西土城车站小导洞施工安全技术管控分析

李龙

（中铁二十二局集团轨道工程有限公司，北京 100000）

0 引言

在西土城站暗挖工程施工之前，施工单位辨识了小导洞施工各类施工风险，同时制定了专项的控制措施，确保施工风险可控。在施工过程中，对每道工序进行验收，验收不合格的严禁进行下一步工序施工，严格西土城车站小导洞施工安全技术的管控，从而确保新建西土城车站施工安全可控。因此，本文将围绕着西土城车站小导洞施工安全技术的管控展开分析，以φ1500污水管线、元大都城垣遗址公园、华索影视制作中心主楼三个风险源的具体情况及过程管控措施为例进行阐述。

1 新建西土城车站概况

新建西土城车站总长212.3m，断面宽25.0m，高22.25m，覆土12.23～13.04m，底板最大埋深34.94m。采用三层三连拱结构，四导洞PBA工法施工。共设计3个出入口，3个安全出入口，2个风道，2条与既有地铁10号线西土城车站的换乘通道。同时新建西土城车站沿学院路南北敷设，处在北三环外，属于北京市“八大院校”腹地，人流多，地域繁华，施工区域交通流量大，地下管线众多，周边环境错综复杂。

2 风险源辨识

经与设计对接、图纸审查，西土城站主体结构周边无特级风险源，一级风险源13处。主要包括以下风险源（见表1）。

本文将以1500污水管线、元大都城垣遗址公园、华索影视制作中心主楼三个风险源的具体情况、过程管控措施以及取得的成果为例进行安全技术分析。

3 加强过程管控，规范施工管理

在小导洞施工过程中，导洞每榀格栅安装前，检查格栅上预留钢板的位置及预留筋的长度是否与设计图纸相符，保证后续连接的准确性和可靠性；严格控制上层导洞现场每榀格栅的架设榀距，及预留节点处的高程，榀距采用同步控制点控制每榀进尺，同时做好先开挖导洞的榀距进尺记录，为后续导洞的同步控制提供依据；导洞格栅架设完毕，应采取必要措施保护预埋钢板；上台阶格栅拱脚位置不得悬空，架设时采用方木将拱脚垫实；为加强沉降控制，每榀刚格栅在拱脚处打设DN32钢焊管长度2m的锁脚锚杆，角度45°斜向下打设，严格控制注浆压力。施工过程中做好超前探测，并留好相关影像资料及记录，依据超前探测土质干湿情况预判前方是否存在水囊。为保证结构周边土体的稳定，减小地面沉降，应及时进行初支背后注浆，注浆压力控制在0.2～0.4MPa，注浆终压不超过0.45MPa。另外，项目部在开挖过程中提前备好抢险物资（采用移动式小车的方式进行配备），同时提前制定好针对性应急预案，定期开展掌子面坍塌应急演练，增强现场人员的抢险意识及提高其抢险流程能力；同时安装监控设备，对掌子面开挖实行24h全程监控，如遇到紧急情况立即停止施工，封闭相应施工掌子面，并加强结构监控量测。

表1 西土城车站一级风险源清单

4 强化风险举措，确保施工安全

4.1 φ1500污水管线的管控措施

4.1.1 φ1500污水管线概况

φ1500污水管线为建国时期纵穿学院路主路的污水主干线，年代久远，且为老旧的承插混凝土管的老旧施工工艺，探测多处存在渗漏水情况，其与车站对位置关系如下（见图1）。在2017年汛期出现过自然坍塌事件，造成学知桥挡墙出现裂缝，主要抢险过程持续24h以上，回填砂和混凝土的方量超过500方，学院路此段辅路封路超过7d。综上情况，如果在西土城车站施工过程中，造成管线破裂，出现坍塌情况，后果将不堪设想。

图1 φ1500污水管线与西土城车站位置关系

4.1.2 φ1500污水管线保护具体措施

新建西土城车站影响范围内φ1500污水管旧管长度共计164.5m，新管长度约为111.9m（含顶管井）。

车站西侧部分旧管抢险后采用混凝土填充，其余部分内衬处理，该段保护措施：采用φ108管棚+拱顶深孔注浆。车站东侧新管，该段保护措施：拱顶深孔注浆。车站横向新管，该段保护措施：拱顶深孔注浆。

4.2 元大都城垣遗址公园的管控措施

4.2.1 元大都遗址公园概况

车站主体邻近东侧为元大都遗址公园，主体结构与北端本体保护范围之间的距离为3.8～5.2m，与南端本体保护范围之间的距离为15.8～17.2m。元大都城垣遗址公园为北京市与国家级重点文物保护单位，属于重要文化遗产，对文化历史的探源有重要意义，公园高出地面2～8m。元大都遗址公园作为国家重要的文化遗产，每天的客流量大，如果在施工过程中对其造成破坏，将会给社会带来非常恶劣的影响。

4.2.2 元大都遗址公园具体保护措施

施工前对遗址公园的现状进行核查；采用深孔注浆从邻近导洞内侧墙及部分拱顶加固邻近侧周边土体；并根据规范要求进行初支和二衬背后注浆，作业过程中有效地控制注浆压力。施工过程中通过自动监测系统，监测遗址公园，形成数据统计分析，根据结果调整施工参数，确保元大都遗址安全。

4.3 华索影视制作中心主楼的管控措施

4.3.1 华索影视制作中心主楼概况

华索影视数字制作中心（南侧办公楼）为框架剪力墙结构，筏板基础。两者之间的水平净距9.297m，建筑物基础位于拱顶上方约7.7m。在新建西土城站小导洞施工过程中，由于施工距离距中心主楼较近，不规范的施工工序极易造成主楼出现开裂与倾斜风险。

4.3.2 华索影视制作中心主楼具体保护措施

施工前对建筑物的现状进行核查；采用深孔注浆从邻近导洞内加固邻近侧周边土体（华索影视制作中心建筑物前后10m，邻近侧导洞初支拱顶及侧墙外1.5m，初支内0.5m，纵向长度21.5+20m）；根据规范要求进行初支和二衬背后注浆，作业过程中确保注浆压力符合要求。施工过程中通过自动监测系统，形成数据统计分析，根据结果调整施工参数，确保建构筑物结构的安全稳定。

5 引进新技术，深化风险管理

在施工过程中，为了进一步通过监测等有效手段控制上述风险，项目部在元大都遗址公园及华索影视制作中心主楼区域引进了自动化监测系统。主要采用设备名称：静力水准仪、型号：HD-2NJ103-1，量程，80mm，精度：0.1mm，分辨率：0.01mm，工作温度：-20℃～70℃，工作电压：9～28V，信号输出：R485输出。此远程监控系统的主要优点为：稳定性好、抗干扰能力强；自动化传输，受外界环境影响小，适合室外监测；自带温度系数修正功能，传感器经过高低温测试；气密性好，适用于铁路运营和高架桥梁监测，减少外界气压波动带来的影响；自带编号，总线连接，系统可以查询每个传感器的工作状态。

在施工期间，开挖方式、开挖速度、支护方式等必然会对原来稳定的土体产生应力重分配，导致不同位置地基基础的沉降，进而对已经建成的道路、管线构成不同程度的影响。这种影响主要体现在地面、建筑物的不均匀沉降。轻者会造成路面不平顺；重者会造成路面的沉陷、开裂，建筑物倾斜、塌陷。

6 结论与建议

目前，新建西土城车站小导洞施工已经完成，通过以上技术手段对实施，φ1500污水管、元大都遗址公园及华索影视制作中心主楼三处风险源均达到预期的控制值。

新建西土城车站施工正在平稳进行推进，在后续施工过程中将严格按照本方案来进行施工。施工人员也定会严格执行相关法律、法规、规范性文件及标准，在风险管控方面建议进一步引进科技技术手段，强化智慧化管理，争取将西土城车站建设成为一个高标准、高质量的车站。