为了解城市地下隧道邻近建筑物在施工前、施工过程以及开挖过后的工作状态,并为因施工产生的附加变形控制标准和施工技术方案的制订提供依据,在实际工程中更应对工程施工影响范围内的邻近建筑物进行施工前安全风险评估,准确判断建筑物结构的安全程度,及时治理不安全乃至危险建筑物,通过检测及分析,评估建筑物当前的工作状态和抵抗附加变形的能力;为制订由于隧道施工而产生的建筑物附加变形沉降、差异沉降、建筑物应变的极限控制值提供依据,在确保隧道施工安全的同时,确保建筑物的使用安全。
对处于隧道施工影响范围内的建筑物,因为隧道的施工而导致地表建筑物损伤,大致可以分为3种形式:结构破坏、功能破坏和外观破坏。其中:
①地表建筑物结构损伤,是最严重的破坏形式。一旦地表建筑物的结构遭受损伤,其整体的稳定性和安全性就基本无法保障。结构损伤一般表现为建筑物结构体上出现裂缝或者整体或局部产生变形。
②地表建筑物功能损伤,是指建筑物整体结构保持稳定和安全,只是因为某些附属设施或者功能部件出现裂缝或者变形而影响了建筑物功能的使用。
③地表建筑物外观损伤,是指上述两者均保证了稳定性和安全性的情况下,其附属设施出现一定程度的轻微裂缝和形变。根据相关规范可以认为建筑物外观破坏的上限是砖混或素混凝土墙产生的裂缝>1mm。
风险分级包括风险发生概率等级和损伤等级,本书按照《铁路隧道风险评估指南》中的相关规定,对城市浅埋暗挖隧道施工风险概率等级和建筑物损伤等级进行了划分。
根据损伤发生可能性程度将风险概率分为5级,见表2.1。
表2.1 风险概率等级
浅埋暗挖隧道开挖必然对其开挖影响区内的建筑物造成影响,当其产生的影响超过建筑物结构的承受极限时则会造成结构的破坏,在此之前也会产生一些非致命的建筑物损伤。对于不同的工程特点,由于建筑物尺寸、隧道的埋深、与隧道的相对位置关系、隧道的开挖速度等条件都是不同的,隧道的施工对建筑物的安全风险也会产生明显的差别。根据隧道工程施工引发建筑物损伤风险因素,就不同风险等级的建筑物分别给出相应的控制指标(表2.2)。
表2.2 地表建筑物损伤等级与极限拉应变对应关系表
根据不同的建筑物风险概率等级和建筑物损伤等级,建立损伤风险分级评价矩阵,见表2.3。
表2.3 风险分级评价矩阵