第七章 城市轨道交通工程施工安全技术

第七章城市轨道交通工程施工安全技术本章主要介绍城市轨道交通工程施工安全与风险管理方法及施工安全检查的主要内容。

运用建筑施工安全技术知识和相关标准，分析城市轨道交通工程施工过程中的危险因素，制定并实施安全技术措施。

主要学习：（1）城市轨道交通暗挖工程施工安全技术。

（2）城市轨道交通盾构工程施工安全技术。

（3）城市轨道交通工程安全检查主要内容。

（4）城市轨道交通工程施工风险管理。

运用暗挖工程施工相关的安全技术规范和标准，分析竖井、马头门、导洞及受力转换、注浆等作业的危险有害因素，采取相应的安全技术措施，预防生产安全事故的发生。

运用盾构工程施工相关的安全技术规范和标准，分析盾构工作井加固、始发、掘进、到达、开仓检修等作业的危险有害因素，采取相应的安全技术措施，预防生产安全事故的发生。

依据相关法律规范，全面系统给出了城市轨道交通工程建设、勘察、设计、施工、监理等各方主体以及施工图审查、第三方监测、检测等单位开展安全检查、自查和履约管理、评价等工作的主要遵循。

运用地铁工程的安全技术规范和标准，掌握地铁工程施工作业的主要工法，分析地铁工程施工作业中的危险有害因素，采取相应的安全技术措施，预防生产安全事故的发生。

第一节城市轨道交通工程概述一、城市轨道交通发展史（略）二、城市轨道交通特点城市轨道交通中的地铁工程造价高、周期长、风险大。

经过近50年的发展，我国地铁施工方法已由最初单一的明挖法发展到现在的明挖、暗挖、盖挖、盾构法等多种方法并存。

施工技术不断发展提高，已初步形成了专门的学科体系，极大地推动了地铁建设事业的快速发展。

我国地铁施工方法由最初单一的明挖法发展到现在的多种方法并存的施工方法。

下列施工方法中，不属于地铁常用施工方法的是（）。

A.明挖B.暗挖C.盾构法D.人工法『正确答案』D『答案解析』我国地铁施工方法由最初单一的明挖法发展到现在的明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法等多种方法并存。

三、城市轨道交通系统构成城市轨道交通系统由一系列相关设施组成，最基本的组成包括车站建筑、线路、车辆、轨道、供电、给排水、通风系统以及通信、信号系统等。

后来人们为了提高轨道交通系统的综合服务质量，包括系统运行的安全性和可靠性以及旅客乘车环境的舒适性和安全性，又出现了一些新的组成部分，如自动售检票系统、屏蔽门、设备监控系统、消防系统等。

这些系统互相协调运作，共同保证轨道交通系统能够快捷、安全地输送旅客。

四、城市轨道交通对城市发展的作用作为城市规模最大的基础设施建设项目，城市轨道交通对城市发展有三方面的作用：一是大大提高城市交通供给水平，缓解大城市日益拥挤的道路交通；二是引导城市格局按规划意图发展，支持大型新区建设；三是通过对城市轨道交通的巨大投入，从源头为城市经济链注入活力，并通过巨大的社会效益提高整个城市的综合价值。

第二节城市轨道交通工程施工主要工法及特点城市轨道交通通常在城镇中修建，其常见的结构形式有地下线、地面线和高架线。

考虑到地下线的结构施工安全风险大，也是一种常见的城市轨道交通结构形式，因此，本节主要介绍地铁车站暗挖、区间暗挖及盾构施工工法。

一、地铁车站施工主要工法及特点目前地铁车站施工主要工法有明挖法、盖挖法、暗挖法及这几种方法的组合及变化形式，见表7-1。

表7-1 地铁车站施工主要工法目前地铁车站施工的主要工法有明挖法、暗挖法、盖挖法及这几种方法的组合与变化形式，如遇到浅埋车站，征占地较容易，可使用的空间比较大，周边环境简单的环境时，可采用（）。

A.明挖法B.盖挖法C.暗挖法D.盾构法『正确答案』A二、区间隧道施工主要工法及特点目前城市轨道交通区间隧道施工的主要工法有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法及这几种方法的组合及变化形式。

（一）明挖法明挖法是各国地铁施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方，通常采用明挖法施工。

明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量和工程造价较低等优点，但因对城市生活干扰大，应用受到各种因素的限制，尤其是当地面交通和环境不允许时，只能采用盖挖法或暗挖法。

明挖法施工主要分为围护结构施工、站内土方开挖、车站主体结构施作和回填上覆土以及恢复管线四个部分。

（二）盖挖法盖挖法是利用围护结构和支撑体系，在较繁忙交通路段利用结构顶板或临时结构设施维持路面交通，在其下进行车站施工的方法。

按结构施工的顺序，盖挖法可分盖挖逆作法和盖挖顺作法两种。

盖挖逆作法一般对交通作短暂封锁，等结构顶板施工结束并达到强度后恢复道路交通，利用竖井作出入口进行内部暗挖逆筑。

盖挖逆作法具有占用场地时间短，对地面干扰小和施工安全等优点，缺点是施工工序复杂、交叉作业和施工环境差等；盖挖顺作法同样具有盖挖逆作法的优缺点。

明挖和盖挖相结合的方法可以说是明挖法和盖挖法的发展。

盖挖段以临时铺盖板铺设临时路面，维持地面交通畅通，然后凭借各种临时支撑及支护保证围岩稳定，并向下进行开挖施工。

（三）暗挖法暗挖法又称矿山法，通常采用施工竖井、通道在地下开挖、支护、衬砌的施工方法。

对地层适应性较广，适于地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布的地下构筑物施工。

通常包括新奥法和浅埋暗挖法等。

新奥法和浅埋暗挖法的主要区别在于有没有充分考虑围岩的自承能力。

1.浅埋暗挖法浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工。

浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工。

浅埋暗挖法施工隧道时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等选择适宜的开挖方法及掘进方式。

浅埋暗挖法并没有充分考虑利用围岩的自承作用，要求初期支护（简称初支）具有一定刚度，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和喷锚作为初期支护手段。

按照十八字原则（即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行设计和施工。

浅埋暗挖法不允许带水作业（即含水地层要疏干，大范围的淤泥质软土、粉细砂地层、降水有困难的地层不适合采用此法）；开挖面要有一定的自稳性（自稳时间足以进行必要的初期支护）；开挖面前方地层预加固和预处理是浅埋暗挖法的必要前提，目的在于增强开挖面的稳定性。

浅埋暗挖法与明挖法、盖挖法相比，对地面建、构筑物等影响最小，在环境复杂区域应用广泛；缺点是工序复杂、交叉作业多、作业环境差、安全风险大及工程造价高等。

2.新奥法新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用的松弛和变形，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计和施工。

新奥法适用于稳定地层，以利用围岩的自承能力为基点，使围岩成为支护体系的组成部分，为了充分利用围岩的自承能力，要求初期支护具有一定柔度。

目前地铁车站施工的主要工法有明挖法、暗挖法、盖挖法及盾构法。

充分利用围岩的自承作用，要求初期支护具有一定刚度，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和喷锚作为初期支护手段，按照十八字原则进行设计和施工的施工方法，属于（）。

A.明挖法B.暗挖法C.盖挖法D.盾构法『正确答案』B（四）盾构法盾构的基本原理是基于一圆柱形的钢组件沿隧洞轴线被向前推进的同时开挖土壤。

该钢组件始终处于已开挖的安全空间，直到初步或最终隧洞衬砌建成。

盾构必须承受周围地层的压力，而且要防止地下水的侵入。

第三节城市轨道交通工程施工主要安全技术一、车站暗挖施工及安全技术（一）暗挖车站常见结构形式（表7-2）及选择原则暗挖地铁车站的结构形式、工程环境条件及暗挖工法三者密切相关。

按照车站不同的结构形式，全暗挖地铁车站可分为单拱式车站、双连拱式车站、三连拱式车站和分离式车站（局部暗挖车站的暗挖段也可做上述分类）等类型，而根据车站层数又分为单层车站、双层车站及多层车站。

表7-2 暗挖车站常见结构形式暗挖地铁车站的结构形式、工程环境条件及暗挖工法三者密切相关。

下列暗挖地铁车站结构形式选择原则的说法中，错误的是（）。

A.在满足功能的前提下，车站的结构形式应尽量紧凑、压缩土建规模，节省造价B.在车站客流量较大，地质条件较好，地下水可以疏干的情况下，可采用单拱单层结构形式C.当车站客流量不大，水文地质条件好时，可采用多拱（或单拱多跨）单层结构形式D.当车站受环境条件限制，线间距不能拉开，岛式站台宽度小于12m时，可采用双拱或单拱结构『正确答案』B『答案解析』在车站客流量较大，地质条件较好，地下水可以疏干的情况下，可采用多拱双层结构形式。

（二）暗挖车站工法选择原则1.安全可行性原则鉴于暗挖工程的隐蔽性、复杂性和不确定性等突出特点，在选择地铁车站的开挖方法时，必须从施工安全的角度出发，选取可靠的施工工法，尽量降低工程难度和风险，提高工程质量。

同时，由于多数地铁车站周边道路交通繁忙、建筑物密集、地下存在大量管线或构筑物，过大的地面沉降将会给各种地下管线、周围建筑物及地面交通带来严重影响，所以工法选取时亦须考虑周围环境安全，保证将地面沉降控制在允许范围内。

2.工期可控性原则采用施工条件好、机械化程度高的工法开挖暗挖车站，减少或避免施工中可能遇到的各种困难和障碍，加快车站的修建速度，从而缩短工程的工期，保证地铁线路按期投入使用。

3.经济合理性原则地下工程的经济性是决定选择开挖方法的重要条件和原则之一，车站开挖方法的经济性表现在不同开挖方法的施工成本即工程造价上。

下列不属于暗挖车站工法选择原则的是（）。

A.安全可行性原则B.工期可控性原则C.整体可靠性原则D.经济合理性原则『正确答案』C『答案解析』暗挖车站工法选择原则：（1）安全可行性原则。

首先必须从施工安全的角度出发，选取可靠的施工工法。

同时选取时必须考虑周围环境安全，保证将地面沉降控制在允许范围内。

（2）工期可控性原则。

采用施工条件好、机械化程度高的工法开挖暗挖车站，减少或避免施工中可能遇到的各种困难和障碍。

（3）经济合理性原则。

（三）暗挖车站常用施工方法1.PBA法PBA法是浅埋暗挖法的一种，其中：P指pile桩，B指beam梁，A指arc拱。

PBA法多用于修筑侧式和岛式双层地铁车站。

步骤工法第一步自横通道进洞，施工导洞拱部超前小导管，并注浆加固地层，开挖导洞并施作初期支护，上导洞贯通后，开挖横向导洞。

第二步在上导洞内施工挖孔桩、桩顶冠梁及导洞内的扣拱初支第三步完成上导洞内回填混凝土施工第四步施工导洞间初支扣拱超前小导管，并注浆加固地层，采用环形留核心土开挖士体，施工顶拱初期支护及临时竖撑。

第五步初支扣拱贯通后，由车站端头向横通道方向后退，沿车站纵向分段凿除上导洞部分初期支护及临时竖撑，施工顶拱防水层及结构二次衬砌（简称二衬）第六步顶拱二衬施工完成后，沿车站纵向分为若干个施工段，在每个施工段分层开挖土体至中板下0.5m处，分段施工中板梁及中板，并施工侧墙防水层、保护层及侧墙。