地铁车站的深基坑防护安全管理

地铁车站的深基坑防护安全管理

张发兴

广东众鑫建设工程有限公司523000

摘要：随着城市建设和经济的繁荣，城市轨道交通正处于高速发展时期。地铁已经成为现代化城市不可缺少的基础设施。所以城市地铁是我国近几年基本建设投资的热点，大力发展城市地铁已经成为很多大中城市市政建设的重点。本文首先概述了某城市地铁车站，论述了地铁车站基坑施工存在的安全问题，然后提出了地铁车站基坑施工的安全管理防范措施：优化围护结构选择、合理基坑开挖和实时监测分析。

关键词：地铁车站；基坑施工；安全技术

一、项目概况

1.1建设地铁地点

佛山市地处中国珠江三角洲腹地，地理位置优越。市中心区距广州三大交通枢纽（广州白云机场、广州南站、广州南沙港）车程均在1小时之内。地缘优势，使佛山能够充分接受广州的辐射和带动，与广州共享基础设施、交通网络、金融资本、人才教育、科技信息和市场服务等资源，实现联系紧密、产业联动和功能互补。石湾镇街道位于禅城区东南部，是佛山市中心城区的重要组成部分。石湾辖区交通路网发达，季华路、魁奇路、佛山大道、岭南大道等佛山市内多条横跨东西、贯穿南北的城市主干道经过石湾，在营、在建、规划中的地铁1-6号线均覆盖石湾，魁奇路东延线二期工程建成后，石湾到广州南站只需要15分钟，成为佛山连接广州的最近通道。创造保障运营安全的良好条件，降低车站的安全风险。

1.2建设规模

项目总用地面积27153.91平方米，（见表一）建设项目为包括公交枢纽站、机动车地下停车库、地下商业、地下通道及配套用房等综合性的交通枢纽一体化工程项目。

1.3建设内容

项目主要建设内容包括公交枢纽站、机动车地下停车库以及连接地铁的下沉广场、配套商业及其他配套用房等。

1.4复杂地质环境下地铁施工的对策分析

在地铁的建造施工中按照传统的方式一般都会采取明挖法来施工，但是这种施工的方式弊端在于只适合没有管道线路交通的情况，随着现代化社会的发展这种施工方式的弊端显现的更加明显，在人群密集及管道众多的城市几乎没有地方适合施工，因此在城市中采取的方式一般会选择浅埋暗挖法或者盾构法来进行施工。这两种施工方式的好处在于大大的减轻了施工对于周围环境的影响，还可以适用于更加复杂的地质环境。目前来说，在现代的生活中修建的地铁大多使用这几种方式。

（1）浅埋暗挖法

若在城市中修建隧道，在地质环境为松散土介质围岩的情况下，并且隧道的埋深小于等于隧道直径的施工条件下浅埋暗挖法将会显得十分实用，还可以很灵活的应用于修建过程中。在修建时主要是利用地基土短时间内的自我稳定性，并且适时的采取一些支护措施就可以保证土层施工的顺利进行。浅埋暗挖法在施工中还建立完善了应力监督检测系统，还将劈裂注浆法很好的应用到修建的过程中，由于浅埋暗挖法在修建地铁的种种的优势，因此在地铁隧道的施工中得到了很广泛的应用。

（2）盾构施工法

盾构法是一种在地下土层中推进的钢筒结构并且还可以支撑住地面土层带给的压力。盾构法适用于地质条件为坚硬岩石，软弱的土质及断裂带流沙相互错杂的环境中。施工前需要修筑一个竖井，在竖井内安装上盾构机器，盾构机将会不断的推进距离，推进一环后就要在盾尾安装下一节管片，在施工时需要用水泥砂浆将衬砌外围的空隙注满，以此类推的办法向前推进。这样向前推进的一节衬砌将会承担来自土层的压力，于此利用竖井将挖出的土运送出来。

（3）钻爆法

在施工环境为坚硬岩石的地质施工条件下将会使用钻爆法施工。钻爆施工需要做好支护措施，根据施工现场的实际情况钻爆法可以采用钢架，管棚等的支护措施。然后对即将施工的区域钻爆，然后将钻爆出来的土石运送出去，最后进行喷锚支护或者灌注衬砌的施工。（可见图一所示地铁车站地层工程地质断面）

图1某地铁车站地层工程地质断面

二、地铁深基坑施工中遇到的问题

2.1围护结构渗漏水造成周围地块水土流失。围护结构渗漏是基坑施工中较常见，在地下水位较高地层进行土方开挖时，如果围护结构存在缺陷，渗漏就会发生，如果仅渗漏地下水，一般及时封堵不会造成较大问题，如渗漏造成大量水土流失则会造成围护结构背后土体过大沉降，严重的会导致围护结构背后土体失去抗力造成基坑倾覆。

2.2围护结构施工质量差造成安全隐患。围护结构施工质量差主要表现为围护结构（地铁车站深基坑主要采用排桩+止水帷幕结构或地下连续墙结构）施工方法不当造成夹渣、断桩或强度不足，进而影响围护结构的水平向刚度，造成重大的安全隐患。

2.3随土方开挖未及时支撑造成围护结构变形过大、甚至失稳。土方开挖过程中为了出土方便或赶进度等原因，不按规范要求及时支撑的现象普遍存在，需加强施工管理。

2.4车站深基坑周边地表沉陷过大。正常情况下深基坑施工随着土方开挖卸载，均会造成周围地表沉陷，但如果沉陷过大，会造成周边市政道路开裂、周边建构筑物倾斜甚至开裂，建构筑物变形都是其地基沉降引起的，出现较大变形后，不仅危及楼上的居民和工作人员的安全，而且也对在施的工程造成威胁。

三、地铁深基坑支护中的主要安全技术措施

为减少地铁深基坑支护施工中出现的上述情况，应主要从加强设计管理和施工管理着手，提出几点建议如下：

3.1设计中的管理

3.1.1选择有资质的设计单位，明确设计责任人，从源头确保深基坑施工的安全，加强深基坑支护设计的审核和监督，减少设计计算错误、方案选择错误、套图等现象发生，保持良好的可追溯性。

3.1.2根据土的力学指标、土质、地下水情况及开挖深度等确定围护结构和支撑的组合形式。组合形式的选择既要保证围护结构在施工过程中的安全，又要能控制围护结构及周围土体的变形，以保证基坑周围建筑物和地下设施的安全。

3.1.3设置合理的安全系数。基坑支护设计时，不能单纯为了降低造价，而降低安全系数，应充分考虑到地铁建设期间基坑周边可能出现的动、静荷载，还应考虑到气候条件变化、地震等不可抗力等的影响，设置合理的安全系数。

3.1.4设置合理的围护结构入土深度，并根据围护结构入土深度合理设置降水井。当隔水层较浅时，围护结构宜嵌入隔水层，当隔水层较深时，应增加围护结构的入土深度，从而减少土方开挖过程中的基坑底部隆起现象发生。

远期道路建设建议图

港湾式停靠站及小汽车临时停靠设置建议图

3.2施工管理

3.2.1编制专项施工方案。在基坑支护施工时，应编制专项施工方案，专项施工方案一般应在施工前编制，且应考虑到上报公司审阅与返回的时间和上报监理审批的时间，监理批复后应及时返回施工单位，施工单位在接到正式批复的施工方案前不得进行施工，在当前的地铁基坑支护施工中，施工方案未批复前就开始施工的情况时有发生，应当避免。

3.2.2严格按设计要求开挖和支护。基坑开挖应根据基坑支护设计、降排水要求确定开挖方案，开挖方案需进行专家论证，确认满足要求后严格履行报批程序。软土基坑应分层均衡开挖，支护与挖土必须要密切配合，严禁超挖。基坑开挖过程中，必须采取措施防止挖机碰撞支撑、围护桩或扰动基底原状土。开挖过程中要尽量缩短基坑开挖卸荷的尺寸及无支护暴露时间，减少土体的扰动范围，采用分层、分块的开挖方式。

3.2.3控制好土方开挖纵向放坡坡度。纵向放坡属临时放坡，应随挖随修整，不得挖反坡，防止在开挖过程中边坡失稳或滑坡酿成事故。

3.2.4尽可能减少基坑周边荷载。基坑边缘堆置土方、建筑材料或沿基坑边缘移动运输工具或施工机械时，会增加作用于围护结构上的荷载，坑边堆载及移动机械等应与基坑边缘保持合理的安全距离，并且对堆载的级别进行限制。

3.2.5做好降水措施，确保基坑开挖期间的稳定。地下水是引起基坑事故的主要因素之一，多数发生的基坑事故都与地下水有关，当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础形式等因素，确定地下水控制方法，当场地周围有地表水排泄或地下水管渗漏时，应对基坑采取保护措施。地下水的控制方法主要有降水、截水和回灌等几种形式，这几种形式可以单独使用，也可以组合使用，降水会引起基坑周围土体沉降，当基坑邻近有建筑物时，宜采用截水或回灌方法。

结束语

基坑工程具有很强的区域性和个性，由于地铁车站多设置在城市繁华地段，随着土方开挖引起的坑内外荷载失衡，基坑支护的质量不仅影响基坑本身安全，还会影响周边构筑物和各种地下管线的安全。因此，地铁车站基坑工程的支护设计应该考虑工程所在地的地质水文、周边环境、社会交通等各方面的因素并保证规定的安全系数，施工过程中严格按照支护设计施工，做好实时监测工作，确保地铁车站基坑工程的施工安全。

参考文献：

[1]王敏.建筑工程深基坑支护方案的设计与施工.建筑设计.2005.10

[2]李炜.地铁工程深基坑支护技术研究..2003.5

[3]刘钊.佘才高.地铁工程设计与施工.人.2015.7

[4]张英.李志高.王毅斌.基坑开挖对邻近地铁车站影响因素研究.地下空间与工程.2011.4