摘要
随着大都市的蓬勃发展、城区的扩大和产业的不断变革和完善，地铁的建设已成为解决大交通量公共交通出行的最佳解决方案。目前，中国许多城市正在积极实施地铁建设。然而，在地铁施工过程中，由于地质条件和周围环境等诸多因素的影响，地铁隧道的施工难度更大。当施工风险发生时，将会影响整个施工项目的进度，降低施工的效率，严重的甚至会威胁施工人员生命。因此，地铁隧道施工的安全与风险分析对保障施工安全、维护人民生命财产安全具有重要的理论意义和工程现实意义。以重庆某轨道交通线为工程背景，根据对该线路各车站区间施工现场的具体情况，应分析车站各部分的施工风险。为预防地铁施工过程中的典型施工安全事故，结合重庆地铁工程施工风险分析结果，提出了相应的风险管理和防范措施。影响地铁隧道施工的风险因素一般应遵循预防、防控相结合、因地制宜、综合治理的风险管理原则。并针对具体项目的风险因素提出相应的控制措施和预防对策。通过对地铁施工风险的分析和防范措施，有助于降低施工过程中出现风险的可能性，减少损失，降低成本，提高效益。并希望为相应的建筑风险评估和防范措施提供参考和参考框架。
关键词：地铁施工；风险分析；防范措施；施工风险；
1绪论
1.1研究背景
截至2021年3月，重庆市在建轨道交通线路包括4号线二期及西延线、5号线中段、江条段及北延线、9号线一期、10号线二期、15号线一期、18号线一期及北延线、24号线一期等。在建里程超过300公里的；到2022年，城市轨道交通的使用和建设规模将达到850公里以上；总体规划包括18条适合城市轨道交通的线路，其整个施工难度是非常大的，包括地质因素、水文条件等都会带来很大的影响，很容易就会出现相关事故。
图1.1重庆城市轨道交通规划图
在重庆地区，岩土体比较特殊，因此在建设地下工程时，隧道开挖时如果出现坍塌事故，很容易就会出现人员伤亡，而且带来的经济损失也是非常大的。在施工期间，这是一个需要面对的重大难题。因此，对重庆轨道交通施工安全进行分析，提高施工技术水平，对各种潜在的风险进行有效规避，尽可能将工程事故降到最低，有其必要性和重要性。
1.2研究意义
从我国当前的状况来看，地铁建设在多个城市兴起。由于地铁建设工程量非常大，存在的各种风险因素较多，技术水平要求高。如果在施工期间发生风险，整个施工效率将会受到很大的影响，严重的还会出现人员伤亡。因此，需要对地铁施工风险管理进行深入的研究分析。我国地铁车站施工对于风险和防范措施还不够重视，虽然相关国内学者在此领域已经做过许多相关研究与成果，但是在项目真正实施时却往往忽略其重要性，而事实证明，事故的发生往往就是因为项目中微小的失误造成的。因此，做好施工项目风险分析，从设计人员到施工人员对于风险分析真正重视起来，对于事故的有效防止有着重要的意义。
2工程概况
2.1建设及运营单位简介
重庆市轨道交通5号线北延伸段工程的建设单位为重庆地铁集团有限公司，对于该公司，机关职能部门是非常多的，包括财务部、办公室、质量安全部等合计有12个部门，而且建设事业总部也已经建立起来，全资子公司合计有6个，包括重庆地铁运营有限公司、重庆轨道交通建设有限公司等。控参股子公司也有8个，比如重庆城市一卡通有限公司。该项目由重庆地铁运营有限公司于2007年5月成立，是一家管理铁路运营的运营管理公司、经营管理、相关的运营储备等都是由该公司负责，共设有12个职能部门，9个生产部门和2个中心。
当前，重庆总里程可达318公里，车站216座，铁路一、三、四号线建成、6号线等。国家发改委批复，到2024年重庆将有12个项目会建设成功，运营线路将会新增14条，运营总里程将会达到606千米。
2.2工程情况
该工程总长度为16.1千米，高架站和地下站分别为2座、7座，共有9座车站。北五线扩建工程主要位于两江新区悦来集团和渝北区中央公园。本线起点接5号线一期工程起点，终点位于秋城大道与粤港北路交汇处以南。线路全长8.6公里，主要位于秋城大道沿线的地下。5号线北延伸段工程设计时速80km/h，不管是初期、近期还是远期，选用的都是6辆编组，由DC750V接触轨进行供电，初步设计批复工程投资概算总额为95.02亿元。
对于5号线北延伸段工程，全长16.1千米，其中地下线路和高架线路分别为13千米和3.1千米；新建的地下站和高架站分别为7座、2座，合计车站9座。在悦港北路站会与规划11号线进行换乘。该线路最大站间距是甘悦大道站到鲁家沟站，达到2336米，最小站间距为玉河沟站到甘悦大道站，为1050米，平均的站间距约为1692米。5号线北延伸段工程正线右线线路长16.068km，左线线路长16.051km，线路曲线共23个，曲线总长约5.68km，在整个线路中占比达到33.8%。而直线只有10.388米，在整个线路中占比达到63.7%。
图2.2重庆市轨道交通5号线北延伸段工程线路示意图
2.3工程地质
对于该施工场地，内地层也是多种多样的，上层以杂填土、素填土等较多，而在其下层，主要是以含砾中细砂、圆砾等为主。
3重庆地铁施工风险分析
3.1风险分析方法
3.1.1风险分析方法分类
从当前的国内外现状来看，风险分析方法可分为定性、定量、综合分析三种。
（1）定性分析：该分析方法类型较多，检查表法、失效模式等都属于。也就是对已识别风险影响进行评估的过程。对于给定变量，其判断是具有主观性的。对于不同的项目，由于成员在知识、经验方面的不同，作出的风险评价也会存在差异。
（2）定量分析：该分析方法也有多种，比如等风险图法、神经网络方法等。分析定量风险正常在风险应对计划确定之后会二次进行，对项目总风险进行满意度确定。在对定量风险多次分析之后，对风险管理就会加深了解，其措施需要增加还是需要减少就会很清楚。在进行计划应对的时候，这是一项可靠的依据，在风险检测以及控制中也是一个重要的组成部分。
（3）综合分析方法：比如事件树法、影响图方法都属于。也就是在输入变量中进行随机抽取，并以此为依据来对各项目评价指标进行计算，抽样计算的次数较多，与评价指标相关的概率分布就能获取，而且方差、标准差等也能精准的计算出来，计算项目的概率也由之前的可行变为不可行，进而对整个项目的风险进行评估。
对于该工程，在进行施工风险评估时，使用的是评价矩阵法，也就是综合风险分析法的一种，以此针对相关人员进行意见统计并作出分析，获得风险因素的发生概率和风险后果，进而获得该风险因素的风险等级。
3.1.2风险评价矩阵法
1、风险评价矩阵法含义
风险评价矩阵法，也就是对致险因子发生概率、风险后果进行综合全面的分析，并在此基础上做出风险等级评估，通常，该公式表示为R=P×C。在该公式中，风险表示为R；风险因素发生的概率用p表示；风险因素发生的可能后果见C。在这个方程中，P×C并不意味着一个简单的系数。它的真正意义在于风险因素的发生概率及其后果的结合。该公式是定性和定量方法的完美结合。目前，它是国内外非常流行的风险评估方法。
使用风险评估矩阵法对地铁土建工程风险因素进行分类的以下步骤：
（1）在充分考虑实际的基础上，对前期的资料以及经验进行借鉴，进而对各致险因子发生概率进行全面的分析，并将所求概率用P表示。
（2）根据这种情况，应根据可能的后果，选择一种定量计算方法，用于分类和表达各种风险因素的后果，如环境、设计项目等。
（3）风险因素的影响程度应记录在C中，发生概率P，二者应结合使用，公式r=P×C。应进行矩阵分析，确定每
个风险因素的级别，并根据实际情况制定相应的制度；并选择合理的风险管控措施。
2、风险评估矩阵法的特点：
优点：系统的风险是按等级顺序显示的。一般来说，按照系统、子系统和设备的顺序进行，不会忽略任何对象，并根据风险的潜在性和严重性进行分类。通过这种方式，可以根据优先事项实施不同的措施，这更适合实地的活动。缺点：
（1）它主观性强，需要大量的分析经验，否则会造成不必要的问题；
（2）风险水平和发生概率由研究人员确定，主观误差相对较大。
范围：该方法的使用可应用于需求，风险水平可随时间分配和调整，这样在不同的分析体系下都能具有较强的适用性。但是需要有较为丰富的工程经验，而且数据资料也需要准备充分，这样不管是对于整个系统还是针对系统中的某个环节都能起到很好的适用性。
3.2重庆5号线北延伸段施工风险分析
（1）玉河沟站~甘悦大道站区间沿甘悦大道布置，在蔡甸广场附近，区间施工方法为明挖法。在该区间段，首先以1‰、18‰的坡度下坡，然后再以3.2‰、16‰的坡度进行上坡并到达鲁家沟站。在该区间的裂缝地段，选用的是浅埋暗挖法，其他路段则选用的是盾构法，在该区间，设置了一处联络通道和泵房。
（2）甘悦大道站~鲁家沟站沿汉阳大街布置，在腾芳小学附近，区间场地略有起伏。线路最大纵坡26‰，最小曲线半径R=800m，区间施工方法为盾构法，两台盾构机由甘悦大道站始发，掘进至凤凰路过站。
表3-2甘悦大道站~鲁家沟站的风险分析表
（3）鲁家沟站~中央公园西站区间沿秋成大道布置，在中央公园附近。本区间下穿的管线较多，埋深较大距离隧道结构较近的管线主要有三根，埋深4.5m~6.1m，为南北走向的污水、饮水及排水管线，管线均位于秋成大道路面下方，与隧道结构的平面距离较近，施工风险较大。
4防范措施
工程施工期间，周边环境、路线改移、设计变更等都会发生变化，使得之前的分析报告中比如风险源数量、重量等级等也会随之发生改变，在工程不断进展后，对风险要进行动态分析，并做好排查工作。对于较高等级风险源，要专门组织开展相关的风险分析工作，将定性分析和定量分析结合起来，预测施工工程是否会给周边的环境以及相关设施带来不利影响，并以此为基础提出相关的风险控制指标。
玉河沟站~甘悦大道站和悦港大道站~悦港北路站是采用盾构+浅埋暗挖施工；甘悦大道站~鲁家沟站~中央公园西站和中央公园西站~椿萱大道站三个施工区间是采用盾构法的；椿萱大道站~悦港大道站是采用明挖法的。根据上面的区间风险分析，六个区间施工方法其主要的风险管线、建筑物变形过大，道路坍塌。根据本工程的施工方法及实际情况分析出5号线北延伸段施工风险防范措施。
4.1浅埋暗挖法
4.1.1风险特点
进行隧道施工时，各阶段都会出现管道变形，严重的在实现通车后人会有变形出现。在开挖隧道时，特别是在仰拱没有封闭之前，特别容易出现变形。如果管线变形过大很容易就会出现断裂，进而引发相关的事故。
4.1.2应采取如下措施进行有效防范
（1）在隧道未开挖之前，要对所有的管线做好普查工作，包括管线的性质、材料、埋深等都要掌握清楚；而且，对管线的管径、阀门开关控制位置等也要进行仔细地调查，在有条件的情况下，将暴露出的管线进行开挖做进一步的详细调查；
（2）如果条件允许，施工之前要分析管线安全性，将差异沉降相关的数据都进行获取；
（3）在隧道的通过地段、影响地段要进行空洞普查，如果有空洞查出要及时进行注浆回填，密实度要充分保证；
（4）对于管线周边的土体，要做进一步的加固处理工作，将所调查的管线材质、埋深等都进行充分的考虑，如果在条件允许的情况下，可以选用桩墙隔离的保护措施；
（5）隧道在经过管线地段时，需要采取专门的安全技术措施，包括加固、支护等都要考虑全面，在进行开挖时执行要具有严格性；
4.1.3应急措施
（1）在离管线较近的区段，注浆加固工作要更加的严格，这样沉降的控制才会更具主动性；
（2）将管线进行开挖并暴露出来，通过悬吊等方式加强保护力度，在有必要的情况下可以进行临时改迁；
（3）从实际的监测情况出发，对台阶长度、封闭时间等各施工参数都及时进行调整；
（4）如果有发现管线出现局部的变形，但是对环境不产生影响，这时就需要联系管线产权单位并配合做好修补工作；
（5）对相关的监测措施要不断进行强化，而且要根据变形的严重程度以及管线重要性，成立相关的项目管理小组做好现场的施工管理工作。
4.2建筑物变形过大
1、风险特点：
由于地基变形而导致建筑物出现变形，在进行隧道施工的每个阶段都会有出现，严重的在通车之后还会有变形出现。特别是在隧道开挖时、仰拱封闭前变形速度是非常大的。如果建筑物变形过大，就会出现各种损坏，严重的还会出现倒塌现象。
2、下面是需要采取的相关防范措施：
（1）在隧道开挖之前，对周边的建筑物要做好相应的普查工作，包括结构形式、地基基础、层数等相关调查都要详细进行；
（2）必要或可能时，在施工之前，做好建筑物安全方面的分析，包括所能承受的沉降、差异沉降等数据都进行有效获取；
（3）隧道经过的地段要进行空洞普查，如果有空洞查出要及时进行注浆回填，而且密适度要能够保证；
（4）通过认真研究分析，获取相关信息，并在此基础上做好建筑物周围土体的加固工作；
（5）在隧道相邻部分，必须充分考虑开挖方法和填充淤泥，采取具体措施并严格执行；
3、应急措施：
（1）必须立即停止挖掘工作，包括及时疏散建筑物内部和周围的人员；
（2）对于建筑物周围的土地，通常在隧道内外进行找平加固，并在一定程度上提高找平材料的性能。而且，要做好建筑物的监测工作，并根据实际的监测情况对注浆部位、注浆参数等及时做出调整；
（3）如果条件允许，可以邀请相关专家对建筑物的使用性能进行全面的分析，并适当的做好结构加固、各类的修补工作；
（4）对监测频率要适当进行提升，参照变形的严重程度、建筑物的重要性来成立专门的项目管理公司，进行现场施工指导；
（5）对于隧道施工参数、工艺等要做出进一步的优化。
4.3明挖法
4.3.1地面开裂、塌陷
1、风险特点：
由于基坑边坡出现涌水、坍塌等而导致地面出现开裂、塌陷等，只有做好相关的防治工作，才能尽可能地避免相关事故发生。
2、防范措施：
（1）基坑支护方案要具有安全性、可靠性；
（2）在特殊地区，针对地基要做好提前加固处理；
（3）如果基坑工程由于地下水位降低而出现各种沉降、塌陷等，就要通过阻水将坑外地下水位稳住；
（4）在施工之前要做好全面的空洞普查工作，如有空洞出现，则要及时进行回填注浆；
（5）对于场区地面，要进行硬化处理，而且局部区域要加筋；
3、应急措施：
（1）开挖工作立即停止；
（2）对于路面的开裂以及塌陷的状况，要通过回填反压进行抑制；
（3）支护体系要不断加强，这样基坑变形度才会减小；
（4）如果地面有裂缝，用水泥浆进行浇灌并抹面，这样就很难会有雨水渗入，开裂面的滑动抵抗能力也会不断增强；
(5)对于路面土质，如果有松软、空洞等现象，就要及时进行注浆回填，加深牢固度。
4.3.2建筑物变形过大
1、风险特点：
对于建筑物，之所以会有过大的变形，其原因是多种多样的，与工程地质条件、水位地质条件等都是分不开的，个体不同，变形程度、风险程度也会有所差异。
2、预防措施：
（1）在施工之前，要做好相应的建筑物普查工作，包括地基类型、总高、层数等都要进行全面的调查；
（2）如果有必要，在基坑开挖的影响地段要做好相应的施工勘察，当查出有空洞等现象时，要及时采取注浆回填的措施，而且密实度也要有所保证；
（3）对于基坑支护体系，整个设计要安全可靠，保证施工方案具备科学性、合理性，这样在施工期间基坑以及周边的环境就不会出现过大的变形；
（4）施工之前要做好建筑物的安全分析工作，而且包括差异沉降、所能承受的沉降各类数据都及时获取；
（5）在调查分析中，会得到相关的数据资料，如果有必要，要对建筑物周边的土体进行加固，也可以通过桩基隔离；
3、应急措施：
（1）开挖工作及时停止，并召开相关的论证会，进行专家分析；
（2）对于建筑物地基受影响较大的区域，要以专家论证会意见作为参考，对周边建筑物进行注浆加固，这样土层承载能力才会有所提升，变形状况也会得到调整；
（3）对于相关的技术人员，要协助做好建筑物变形的原因查找工作，将各类导致因素也尽快进行消除；
（4）在有必要的情况下，要邀请专家对建筑物使用性能进行充分的分析，而且对建筑物的结构也要适当进行加固并做好修补工作；
（5）不断进行监测，对监测措施进一步强化；
结论
当前，我国地铁建设广泛用到的施工方法有盾构法、暗挖法、明挖法、盖挖法等。本文对这几种常见施工方法的原理和特点进行了介绍，分析了各种施工方法的常见风险，以重庆某轨道交通线为工程背景，根据对该线路各车站区间施工现场的具体情况，分析了各车站区间的施工风险。为了防范地铁施工过程中发生的典型的施工安全事故，结合针对重庆某地铁工程施工风险的分析结果，提出了相应的风险控制措施及防治对策。总的来说，影响地铁隧道施工安全性的风险因素应遵循预防为主、防治结合、因地制宜和综合治理的风险控制原则，针对具体项目风险因素提出相应的控制措施和预防对策。
本文总结了地铁施工的一般风险问题，对风险识别和施工管理技术进行了深入研究，分析了主要风险源的影响。目前，我国地铁施工中广泛采用的施工方法有防护法、暗挖法、明挖法、暗挖法等。常见的施工风险分类如下：（1）由于工程和水文地质的复杂性而产生的自然和环境风险。（2）由于施工中机械设备、技术人员和技术系统的复杂性而产生的施工风险。（3）工程建设中决策、管理和组织的复杂性和风险。（4）环境风险、重大事故风险：火灾和爆炸。
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致谢
转眼间，紧张和充实的大学生活即将画上句号，毕业之际因为疫情的缘故，我们的生活被固定在了三点一线的模式中，作为毕业生的我们也因此有了更多的机会流连在我们熟悉且依旧保持好奇的校园。在撰写毕业论文的期间，毕业带来的紧迫感无时无刻环绕在我的三、四、五月。也是通过这段时间的忙碌学习，让我认识到了自身才学的浅薄。
在指导和帮助过我的人中，首先向本科期间所有帮助、鼓励、批评我的各位老师表示感谢，尤其要感谢我的论文指导老师，如果没有老师的督促和指导，想要很好地完成是有难度的，从论文的选题方向，直到完成论文的整个过程都得到了老师的耐心细致指导。对此，我表示我最诚挚的感谢。
其次，我要感谢我的父母，他们在我求学的路上默默支持我，让我有一个坚实的依靠，在向前奔跑的过程中风雨无阻。春晖寸草，无以为报，只希望我能成为他们的骄傲。最后要感谢我的朋友，他们在我低沉时给我鼓励，在我困难时给我帮助，感谢她们陪我度过了无数欢声笑语的时光。愿大家前程似锦，相逢一入故。
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