復(fù)雜環(huán)境下地鐵深基坑施工動態(tài)監(jiān)測及應(yīng)用

吳前進

中鐵二十二局集團軌道工程有限公司 北京 100000

1 地鐵深基坑施工概述

隨著城市施工環(huán)境的越來越復(fù)雜，對于地鐵深基坑施工也提出了嚴(yán)峻的考驗，而且，地鐵工程是一項重要的民生工程，受到了全社會的關(guān)注。鑒于此，在地鐵深基坑施工過程中，首先，施工單位需要做好地質(zhì)測量工作，在地質(zhì)測量的過程中，不僅需要測量地下土層的結(jié)構(gòu)，分析土層的穩(wěn)定性，同時還需要做好周圍建筑的調(diào)查工作。其次，施工企業(yè)結(jié)合地質(zhì)調(diào)查的數(shù)據(jù)，科學(xué)合理地規(guī)劃地鐵工程的施工線路，保證地鐵線路的科學(xué)性和合理性。制定科學(xué)合理的深基坑施工方案，加強對深基坑施工的監(jiān)測，保證地鐵深基坑施工的穩(wěn)定性和科學(xué)性。最后，要加強地鐵深基坑施工管理工作，保證地鐵深基坑施工的安全性。

2 地鐵深基坑工程施工的特點和難點

2.1 前期地下障礙物范圍廣、埋深

一般而言，城市地鐵主要是為了緩解城市交通擁堵，所以，城市地鐵主要是圍繞著城市的市中心開展設(shè)計施工。但是，城市市中心的建筑密度大，而且，在城市發(fā)展的過程中，市中心經(jīng)過了數(shù)次的改建或者是擴建，地下的障礙物比較多，并且埋深比較大。在進行地鐵深基坑施工過程中，需要對這些障礙物進行清除，這樣一來，不僅增加了城市地鐵深基坑工程的施工量，同時也增加了施工的難度，對市中心的建筑影響也比較大。

2.2 地質(zhì)復(fù)雜、軟土地基地下水充足

城市地下土層比較復(fù)雜，在深基坑施工過程中，不可避免地會遇到硬土層和軟土層。如果在施工過程中遇到硬土層的話，可以采用盾構(gòu)施工或者是爆破施工的方式，施工的難度也并不是很大。但是，如果在地鐵深基坑施工過程中遇到軟土層的話，施工的難度則會比較大，究其原因主要是因為軟土層的土質(zhì)比較松軟，并且軟土層中的含水量比較大，很容易在施工過程中出現(xiàn)塌方的情況，嚴(yán)重地影響了地鐵深基坑施工的安全性，同時也會對周圍的建筑造成嚴(yán)重的影響，增加了地鐵深基坑的施工難度[1]。

2.3 車站與周邊保護建筑物距離近，保護要求高

城市地鐵主要是解決城市交通擁堵，服務(wù)于城市的經(jīng)濟發(fā)展，所以，城市地鐵建筑主要是圍繞著市中心開展建設(shè)。這樣一來，地鐵車站與周圍的城市建筑的距離就會比較近，有一些城市地鐵站甚至與城市高大建筑采用了貼臨的方式。這樣一來，在城市地鐵深基坑施工過程中，就需要采取有效的施工方式，避免對城市建筑的地基造成影響，還需要做好必要的支撐與保護，避免建筑地基出現(xiàn)傾斜或者是開裂的情況，影響建筑的施工壽命。

2.4 周邊環(huán)境復(fù)雜

在城市地下，有很多的生活配套設(shè)施，比如，天然氣管道、自來水管道、污水管道、電纜通訊管道等。除此之外，還有一些熱力管道，這在一定程度上增加了地鐵深基坑施工的難度，在地鐵深基坑施工過程中，需要避免對生活配套設(shè)施造成破壞或者是影響，這就需要在地鐵深基坑施工過程中，需要采取合理的規(guī)避措施，或者是修改地鐵深基坑施工的線路，增加了地鐵深基坑施工的難度。

3 地鐵深基坑施工監(jiān)測工作的目的及原則

3.1 監(jiān)測工作的目的

地鐵深基坑施工工程的規(guī)模比較大，在進行深基坑施工過程中，施工企業(yè)需要做好安全圍護工作，要想做好安全圍護工作，就需要科學(xué)合理地選擇支護方式，而保證支護的科學(xué)性和有效性就需要進行監(jiān)測。所以，在地鐵深基坑施工過程中，需要對地鐵深基坑的圍護結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)進行必要的監(jiān)測。除了對深基坑工程施工進行檢測之外，還需要對周圍的建筑物、城市的綜合管線、地面交通等情況進行必要的檢測，避免對周圍工程造成不必要的影響，保證地鐵深基坑施工的安全性和穩(wěn)定性，保證地鐵深基坑工程施工的質(zhì)量和效率[2]。

3.2 監(jiān)測的原則

在地鐵深基坑施工過程中，需要保證施工現(xiàn)場的安全性，同時還需要滿足地鐵深基坑施工的基本要求，保證地鐵深基坑施工符合設(shè)計要求，滿足地鐵工程施工的實際需要，減少施工過程中的誤差。

4 復(fù)雜環(huán)境下地鐵深基坑工程的相關(guān)施工方案

在地鐵深基坑施工之前，需要對周圍的施工環(huán)境進行科學(xué)地勘察，勘察的內(nèi)容包含周圍的建筑情況，施工場地的土質(zhì)情況。還需要對地鐵深基坑施工方案進行反復(fù)地推敲，組織專家組對施工方案進行研究討論，制定科學(xué)合理的施工方案。

4.1 坑壁支護方面

在深基坑施工過程中，如果深基坑的施工深度與周圍的環(huán)境有差異，則需要采取不同的支護方案，所以，施工企業(yè)需要制定不同的支護方案。如果深基坑的坡度與周圍的坡度不大于3m，在施工過程中可以采用一次性放坡的施工方式。如果深基坑的深度在4～5m 之間，則需要采用梯次放坡的施工方式。采用不同的支護方式，主要是為了保證深基坑施工的安全性。

4.2 坑邊負荷方面

在深基坑施工過程中，不可避免地會在施工周圍出現(xiàn)土方堆積的情況，為了避免造成深基坑塌方的情況，或者是土方墜落的情況，需要施工企業(yè)采取必要的保護措施，如果土方堆積高度不宜超過1.2m，最高不宜超過1.5m。

4.3 排水措施方面

地鐵深基坑施工主要是戶外施工，如果遇到強降雨，就會出現(xiàn)積水的情況，進而對地鐵深基坑施工嚴(yán)重的阻礙。鑒于此，建筑施工企業(yè)需要做好排水工作，在對深基坑排水過程中，可以采用集水井的方式，將積水集中到排水井當(dāng)中，然后利用水泵排水的方式進行排水，以此來保證地鐵深基坑施工的安全。

4.4 上下通道方面

地鐵站主要集中在地下，所以，需要地下通道，因為地鐵深基坑施工的深度比較深，所以，對于上下通道之間也需要做好施工安排工作，需要使用專用的施工設(shè)備進行施工，并且做好施工人員的安全保護工作，進而保證地鐵深基坑施工的安全性。

4.5 土方挖掘方面

在地鐵深基坑施工過程中，主要是采用工程施工機械進行施工，施工企業(yè)需要保證施工機械的工作狀態(tài)。在實際的施工過程中，嚴(yán)禁施工人員出現(xiàn)在機械操作范圍內(nèi)，只有到施工機械施工完畢之后，施工人員才能進入施工區(qū)域。另外，在交叉作業(yè)過程中，施工企業(yè)需要做好施工隔離工作，同時還需要保證施工電力的正常供應(yīng)，避免因為施工對電氣設(shè)施造成破壞。

5 地鐵深基坑動態(tài)監(jiān)測實施

5.1 常規(guī)監(jiān)測

5.1.1 支護結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測

在地鐵深基坑施工過程中，支護結(jié)構(gòu)發(fā)揮著重要的作用，是保證地鐵深基坑施工安全的重要保障。所以，在對地鐵深基坑施工過程中，施工企業(yè)需要加強對支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。在檢測之前，施工企業(yè)需要對原始的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行測量，掌握原始數(shù)據(jù)，然后，在支護結(jié)構(gòu)的周圍設(shè)置監(jiān)測點，監(jiān)測的主要目的就是避免支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水平位移的情況。需要注意的是，在實際觀察的過程中，同一臺觀測設(shè)備需要同一人操作，以此來保證觀測的準(zhǔn)確性。

5.1.2 支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的監(jiān)測

地鐵深基坑施工面積比較大，對土層的破壞也比較大，所以，土層在力的作用下，會出現(xiàn)不同方向的位移情況，在對地鐵深基坑進行監(jiān)測的過程中，不僅需要對支護結(jié)構(gòu)水平位移進行監(jiān)測，還需要對支護結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移情況進行監(jiān)測，以此來準(zhǔn)確地掌握地鐵深基坑橫向位移情況。在對支護結(jié)構(gòu)橫向位移進行檢測的過程中，檢測的周圍進行每日監(jiān)測，只有這樣，才能及時準(zhǔn)確地掌握支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的情況，以便于施工企業(yè)及時地制定科學(xué)合理的預(yù)防措施。

5.1.3 建筑物沉降、傾斜、裂縫監(jiān)測方法

在對地鐵深基坑施工進行監(jiān)測的過程中，不僅要對支護結(jié)構(gòu)的水平和側(cè)向位移情況進行監(jiān)測，還需要對周圍的建筑物進行監(jiān)測。因為地鐵深基坑施工與周圍建筑物的距離比較近，因此，很容易對周圍的建筑物地基造成一定影響。鑒于此，施工企業(yè)需要加強對周圍建筑物的監(jiān)測，避免周圍建筑物出現(xiàn)沉降、傾斜以及裂縫的情況，檢測的周圍為每日檢測，及時發(fā)現(xiàn)周圍建筑物的變化情況，及時采取有效的應(yīng)用措施。

5.2 自動化監(jiān)測

5.2.1 建筑物的監(jiān)測

在對地鐵深基坑施工監(jiān)測的過程中，除了采用人工監(jiān)測之外，還需要采用自動化設(shè)備進行監(jiān)測，常用的自動化檢測設(shè)備主要有靜力水準(zhǔn)儀和智能化測斜儀。對于自動化監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測點的選擇上，施工企業(yè)需要結(jié)合監(jiān)測對象的實際情況進行確定。需要注意的是，要避免對監(jiān)測點造成破壞，還需要避免監(jiān)測點發(fā)生較大的震動，以此來保證自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5.2.2 臨時立柱的監(jiān)測

在地鐵深基坑施工過程中，會使用到很多的臨時立柱，這些臨時立柱很可能因為施工因素的影響，導(dǎo)致臨時立柱出現(xiàn)移動或者是倒塌的情況，為了保證地鐵深基坑施工的安全性，施工企業(yè)還需要對臨時立柱進行監(jiān)測，及時掌握臨時立柱的情況，采取有效的加固措施，保證施工人員和施工設(shè)備的安全。

6 動態(tài)監(jiān)測可能產(chǎn)生的結(jié)果以及監(jiān)測數(shù)據(jù)如何應(yīng)用

地鐵深基坑施工具有復(fù)雜性和艱難性等特點，為了保證地鐵深基坑施工的安全性，需要施工企業(yè)采用必要的監(jiān)測方式。在對地鐵深基坑施工進行動態(tài)監(jiān)測的過程中，需要嚴(yán)格地按照設(shè)計要求，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，如果在監(jiān)測的過程中發(fā)現(xiàn)異常情況，需要及時地向相關(guān)的負責(zé)人進行匯報，發(fā)出預(yù)警信息。相關(guān)的調(diào)查部門也需要針對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行調(diào)查，分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化的原因，進而制定科學(xué)合理的預(yù)防措施，保證施工人員的人身財產(chǎn)安全，保證地鐵設(shè)計和施工的順利開展。在對地鐵深基坑施工采用動態(tài)檢測的過程中，可能會出現(xiàn)不同的結(jié)果，特別是對于周圍建筑物進行動態(tài)監(jiān)測的過程中，相關(guān)的監(jiān)測人員需要采用24h 值班的方式，第一時間發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況，及時地對周圍建筑物進行加固或者是補救措施。對于地鐵深基坑施工動態(tài)監(jiān)測方面，施工企業(yè)需要保證監(jiān)測人員的專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力，還需要監(jiān)測人員具有高度的責(zé)任心，只有這樣，才能保證動態(tài)監(jiān)測的準(zhǔn)確性和及時性。除此之外，在動態(tài)監(jiān)測的過程中，還需要監(jiān)測人員做好數(shù)據(jù)的對比和分析工作，對可能發(fā)生的情況進行分析，并且提前制定有效的措施進行預(yù)防，只有這樣，才能保證地鐵深基坑施工的順利施工，保證地鐵深基坑施工的效率和質(zhì)量。

7 結(jié)語

地鐵深基坑施工范圍廣，施工難度大，技術(shù)復(fù)雜，施工周期也比較長。地鐵深基坑施工直接決定著地鐵工程的施工質(zhì)量和施工進度，所以，在地鐵深基坑施工過程中，需要做好施工的動態(tài)監(jiān)控工作，加大對動態(tài)監(jiān)測團隊的管理力度，保證動態(tài)檢測人員的專業(yè)性，保證動態(tài)監(jiān)測設(shè)備的先進性，只有這樣，才能保證動態(tài)檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，便于施工企業(yè)及時制定科學(xué)合理的預(yù)防措施，保證地鐵深基坑施工的順利，促進我國地鐵工程施工技術(shù)的發(fā)展。