地鐵深基坑施工安全控制框架思路構(gòu)建

魯 俊

（中國建筑第四工程局土木公司，廣州 深圳 518000）

近年來，我國不斷加大地鐵建設(shè)投入，全國各大城市紛紛興建起地鐵；在此背景下，地鐵深基坑的開挖規(guī)模越來越大，開挖深度不斷加深，隨之而來的各種不可測、不可控因素也越來越多，風(fēng)險越來越大。需要認真研究深基坑施工中出現(xiàn)的各種風(fēng)險，重視施工安全控制。

1 地鐵深基坑施工中常見的各種風(fēng)險

1.1 基坑超挖

當前，地鐵施工往往采用粗放式施工模式，一些施工單位為了搶工期，盲目加大施工進度，導(dǎo)致出現(xiàn)基坑超挖，繼而造成基坑圍護墻和支撐受力發(fā)生變形，基坑坡頂嚴重超載，變形量增大，甚至造成支撐倒塌。

1.2 降雨引發(fā)的各種問題

一些施工單位在深基坑施工中沒有做好圍護結(jié)構(gòu)，圍護結(jié)構(gòu)上留有裂縫，導(dǎo)致降雨滲入；在進行深基坑施工時，放坡太陡，由于施工期間大量降雨，導(dǎo)致基坑發(fā)生縱向滑坡，沖垮支撐；在進行深基坑施工時，沒有注意到基坑土體過于松散，在施工期間適逢長時間連續(xù)降雨，造成土體滑坡，鋼支撐發(fā)生位移[1]。

1.3 地下水問題

有些地鐵深基坑施工中，出現(xiàn)地下水滲出、透水、涌砂等險情，嚴重影響施工安全。地下水滲漏、涌出，會導(dǎo)致基坑護坡結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，繼而造成斜坡崩潰，甚至使整個基坑喪失穩(wěn)定性。

2 運用PDSA循環(huán)，構(gòu)建地鐵深基坑施工安全控制框架

2.1 PDSA循環(huán)

PDSA循環(huán)是美國專家愛德華茲·戴明博士提出的一種項目質(zhì)量管理方法，該循環(huán)包括計劃 （PLAN）、執(zhí)行 （DO）、檢查 （CHECK/STUDY）、處理 （ACT） 四個循環(huán)反復(fù)的步驟，實踐證明，PDSA循環(huán)的確可以有效地提高項目施工質(zhì)量。

2.2 運用PDSA循環(huán)，構(gòu)建深基坑施工安全控制框架

2.2.1 強化事先控制，完善基坑設(shè)計方案

地鐵深基坑深度往往在16～20 m之間，其長度可達200～400 m，其寬度可達18～20 m[2]。一旦出現(xiàn)安全問題，對整個地鐵項目建設(shè)都會造成極為不利的影響。因此，技術(shù)人員首先必須強化事先控制，完善基坑設(shè)計方案。這需要技術(shù)人員對現(xiàn)場進行詳細踏勘，了解基坑深度1～2倍半徑內(nèi)的周邊狀況，詳細分析現(xiàn)場土層的內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力，詳細研究現(xiàn)場地下水水位，根據(jù)土體的基床系數(shù)，基坑開挖影響范圍以內(nèi)建筑物荷載、地面超載、施工荷載、現(xiàn)場各層土層厚度以及各土層的具體物理力學(xué)參數(shù) （包括主動土壓力、被動土壓力、土體的含水量、土體的壓縮模量、壓縮指數(shù)、固結(jié)系數(shù)、回彈指數(shù)、滲透系數(shù)等等），精心設(shè)計、完善基坑設(shè)計方案。尤其要反復(fù)計算支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、基坑抗?jié)B流穩(wěn)定性，確保萬無一失。

2.2.2 通過事中控制，抓好深基坑施工

基坑設(shè)計方案制定完畢后，技術(shù)人員須做好技術(shù)交底，督促施工人員嚴格按照設(shè)計方案施工。

在進行放坡開挖時，可采用自然放坡或直立開挖，若基坑深度過大，可采用分級放坡開挖，分塊、分段、分層開挖，保持基坑的對稱性，防止發(fā)生變形，還應(yīng)對放坡面采取必要的保護措施[3]。若現(xiàn)場土質(zhì)為黏土、粉質(zhì)黏土或砂土，挖方深度不宜超過3 m，邊坡坡度控制在1∶1.00～1∶1.25之間；若現(xiàn)場土質(zhì)屬于碎石土，挖方深度不宜超過12 m，邊坡坡度控制在1∶0.50～1∶1.50之間；基坑四周地面須開挖排水溝，防止雨水滲入。在放坡施工過程中，還須實時掌握基坑穩(wěn)定性與土體移動的變化狀況，防止發(fā)生滑坡。

在進行支護結(jié)構(gòu)施工時，須根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，采用地下連續(xù)墻、或SMW工法、或鉆孔灌注樁加止水帷幕。若采用灌注樁，須保證樁長、樁徑、以及混凝土的程度；若采用地下連續(xù)墻，須做好導(dǎo)墻的挖填、混凝土灌注、并處理好接頭 （地下連續(xù)墻的每幅寬度應(yīng)控制在4～6 m以內(nèi)）。若采用SMW工法，須控制好導(dǎo)槽、樁徑與混凝土等級。

在搭建支撐體系時，應(yīng)將第一道支撐設(shè)置為鋼筋混凝土支撐，采用直徑609 mm的鋼管設(shè)置第二、三、四道支撐；此外，還要做好降水施工。

根據(jù)統(tǒng)計分析，相當一部分地鐵深基坑施工中出現(xiàn)的問題，是由于施工人員操作不當造成的。因此，必須對施工人員、管理人員加強培訓(xùn)，增強技術(shù)人員的專業(yè)技能，嚴格按照設(shè)計方案進行標準化施工，并積極應(yīng)用新技術(shù)、新工藝。在施工過程中，還須重視各種風(fēng)險因素，評判它們是否屬于危險源，以及其危險等級，督促施工人員抓好自我保護，積極保護自身安全。

2.2.3 積極處理施工中出現(xiàn)的各種風(fēng)險問題

（1） 超挖可能導(dǎo)致圍護墻與支撐受力發(fā)生變化，繼而出現(xiàn)較大的變形。若發(fā)現(xiàn)超挖，可根據(jù)實際情況靈活調(diào)整開挖 （及支撐） 的施工部位、施工參數(shù)，減少每步開挖的深度、尺寸，使基坑荷載保持均衡；為防止超挖，應(yīng)從坡頂開始修坡，而不能從坡腳開始修坡[4]。

（2） 地下水是深基坑施工的最大危險源，但抽取地下水不可過快過猛。根據(jù)施工經(jīng)驗，應(yīng)當將地下水降到開挖面以下1 m，必須嚴格控制抽取地下水的時間、抽水深度與抽水量，否則可能造成大面積沉降。

（3） 在施工過程中發(fā)現(xiàn)滲漏、涌砂、冒水，須及時采取止水堵漏措施——在最短的時間內(nèi)，以最快的速度探明水源，并切斷水源；施工人員須尋找止水體上是否存在薄弱環(huán)節(jié)，并采取措施加固止水體。若由于滲漏導(dǎo)致邊坡土方發(fā)生倒塌，須清除疏松的土體→填充塌坑→用水泥稀漿進行封層；若基坑底部出現(xiàn)大量涌水，須迅速向基坑底部填充大量沙袋，隨后迅速進行注漿作業(yè)；若基坑底部出現(xiàn)涌砂，須在第一時間內(nèi)向基坑底部回填土方。

（4） 在整個挖土作業(yè)過程中，必須保證支撐作業(yè)緊密銜接，做到隨挖隨撐；在搭建支撐時，須確保斜撐都進行了仰焊，嚴禁漏焊，否則斜撐可能無法承載較大的剪力；每一個楔形針，都須保證適宜的切入深度；支撐活絡(luò)頭伸縮段的長度不宜超過20 cm[5]。

（5） 一旦發(fā)生安全事故，在搶險過程中須防止破壞地下管線、周邊建筑物，避免人員遭受二次傷害。

3 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟與社會的發(fā)展，地鐵建設(shè)必將進一步加速。只有抓好深基坑施工安全控制，才能保證地鐵項目建設(shè)的順利進行。這就需要技術(shù)人員精心設(shè)計施工方案，強化全過程質(zhì)量控制，切實降低基坑施工的危險系數(shù)。