地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)研究

摘要：由于影響地鐵車站深基坑施工安全性的因素是多元的，導(dǎo)致對(duì)其的監(jiān)測(cè)控制難度較大。基于此，分別從圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷、土方開(kāi)挖合理程度兩個(gè)角度，對(duì)深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)識(shí)別。針對(duì)不同的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，設(shè)計(jì)以施工材料、施工工藝、施工過(guò)程、施工管理以及施工流程為核心的風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)。測(cè)試結(jié)果顯示，地鐵車站深基坑施工的安全驗(yàn)收結(jié)果均合格。

關(guān)鍵詞：車站深基坑；風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；質(zhì)量缺陷

0 引言

圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為基坑施工中的重要組成部分，其施工質(zhì)量直接影響到整個(gè)基坑的安全[1]。如果圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在施工質(zhì)量缺陷，如圍欄安裝不規(guī)范、混凝土澆筑不密實(shí)等，可能會(huì)導(dǎo)致高處墜落、影響混凝土質(zhì)量等事故。這些事故不僅威脅到施工人員的生命安全，還會(huì)對(duì)工程進(jìn)度和成本造成嚴(yán)重影響[2]。

土方開(kāi)挖是基坑施工中的重要環(huán)節(jié)，如果開(kāi)挖方式不合理、開(kāi)挖速度過(guò)快、開(kāi)挖深度過(guò)大等，可能會(huì)導(dǎo)致土方塌落、滑坡等安全風(fēng)險(xiǎn)。在基坑施工中，確保支撐系統(tǒng)及時(shí)安裝和穩(wěn)固是防止基坑坍塌的重要措施。如果支撐系統(tǒng)不及時(shí)或安裝不牢固[3]，可能會(huì)導(dǎo)致基坑坍塌。另外，地表水和地下水的處理也是影響安全的重要因素。如果地表水和地下水處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致水土流失、地面塌陷等安全風(fēng)險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)不僅會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，還會(huì)對(duì)周邊居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅[4]。

地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控極為必要。一方面，通過(guò)對(duì)地鐵車站深基坑施工過(guò)程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決存在的安全隱患，有效預(yù)防安全事故的發(fā)生。另一方面，也可以規(guī)范施工人員的操作行為，提高施工的整體安全性，保障施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全[5]。從整體角度分析，安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控不僅可以保障施工過(guò)程的安全性，還有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決工程質(zhì)量問(wèn)題，保障工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性[6]。

基于此，分別從圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷、土方開(kāi)挖合理程度兩個(gè)角度，對(duì)深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)識(shí)別。以實(shí)際工程案例為基礎(chǔ)，針對(duì)不同的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，設(shè)計(jì)以施工材料、施工工藝、施工過(guò)程、施工管理以及施工流程為核心的風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)。

1 工程概況

坪山站地鐵車站深基坑施工項(xiàng)目項(xiàng)目位于坪蘭路、和樂(lè)路與站前路交叉口，沿站前路東西方向敷設(shè)。站前路規(guī)劃道路紅線寬50m，現(xiàn)狀道路寬50m，為雙向八車道。坪蘭路道路規(guī)劃紅線寬40m，道路現(xiàn)狀寬40m，為雙向六車道。和樂(lè)路道路規(guī)劃紅線寬40m，道路現(xiàn)狀寬40m，為雙向六車道。站前路為深圳市龍崗區(qū)、坪山區(qū)東西方向主干道，路面車流量大，交通繁忙。

車站北側(cè)為坪山高鐵站（距離車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)外皮160m，約為7倍車站高度），南側(cè)為華友藝科技與3棟一層民房（距離車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)外皮20m，約為1倍基坑高度）。一期管線遷改過(guò)后，影響主體結(jié)構(gòu)施工的管線均已遷移到基坑范圍外。基坑開(kāi)挖階段需做好監(jiān)測(cè)及保護(hù)工作。

影響車站結(jié)構(gòu)施工管線位置統(tǒng)計(jì)如表1所示。其中，施工階段在渡線左側(cè)設(shè)置廢水泵房，從車站兩端向廢水泵房找坡，K27+785.834～K27+945.304段的坡度為0.2%，K27+945.304～K28+06.274段的坡度為0.2%，K28+06.274～K28+66.534的坡度為0.2%，車站范圍地面標(biāo)高中間高兩邊低。

2 深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)識(shí)別

在對(duì)地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析時(shí)，本文充分考慮了深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)的構(gòu)成情況，分別從圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷情況、土方開(kāi)挖合理程度兩個(gè)角度展開(kāi)監(jiān)測(cè)識(shí)別分析[7]。

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷情況

對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷情況的分析，主要圍繞圍護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性以及應(yīng)力分布情況進(jìn)行[8]。具體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)可以表示如下：

R（x）=λr∑q（x）+br q（x）+εr （1）

式中：R（x）表示x深基坑施工中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)情況。q（x）表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)因素，具體包括圍護(hù)墻體質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況、圍護(hù)墻體安裝精度情況、圍護(hù)墻體鋼筋工程缺陷情況、圍護(hù)墻體混凝土質(zhì)量的達(dá)標(biāo)情況以及圍護(hù)墻體施工的規(guī)范程度。λr表示各圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)深基坑施工安全的影響程度。br 表示各圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)聯(lián)。εr表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)因素存在的誤差。

2.2 土方開(kāi)挖合理程度風(fēng)險(xiǎn)情況

地鐵車站深基坑施工階段，土方開(kāi)挖合理程度的風(fēng)險(xiǎn)情況可以表示為：

W（x）=λw∑T（x）+bw q（x）+εw （2）

式中：W（x）表示地鐵車站深基坑施工階段土方開(kāi)挖合理程度的風(fēng)險(xiǎn)情況。T（x）表示土方開(kāi)挖合理程度的風(fēng)險(xiǎn)因素，具體包括土方開(kāi)挖順序、土方開(kāi)挖分層厚度、土方開(kāi)挖坡度、深基坑支撐結(jié)構(gòu)入土深度、深基坑支撐結(jié)構(gòu)整體剛度、深基坑內(nèi)支撐軸力，深基坑所處環(huán)境的土質(zhì)條件以及氣候條件。λw表示各圍土方開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)深基坑施工安全的影響程度。bw表示各圍土方開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)聯(lián)程度。εw表示各圍土方開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)因素存在的誤差。

綜上所述，從圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷情況、土方開(kāi)挖合理程度角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)的全面監(jiān)測(cè)識(shí)別，可為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)控制提供可靠的基礎(chǔ)。

3 深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

3.1 圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

在對(duì)地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制時(shí)，充分結(jié)合地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，構(gòu)建如圖1所示的圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)控制方法。

3.1.1 圍護(hù)墻體質(zhì)量

采取合適的施工工藝和技術(shù)，確保墻體材料和施工方法符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和管理，對(duì)每一道工序進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。定期進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)估，對(duì)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的地方進(jìn)行返工或補(bǔ)強(qiáng)。

3.1.2 圍護(hù)墻體安裝精度

采用可靠的安裝方法和工藝，保證墻體的穩(wěn)定性和垂直度。在施工前進(jìn)行精確的測(cè)量和定位，確保墻體安裝的位置和尺寸符合設(shè)計(jì)要求。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和管理，對(duì)安裝過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和校正，確保安裝精度符合要求。

3.1.3 圍護(hù)墻體鋼筋質(zhì)量

選用符合要求的鋼筋材料，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋加工和綁扎。加強(qiáng)鋼筋工程的施工管理和監(jiān)督，確保鋼筋工程的施工質(zhì)量和安全。在施工過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正鋼筋工程的缺陷。

3.1.4 圍護(hù)墻體混凝土質(zhì)量

選用符合要求的混凝土材料，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)和攪拌。加強(qiáng)混凝土工程的施工管理和監(jiān)督，確?；炷凉こ痰氖┕べ|(zhì)量和安全。在施工過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。

3.1.5 圍護(hù)墻體施工質(zhì)量

加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)和教育，提高施工技能和質(zhì)量意識(shí)。建立完善的施工規(guī)范和管理制度，確保施工過(guò)程的有序和安全。在施工過(guò)程中進(jìn)行安全檢查和監(jiān)督，及時(shí)檢查和糾正施工中不規(guī)范的行為。

3.2 土方開(kāi)挖合理程度風(fēng)險(xiǎn)控制

針對(duì)地鐵車站深基坑施工中的土方開(kāi)挖合理程度風(fēng)險(xiǎn)，具體的控制措施如圖2所示。

3.2.1 土方開(kāi)挖順序

對(duì)于土方開(kāi)挖順序不合理風(fēng)險(xiǎn)，在施工前進(jìn)行詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，確定合理的土方開(kāi)挖順序和方案。根據(jù)基坑實(shí)際情況和周圍環(huán)境因素，制定分階段、分區(qū)域的開(kāi)挖方案。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和管理，遵循先撐后挖、分層開(kāi)挖的原則，確保開(kāi)挖順序的合理性和安全性。

3.2.2 方開(kāi)挖分層厚度

針對(duì)土方開(kāi)挖分層厚度不合理風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工組織設(shè)計(jì)，確定合理的土方開(kāi)挖分層厚度和分層數(shù)。在施工過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和管理，確保分層厚度符合要求。

3.2.3 方開(kāi)挖分層坡度

針對(duì)土方開(kāi)挖坡度不合理風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工組織設(shè)計(jì)，確定合理的土方開(kāi)挖坡度和放坡高度。在施工過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和管理，確保坡度符合要求。在放坡開(kāi)挖時(shí)，設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。

4 測(cè)試與分析

在具體的測(cè)試過(guò)程中，將文獻(xiàn)[5]提出的施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)以及文獻(xiàn)[6]提出的施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)作為對(duì)照組。

在具體的測(cè)試過(guò)程中，對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素的主要控制技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)收，得到的結(jié)果如表2所示。

結(jié)合表2所示的測(cè)試結(jié)果可以看出，在3種不同地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)下，本文設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)應(yīng)的安全狀態(tài)驗(yàn)收結(jié)果均為合格，表明整體施工項(xiàng)目處于安全狀態(tài)，可為實(shí)際的施工推進(jìn)和施工人員提供可靠的保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)研究，充分考慮了地鐵車站深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素構(gòu)成以及表現(xiàn)形式，采取針對(duì)性的監(jiān)控技術(shù)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的有效監(jiān)控。希望本文的設(shè)計(jì)與研究成果，可以為相關(guān)深基坑工程的安全施工提供幫助。

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