地鐵深基坑施工中影響工程安全的問題及對策

摘要：隨著我國城市化進程的不斷加快，城市交通變得日益復(fù)雜，地鐵成為緩解交通壓力的主要方式之一。眾所周知，地鐵建設(shè)通常在地下進行，而地質(zhì)環(huán)境因素對其影響較大，這就對深基坑的施工安全提出了更高要求。因此，加強深基坑的施工安全管理和控制成為地鐵建設(shè)工程重要任務(wù)之一。本文結(jié)合實際案例探討了施工中的控制要點，并分析了與地鐵深基坑施工安全問題相關(guān)的對策。研究結(jié)果表明：在地鐵深基坑施工中應(yīng)加強設(shè)計、安全、監(jiān)測、應(yīng)急等方面工作，以期為同類工程提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵；深基坑施工；安全問題；對策；控制

中圖分類號：TU753 """"""文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

Problems and Countermeasures Affecting Engineering Safety in Subway Deep Foundation Pit Construction

LIU Xiaorui

（China Railway 16th Bureau Group Metro Engineering Co.， Ltd.， Beijing 101111， China）

Abstract： With the rapid development of urbanization in China， urban traffic is become more and more complex， and metro is one of the major ways to relieve traffic pressure. As we all know， subway construction is usually carried out underground， and geological environment factors have a great influence on it， which puts forward higher requirements for the construction safety of deep foundation pit. Therefore， strengthening the construction safety management and control of deep foundation pit has become one of the important task of subway construction. Based on the actual case， this paper discusses the key points of control in construction，and analyzes the countermeasures related to the safety of subway deep foundation pit construction.The results show that the design， safety， monitoring and emergency management should be strengthened in the construction of subway deep foundation pit， so as to provide reference for similar projects.

Keywords： subway; deep foundation pit construction; safety problem; countermeasure; controls

0 引言

公共交通體系是現(xiàn)代化城市建設(shè)的重要組成部分。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市車輛和人口與日俱增，為緩解越來越緊張的交通狀況，地鐵成為重要的交通建設(shè)項目。地鐵工程與一般的地面交通施工項目不同，其施工質(zhì)量直接受到地質(zhì)環(huán)境的影響，并且由于地下管線分布不均勻，在進行地鐵施工時會遇到許多困難。為了確保地鐵建設(shè)的順利進行，特別是在惡劣的施工條件下，必須采取相應(yīng)措施來保障地鐵深基坑施工的安全性。

1 案例概況

廈門軌道交通6號線集美至同安段土建施工總承包2標(biāo)段（以下簡稱本項目）作為深入同安城區(qū)的首條地鐵線路，起于華僑大學(xué)站，止于同翔高新城站，全長30.7 km。該線路分為“嘉庚體育館至同翔高新城段（嘉同段）”和“華僑大學(xué)至濱海西大道段（華濱段）”兩部分，共設(shè)17個站點，并將配套建設(shè)1座主變電所、2個停車場和1個車輛基地。全線按GoA4級全自動運行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和建設(shè)，最高運行速度為100 km/h。

2 工程項目的重難點

2.1 拆遷及交通疏解

項目的前期工作主要包括：綠化移植、征地拆遷、管線改移、交通疏解。這些內(nèi)容都需要進行大量的外部協(xié)調(diào)和配合，涉及多個復(fù)雜的外部接口，實施周期相對較長，對整個工程產(chǎn)生了類似于“木桶效應(yīng)”的影響，如果其中一項沒有完成，將直接影響到整個工程的實施和進展。

2.2 圍護樁（墻）施工質(zhì)量控制

本工程西湖村站地層存在淤泥和淤泥質(zhì)砂層，地層自穩(wěn)性極差，放坡自穩(wěn)能力差；古溪站場地的地層含有卵石；第三醫(yī)院站和古溪站的地層含有一定厚度的中粗砂。此外，車站場地的地下水主要為松散土層中第四系砂層孔隙水，其中以砂層為主要含水層，富水性較好且具有強透水性。圍護樁（墻）成孔（成槽）施工極易出現(xiàn)塌陷問題，并且在樁基進入硬巖時成樁（槽）困難。

2.3 基坑降排水施工

車站場地地下水與地表水具有較密切的水力聯(lián)系。在車站基坑開挖施工過程中，如果處理不當(dāng)，容易發(fā)生突水、流沙、管涌和坍塌等危害。地下水的浸泡會導(dǎo)致土層抗剪強度降低，變形加大，易造成基坑變形、失穩(wěn)和坍塌。主要問題是基巖風(fēng)化殘積孔隙裂隙水和基巖裂隙水，在進行基坑開挖施工時帶來了巨大困擾。

2.4 車站周邊建（構(gòu)）筑物及管線安全

地鐵車站周邊建（構(gòu)）筑物及管線安全非常重要，因為地鐵的建設(shè)和運營可能會對這些建筑物和管線產(chǎn)生影響。本工程大部分車站周邊市政管線較多，包含了雨水管（箱涵）、污水管、熱力管道、燃?xì)夤艿?、給水管道、電力、通信及綜合管廊等。

3 深基坑施工中影響工程安全的常見問題

3.1 基坑支撐不穩(wěn)

基坑支撐不穩(wěn)定的原因：①設(shè)計問題：如果在設(shè)計階段未能充分考慮地質(zhì)條件、深度、形狀、基坑邊界、施工方法等因素，基坑的支撐結(jié)構(gòu)可能無法達到預(yù)期的穩(wěn)定性。在此情況下，需要重新設(shè)計并改進支撐系統(tǒng)。②施工問題：如果施工過程中未嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，或使用了劣質(zhì)的材料，或施工人員的技術(shù)水平不足，則可能導(dǎo)致基坑支撐的不穩(wěn)定。需要提升施工質(zhì)量和監(jiān)督。③地質(zhì)變化：地震、雨水、溫度變化等自然因素可能導(dǎo)致基坑支撐不穩(wěn)，需要及時控制和修復(fù)。④物理因素：振動機械或建筑動力，如地鐵、汽車等造成的未預(yù)期的振動或力量影響，可能導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)失效。⑤地下水：如果基坑內(nèi)的地下水位沒有得到妥善處理，水壓可能會影響到基坑的穩(wěn)定性并可能導(dǎo)致基坑塌陷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)基坑支撐不穩(wěn)定時，應(yīng)立即停止施工，確認(rèn)問題并進行相應(yīng)處理。如果必要，應(yīng)聘請結(jié)構(gòu)工程師或地質(zhì)工程師對基坑進行評估和修復(fù)，以確保施工的安全性和穩(wěn)定性[1]。

3.2 基坑底部突涌水

基坑底部突然涌水的原因：①地下水位上升。地下水位升高可能是由于地下水源的變化，如持續(xù)降雨或附近地表水滲入基坑。②漏水?；又車墓艿阑虻叵鹿艿揽赡艽嬖诘穆┧畣栴}而導(dǎo)致水滲入基坑底部。③施工不當(dāng)。如果基坑的防水措施不到位或施工人員的疏忽也可導(dǎo)致水滲入基坑底部。④地質(zhì)條件不穩(wěn)定。地質(zhì)條件不穩(wěn)定可能導(dǎo)致基坑周圍的地層塌陷，導(dǎo)致水滲入基坑底部。若發(fā)現(xiàn)基坑底部突然涌水，則需立即采取措施控制涌水，并與相關(guān)專業(yè)人員進行溝通并取得幫助 [2]。

3.3 基坑底部隆起

基坑底部隆起是指在深基坑開挖過程中，基坑底部出現(xiàn)隆起的現(xiàn)象，一般是由于：①地下水滲流。當(dāng)基坑底部存在高水位或較大的水壓時，地下水會通過土體滲流到基坑底部，導(dǎo)致土層底部隆起。②土體塑性變形。在基坑開挖過程中，土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，一部分土體會發(fā)生塑性變形，從而引起基坑底部的隆起。③下沉地基反作用。當(dāng)基坑開挖深度較大時，下方地基會對上方土體施加一定的反作用，導(dǎo)致基坑底部產(chǎn)生隆起?；拥撞康穆∑鹂赡軙臃€(wěn)定性和周邊建筑物安全構(gòu)成威脅。

4 加強深基坑施工安全管理的建議

4.1 加強深基坑設(shè)計管理

深基坑設(shè)計應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)和經(jīng)驗的設(shè)計單位負(fù)責(zé)，并應(yīng)選擇有經(jīng)驗的專業(yè)人員進行設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)掌握設(shè)計規(guī)范和技術(shù)要求，了解施工過程中的常見問題和應(yīng)對方法，以便更好地進行設(shè)計。每個深基坑工程都有其獨特的地質(zhì)、環(huán)境和社會條件，設(shè)計時應(yīng)結(jié)合實際情況，進行全面細(xì)致的調(diào)查和分析，以提高設(shè)計的針對性和適用性。確保設(shè)計的安全性和可靠性。深基坑工程是一項高風(fēng)險工程，設(shè)計時還應(yīng)充分考慮其安全性，要保證設(shè)計的安全性和可靠性，需要充分考慮多種因素，如地質(zhì)條件、地下水情況、施工方法、環(huán)境保護等。注重信息化設(shè)計和動態(tài)設(shè)計，深基坑工程設(shè)計是一個動態(tài)的過程，需要不斷收集和分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情況進行調(diào)整和優(yōu)化。設(shè)計人員應(yīng)注重信息化設(shè)計和動態(tài)設(shè)計，以便更好地控制工程質(zhì)量、安全和進度；加強審查和管理，對于深基坑設(shè)計方案應(yīng)加強審查與管理，確保其符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。同時，應(yīng)加強對施工過程的監(jiān)督和管理，確保設(shè)計方案得到有效執(zhí)行[3]。

4.2 加強安全管理工作

對于本工程項目的深基坑施工要想做好安全管理工作，還需做到：①仔細(xì)辨識危險源（如圖1所示），建立工程安全生產(chǎn)管理體制，嚴(yán)格管理機械設(shè)備，制定消防方案、應(yīng)急救援方案以及停電方案等；②施工前排查基坑周邊的建筑及管線設(shè)施，布置控制監(jiān)測點，指派一定數(shù)量的專業(yè)測量人員對沉降速率和累計沉降量進行觀測，并及時反饋并嚴(yán)格控制；③建立完善的風(fēng)險控制體系，包括采用信息化技術(shù)進行監(jiān)測和反饋，以及配備專業(yè)的風(fēng)險控制人員等；④在施工期間，嚴(yán)格執(zhí)行深基坑開挖的規(guī)范，包括開挖順序、支撐方式、降排水等方面的要求⑤；加強深基坑現(xiàn)場的安全管理，確保各類人員均接受專業(yè)培訓(xùn)并具備相應(yīng)的安全資質(zhì)，特別是特種作業(yè)人員應(yīng)持證上崗⑥；嚴(yán)格控制深基坑周邊的高空作業(yè)，避免因高空墜物引發(fā)安全事故；對進場的施工設(shè)備和機具進行全面檢查和維護，確保其處于良好的工作狀態(tài)；⑦制定緊急預(yù)案，對可能出現(xiàn)的突發(fā)事件進行及時、有效地應(yīng)對和處理；⑧定期對深基坑施工過程進行檢查和評估，及時發(fā)現(xiàn)和解決存在的安全問題；對周邊環(huán)境進行監(jiān)測和巡視，及時掌握周邊環(huán)境的變化情況，為施工安全提供保障。

4.3 加強深基坑支護監(jiān)測

①布置監(jiān)測點：在深基坑周圍設(shè)置多個監(jiān)測點，對土體位移、地下水位、支撐結(jié)構(gòu)等進行實時監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的安全隱患；②定期監(jiān)測：定期對深基坑進行監(jiān)測，包括監(jiān)測頻率、監(jiān)測周期等，根據(jù)實際情況及時調(diào)整監(jiān)測方案；選用高精度儀器：對深基坑進行監(jiān)測，如精密水準(zhǔn)儀、測斜儀、水位計等，以提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性；建立信息化平臺：通過建立信息化平臺，將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時匯總和分析，以便更好地掌握深基坑的安全狀態(tài)，為采取相應(yīng)的措施提供依據(jù)；③

及時采取措施：根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時采取相應(yīng)的措施，如加強支撐、降水、回填等，以確保深基坑的安全；④建立應(yīng)急預(yù)案：針對可能出現(xiàn)的緊急情況，建立應(yīng)急預(yù)案，包括緊急聯(lián)系、應(yīng)急物資準(zhǔn)備、應(yīng)急搶險等，以保障深基坑的安全。

4.4 建立應(yīng)急救援預(yù)案

地鐵深基坑支護應(yīng)急救援方案可依據(jù)工程的特點設(shè)計，必須做到有所防備，有所準(zhǔn)備。①做好事故的預(yù)防。事故應(yīng)急救援必須以救防治為主，對施工中可能發(fā)生的風(fēng)險及事故進行有效地預(yù)判，并做好相應(yīng)救援和防治工作，以降低事故的發(fā)生率。②堅持分級負(fù)責(zé)的原則，將應(yīng)急救援制度貫穿到整個施工單位內(nèi)部，從大到小充分落實設(shè)備物資、人力資源及資金等。③根據(jù)深基坑工程的特點進行相應(yīng)防范和救援措施，提高整個企業(yè)團隊協(xié)作能力，以便在事故發(fā)生時能夠迅速有效地處理。

4.5 組織均衡快速施工

地鐵深基坑屬于一種地下作業(yè)，施工過程必須提高施工效率，快速、準(zhǔn)確完成施工作業(yè)。施工人員要科學(xué)合理安排施工活動，在保障施工安全前提下，提高操作速度，保障工程高效完成。同時，施工人員要增強超前意識，密切關(guān)注本項目所在區(qū)域內(nèi)的天氣變化，并提前做好各項準(zhǔn)備，以便有序地進行快速作業(yè)。項目負(fù)責(zé)人要制定科學(xué)合理的施工規(guī)劃，并合理分配人員，明確操作細(xì)節(jié)，以提高施工整體效率[4]。

5 結(jié)語

綜上所述，在地鐵深基坑施工中，深基坑技術(shù)仍處于發(fā)展階段，存在一些漏洞和缺陷。因此，這可能導(dǎo)致深基坑支護工程出現(xiàn)安全問題，嚴(yán)重影響工程的順利進行。在實際的深基坑支護建設(shè)中必須做好對其進行研究和分析，通過深基坑施工過程中的安全技術(shù)管控，為施工安全提供有力保障。以有效避免和處理各種問題，并促進工程質(zhì)量提高，確保施工安全。

參考文獻

[1]孫洪凱.某地鐵車站深基坑降水施工方法研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2022（2）：92-94.

[2]張強勁.大跨度地鐵車站深基坑中的鋼支撐施工技術(shù)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2021（4）：185-186，189

[3]劉菲，黃濤.巖土工程中基坑支護工程存在的問題及對策分析[J].科技與企業(yè)，2015（4）：157-157.

[4]徐志國.深基坑圍護過程中存在的問題與策略[J].科技風(fēng)，2015（4）：198-198.

編輯：劉 巖