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摘要：进入“十三五”期间，随着国内城市轨道交通的大力发展，国家、行业和地方政府均高度重视工程建设阶段的安全风险管理，先后出台了一系列风险管理相关的规范性文件及技术标准，对工程风险管理提出了诸多新的要求。本文基于地铁隧道矿山法施工风险管控进行了分析。
关键词：地铁隧道；矿山法；施工；风险管控
引言
随着国民经济的快速增长，我国居民的消费能力有了大幅提高，随之带来城市机动车保有量的不断增长，导致城市交通拥堵状况日益严重，人们出行的时间成本越来越高，“堵车”的困扰极大的影响了人们生活的“幸福感”。因此，为了保障城市交通的高效运行，满足人们便捷出行的需求，地铁项目在这种城市发展的时代背景下日益增加。但地铁项目一般处于城市的繁华区，人口密集、周边建构筑物多、地下管线错综复杂、工程地质条件复杂、施工具有隐蔽性，故施工阶段存在较高的安全风险。在现实中由于拟建地铁沿线多数已实现了规划，使得大多数地铁工程都修建于城市的地下，有相当比例的地铁隧道建设采用矿山法施工，因此，在施工时难免会对地上建筑物、地下管线、城市道路等造成影响，稍有不慎甚至发生重大安全事故。
一、矿山法概述
矿山法是一种传统的施工方法，是人们在长期的施工实践中发展起来的，最早应用于矿山开采中，矿山法施工支护结构以木或钢构件作为临时支撑，其依据的是松弛理论，认为扰动会使围岩发生坍塌，而支护结构就是用来支撑这些可能会发生坍塌的围岩的岩体重量。
奥地利学者拉布西维兹（L.V.RABCEWICZ）教授于上世纪50年代提出了新奥法的概念，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，支护结构由喷射混凝土和锚杆组成，其特点是隧道开挖后在开挖面及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝土和锚杆支护结构，因为蕴藏在地层中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是靠围岩体本身，而采用喷锚柔性支护的作用，是使支护结构和围岩在共同变形过程中，调整围岩应力重分布而达到新的平衡，以求最大限度地保持围岩的固有强度和发挥其自承能力。
我国在修建地铁隧道时，一般隧道的埋深在地下30m的范围之内，在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建隧道工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅钢架（或其他钢结构）和喷射混凝土作为初期支护手段，开挖至初期支护施做完成阶段遵循“新奥法”大部分原理，按照十八字方针（即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工，亦称之为浅埋暗挖法。
二、矿山法施工风险管控的必要性
由于矿山法地铁隧道修建于城市的地下，项目一般处于城市的繁华区，人口密集、车流量大、周边建构筑物多、地下管线错综复杂，隧道的开挖破坏地层的受力平衡后，使得工程本身及周边环境的安全风险增大，处理不当或采取措施不及时很容易发生冒顶、掌子面坍塌、管线断裂等安全事故。因此，做好风险管控工作对地铁隧道矿山法施工尤为重要，能有效避免在施工的时候发生安全事故【1】。
三、矿山法施工的风险管控内容
地铁隧道采用矿山法进行施工时，风险管控主要从以下几个方面进行。
（一）环境调查、空洞普查
施工前通过调阅查询资料、实地调查和必要的现场探测等手段，获取工程周边环境的实际状况，摸清拟建场区地下是否有年久失修存在渗漏的管线、空洞，周边建筑的现状等，评估其风险等级，以便提前采取措施。
（二）做好超前支护
隧道开挖的过程中，在一些地层中施做支护所需要的时间大于围岩的自稳时间，因此，在进行隧道土方开挖前，要根据施工顺序、开挖方式、围岩岩性等实际情况，需要对围岩做好超前支护，亦可视为改造地质条件。一部分超前支护措施可以起到对土体支撑的作用，例如目前常用的大管棚，另一部分超前支护措施可以改善土体力学性能，增强土体强度，使得提高围岩本身的自稳能力，例如目前施工中常用的深孔注浆，或者将上述两种作用结合的超前小导管注浆。
（三）隧道开挖方法的选择
隧道开挖时，根据地层岩性、断面大小及支护结构形式选择不同的开挖方式。如果隧道所处地质环境较好断面较小且埋深较大时，可以采用全断面开挖法进行开挖。如果隧道周围的围岩破碎，甚至是松散的一般第四纪冲洪积层，自稳性较差，应采用分部开挖法进行开挖。常见的分部开挖法主要有台阶法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法、柱洞法、中洞法等。
（四）及时进行初期支护
当隧道开挖后，在超前支护措施或围岩自稳能力的作用下，开挖后的土体临空面能保持一定时间的稳定，但是会随着时间的推移围岩变形会越来越大甚至发生坍塌，因此，开挖后初期支护结构的施做是有时限性要求的，也就是说初支结构施做越快越好，这点也正是“十八字方针”中的快封闭的涵义。
（五）开展施工监测
目前，多数地铁隧道的设计采用模型计算及工程类比法，但由于在不同区域地层情况也不同，不同的工程周边环境也不同，即使同样地层中地质岩性及其物理力学性质也不尽相同，因此，施工中必须采取动态设计的理念，采用信息化手段对支护结构本身及风险源进行监测，将监测结果反馈设计用于指导施工。在采用矿山法进行施工时，涉及的监测项目主要有地表沉降、洞内收敛、拱顶沉降、地上建构筑物变形、地下管线沉降以及对地下水进行监测。
（六）重视初支背后回填注浆
由于隧道的开挖会打破地层的受力平衡，尤其当隧道开挖后使得隧道上方一定范围内的土体失去支撑，导致地层应力损失进而产生应变，使原本密实的地层产生松弛或孔隙，再加上初支结构混凝土在本身的重力作用下也很难与围岩密贴而存在一定的空隙，若此部分空隙不进行填充的话，很可能会发展到地面或者管线下方，对路面结构、地上建筑物及地下管线的安全均不利。
（七）做好二次衬砌
由于受到技术水平、工程材料及作业条件的限制，一般矿山法隧道初期支护结构不属于永久受力结构，因此在结构设计时多数只考虑满足施工阶段的受力要求，它的设计使用年限是非常短的，对结构本身的耐久性没有要求，也就是说初期支护结构安全寿命一般比较短。因此，二次衬砌结构是矿山法地铁隧道永久安全的重要保障措施，二次衬砌的质量决定着工程的耐久性，因此，在进行风险管控时也需重点关注二次衬砌的施工质量【2】。
四、严格风险管控的控制指标
为了最大程度避免发生施工安全事故，将安全风险降至最低，首先严控各道工序质量，做到精细化、规范化施工是非常重要的，其次在进行风险管控时，还应该有科学的、量化的控制指标，比如开挖进尺、施工步序、步距要求、各工序作业时间及监测控制指标等，只有严格控制好这些参数指标，才能更好地保证施工质量，有效的控制好沉降变形，进而最大程度地避免安全事故的发生。
同时，风险管控还可以借助现代信息化手段，采取监测数据即时上传、巡视信息即时上报、视频图像即时查看、预警信息即时发布等手段，实现风险监控信息即时共享，提高管控效率。
结语
随着社会经济水平的提高以及城市化进程的加快，各地开始大量修建地铁工程。矿山法是地铁隧道施工中常用的一种工法，本文基于矿山法隧道在施工阶段的风险管控进行了初步分析，讲述了地铁隧道矿山法施工阶段风险管控的必要性以及主要管控内容。
参考文献：
[1]何靖.地铁矿山法施工区间隧道防水问题的探讨[J].智能城市，2018，4（08）：123-124.
[2]唐明明，吕培印，林森，赵阳豪.地铁隧道矿山法施工安全风险评估[J].现代城市轨道交通，2014（06）：59-62.