地铁人工开挖隧道场景真的像电影里那么恐怖吗?

2017年12月12日 10:12   

  济南轨道交通大部分区间隧道是采用盾构法施工的,这些隧道施工的“钢铁侠”基本上承担了全部的开挖工作。但是还有一部分隧道是采用人工开挖的,是施工人员一锹、一镐挖出来的。说到这里,大家可能就会想到影视剧里的那种灯光昏暗、空气污浊、到处坍塌的简陋隧道,济南轨道交通人工开挖隧道的过程是安全的吗?作业环境恶劣吗?

  谈到施工,先得从设计说起,施工是否安全,首先取决于合理的设计理念。

  根据使用用途,有些在理想的地层条件下开挖的隧道是不需要支护的,比如 “地道战”中的地下通道和粗糙的岩石隧道就是无支护结构。这些拱顶式的构筑物(个别岩石隧道是平顶结构),符合力学原理,顶部压力一分为二,分至两侧,重心稳定,分力平衡,具有极强的稳固性。

  但理想的地层条件指的是整体性好的黏土地层和强度高、稳定性强的岩石地层而且不能有地下水,这种地层条件是很少见的,而且由于地铁隧道需要较大空间和较高的安全系数,所以,大部分隧道是需要强大的支护体系的。

  1934年,奥地利学者L.V.拉布采维茨试图将喷浆方法用于地下工程,经过长时间实践,于1963年将这一方法正式命名为新奥地利隧道施工法(New Austrian Tunneling Method,简称“新奥法”)。新奥法是应用岩体力学理论,充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形。

  之所以先介绍新奥法,是因为目前轨道交通中人工开挖的隧道沿用就是新奥法的基本原理。这种开挖方法称为:浅埋暗挖法,是1987年中国工程师在修建北京地铁复兴门折返线工程中在新奥法的基础上,创建的一种暗挖法。总原则为:预支护、预加固一段,开挖一段;开挖一段,支护一段;支护一段,封闭成环一段。使其与围岩(不单指岩层,也包含土层、砂层)共同作用形成联合支护体系,有效地抑制围岩过大变形。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)进行施工。

  浅埋暗挖法与新奥法的主要区别在于,前者设计时基本不考虑利用围岩或土体的自承能力,后者要考虑岩石的自承能力。因而浅埋暗挖法相对保守,也就更加安全。两者的二次模筑衬砌均作为安全储备,初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。

  说了这么多,小编是想告诉大家:我们的地铁隧道是有足够强大支护结构的,而且设计得比国外采用新奥法施工的隧道更加强大。而且近十多年来,全国轨道交通风生水起,遍地开花,积累了非常丰富的施工经验,各种工艺、工法已经十分成熟,从技术层面消除了不安全因素。

  那么,施工现场的情况怎么样呢?

  虽然施工人员仍然在进行着强体力劳动,潮湿和灰尘仍是困扰作业人员健康的危害因素,但是随着社会的进步、职业健康制度的完善,隧道中的施工环境有了很大改善。

  照明采用24V安全电压,明亮的灯光有效保证了施工人员的安全操作。通风采用轴流风机和风筒,源源不断地把新鲜空气送入隧道内,并及时排出污浊、潮湿空气。喷射混凝土时,采用喷雾降尘的措施,有效降低了空气中粉尘含量。所有工程会由建设单位拨付一定数额的安全生产、文明施工措施费,足以保证施工人员在配备完善的防护用具的情况下,在一个安全的作业环境中从事相对健康的劳动。另外,地下施工有一个有利条件,那就是“冬暖夏凉”,至少能让施工人员在体感上稍微舒适一些。

  施工过程中还会采取超前地质探测的手段,有效避免了由地质突变引发的安全事故。而且在隧道施工的同时,布置了拱顶沉降点、净空收敛点、地表沉降点、地下水位观测点等点位,形成了严密、完善的监控量测系统。任何一个点位的不正常变化都会及时反馈到施工现场,施工人员会根据具体情况进行必要的防范措施,保证安全施工。

  所以说,现在的地铁隧道施工是比较安全的,作业环境也有了很大改善。今后,小编将会普及更多的地铁知识,让大家在期待泉城地铁早日梦圆的同时,也能对于建设中的济南地铁有更加深入的了解。