線(xiàn)爆裂滲水進(jìn)而導致暗挖段土體力學(xué)參數急劇下降，承載能力大幅下降和變形急劇擴大，如此惡性循環(huán)后必將出現災難性后果。

　　2）明挖時(shí)，容易因失水造成地面塌陷。

　　一般在基坑開(kāi)挖時(shí)，需要進(jìn)行坑內降水，這需要防止土體失水引起的地面塌陷風(fēng)險。砂土地區應該防止因降水引起水土流失導致的地面塌陷。

　　如果地層失水嚴重，上伏軟土則會(huì )引起大幅沉降，特別是沿線(xiàn)地表均存在相當厚度的軟土或淤泥土，明挖施工時(shí)淺層地下水可能透過(guò)巖石層的裂隙進(jìn)行滲漏，如果滲水過(guò)多則會(huì )引起地表沉降過(guò)大。

　　3）粉細砂層容易發(fā)生液化、流砂、涌砂現象，給明挖造成危險。

　　工作面前方遭遇流砂或發(fā)生管涌，這種現象的發(fā)生對于基坑施工都是災難性的后果。

　　4）花崗巖各風(fēng)化帶遇水軟化、崩解，給施工帶來(lái)很大風(fēng)險。

　　結構設計過(guò)程中，一般不會(huì )將花崗巖各風(fēng)化帶遇水軟化、崩解作為荷載驗算工況。因此，如果施工過(guò)程中發(fā)生巖石崩解，將威脅明挖施工的安全。

　　5）巖層風(fēng)化帶的巖面起伏問(wèn)題對車(chē)站差異沉降的影響。

　　沿線(xiàn)地質(zhì)中，花崗巖各風(fēng)化帶的巖面起伏問(wèn)題相當嚴重并且普遍。一般而言，根據現行GB 50157-2003地鐵設計規范設計方都會(huì )在車(chē)站主體結構方向設置1道~3道變形縫，間距約50 m.而巖面的起伏造成車(chē)站底板分別坐落于不同地層，甚至造成有的底板坐落于砂層、軟土層，有的底板坐落于巖層。這種巨大的差異會(huì )造成：同一埋深范圍內土體強度和剛度不一，使得主體結構縱向沉降差異顯著(zhù)增大，當變形縫兩側主體結構的差異沉降超過(guò)軌道允許的最大沉降差時(shí)，會(huì )嚴重影響地鐵車(chē)輛的運行。

　　6）地下結構在巖面起伏的地質(zhì)中地震響應的風(fēng)險。

　　上軟下硬、巖面起伏的地質(zhì)使得盾構隧道的地震響應比較復雜，尤其是盾構屬于地下超長(cháng)結構，其地震響應更加復雜，不僅受到縱向地震波的影響，還受到折射波的影響，并且隨地震波的入射角度不同而存在不同的地震響應給工程帶來(lái)較大設計和運營(yíng)風(fēng)險。

　　7）斷層破碎帶中進(jìn)行地下工程施工的風(fēng)險。

　　在各斷裂的斷層破碎帶之中，基坑開(kāi)挖施工容易受到地質(zhì)斷裂帶中沿巖石裂隙面滑動(dòng)的滑動(dòng)力不利影響，這種滑動(dòng)也會(huì )帶來(lái)很大的風(fēng)險。明挖基坑在計算基坑側壁滑裂面時(shí)，應考慮本斷裂面的不利工況。施工過(guò)程中對圍巖的破壞程度、工序銜接的快慢、施工技術(shù)措施是否得當等，均有很大的關(guān)系。

　　8）斷層活動(dòng)的風(fēng)險（包括抗震和地震響應等方面）。

　　斷層活動(dòng)對廣州地區第四系覆蓋區的全新統可液化砂層和可能發(fā)生震陷的淤泥層有著(zhù)重要影響，因而也往往容易沿這些斷層造成地基失效。因此，在工程建設中應注意抗震問(wèn)題。

　　廣州地區斷層的活動(dòng)性較弱，現代跨斷層的形變觀(guān)測表明其活動(dòng)速率較小，不可能孕發(fā)強震，對地面建筑破壞較輕，但不排除在局部地段或地區，尤其是砂層或淤泥層較厚的珠江沿岸及其西部一帶，發(fā)生砂土液化和淤泥震陷等震害的可能性。

　　9）地下水腐蝕地下結構的風(fēng)險。

　　沿線(xiàn)地下水對混凝土結構工程無(wú)腐蝕性，但對結構中的鋼筋具有弱腐蝕性。此種腐蝕性會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的增長(cháng)，加速結構的老化過(guò)程。特別是地鐵結構一般均處于高應力狀態(tài)，鋼筋受到腐蝕會(huì )影響結構的安全性。

　　10）隱伏溶溝、溶槽、地質(zhì)漏斗、風(fēng)化深槽等的風(fēng)險。

　　在斷裂發(fā)生地帶多隱伏溶溝、溶槽、漏斗等，這種地質(zhì)“空洞”，改變了地質(zhì)應力分布狀態(tài)，使得土體經(jīng)開(kāi)挖后處于松散狀態(tài)而發(fā)生坍塌。

　　11）爆破震動(dòng)引起砂層和淤泥質(zhì)土層震陷的風(fēng)險。

　　由于各站站址均下臥巖石層，施工時(shí)使用微型爆破或鉆孔設備時(shí)，施工機具的頻繁振動(dòng)或爆破震動(dòng)傳至砂層或上層淤泥質(zhì)土層時(shí)，易產(chǎn)生液化、涌砂現象。

　　12）缺乏地質(zhì)超前預報帶來(lái)的風(fēng)險。

　　廣州地質(zhì)條件相對復雜，突發(fā)性地質(zhì)事件很多，缺乏地質(zhì)超前預報易帶來(lái)很多風(fēng)險。巖溶、斷裂、隱伏風(fēng)化深槽等地質(zhì)勘探、預報局限性也會(huì )帶來(lái)風(fēng)險。

　　廣州地區存在巖溶、斷裂、隱伏風(fēng)化深槽等大量的不良地質(zhì)，這些均需要做大量的地質(zhì)勘探工作。根據五號線(xiàn)的勘探實(shí)踐經(jīng)驗，巖溶地質(zhì)勘探很難反映溶洞的分布，這給施工帶來(lái)很大的困難和風(fēng)險。

　　13）明挖基坑穿越上軟下硬復合地層（土、石交界面）的風(fēng)險。

　　明挖基坑大多穿越上軟下硬復合地層（土、石交界面），因而此類(lèi)問(wèn)題具有很大的普遍性。此時(shí)，軟土地層應力逐漸增大，而硬巖、風(fēng)化巖地層則突然減小。此類(lèi)基坑的支撐設計階段也應考慮到這種變化。

　　14）流砂的風(fēng)險。

　　廣州部分地區砂層較厚，基坑遭遇流砂危害的可能性也較大。雖然圍護結構都設置了樁間止水措施，但難免存在空隙滲漏流砂。

　　15）硬巖層內成樁困難的風(fēng)險。

　　廣州地鐵五號線(xiàn)沿線(xiàn)都存在很厚的硬巖層，因而成樁困難。值得一提的是以上所述工程中的各項風(fēng)險因素往往相互作用，比如地面塌陷引起地下管線(xiàn)爆裂、地下基礎的嚴重傾斜；地下管線(xiàn)爆裂、地下基礎的嚴重傾斜更加劇了地面塌陷，如此往復應該注意避免此類(lèi)風(fēng)險的相互作用現象，并從源頭上控制風(fēng)險。綜上所述，作為建設單位、監理單位、施工單位應對地鐵深基坑工程中地質(zhì)風(fēng)險加以了解，對照審核施工方案、施工組織及安全措施；分析和評估各車(chē)站、區間施工中可能發(fā)生的安全風(fēng)險；確定現場(chǎng)監測的對象、項目?jì)热�、范圍以及監測頻率，并實(shí)施監測；審查施工降水、地層注漿、臨時(shí)工程設計和重要管線(xiàn)及建筑物的保護方案；參與施工中關(guān)鍵技術(shù)措施可行性和有效性的審定，并對相應的安全風(fēng)險作出評價(jià)；綜合分析監測數據和地質(zhì)狀況，對施工影響區內的環(huán)境安全狀態(tài)作出及時(shí)、可靠的評估，及時(shí)進(jìn)行預警和報警，從而提高深基坑開(kāi)挖的安全管理水平，減少由地質(zhì)風(fēng)險導致的事故。

　　參考文獻：

　　李　兵，徐明新，陸景慧。地鐵車(chē)站土建工程施工風(fēng)險分析與對策[J].山西建筑，2007，33（5）：263-264.