地铁站深基坑开挖安全技术与管理

地铁站深基坑开挖安全技术与管理

王禹

中铁七局集团第五工程有限公司 河南郑州 450000

摘要：随着我国交通建设事业的不断发展，交通出行越来越便利，极大地方便了人们的出行，在市区交通建设过程中，地铁建设开始在全国兴起，相比于汽车等交通工具，地铁运输便捷快速，不会产生堵车现象、不易发生交通事故，越来越受到各个城市的欢迎。在全国兴建地铁的热浪大潮中，地铁施工安全事故时有发生，严重威胁到地铁施工参与人员的生命安全和身心健康，面对如此严峻的形式，需通过管理和技术手段，提高安全管理水平，保障施工生产安全有序进行。地铁深基坑施工过程中，一般情况下一旦发生事故，极易造成群死群伤的重大事故，是地铁建设过程中极为重要的风险控制项，对深基坑施工过程中易发生的安全事故进行总结和原因分析，并提出预防措施，积极防御深基坑施工过程中安全事故的发生。

关键词：地铁站；深基坑开挖；安全技术；管理

引言

伴随我国交通事业的飞速发展，地铁的出现为人们的出行带来了极大的便利，然而，在地铁施工过程中却频频发生安全事故。一旦发生安全事故，便会引发死伤事件，严重危害施工人员的生命安全。基于此，需提升工作人员的安全管理意识和管理水平，总结、分析深基坑施工中的安全事故原因，提出相应的风险防控措施，为施工安全提供有力保障。

1.工程概况

某地铁 4号线车站，通过顺作法进行施工，其中，车站主体部分的长度为 284.1m，宽度为 22.30m，其结构底板部分的埋深大约为 17.03m。基坑开挖工程主要涉及杂填土层、淤泥质黏土层、粉砂层、粉质黏土层及黏土层等地层，施工遵循水平分层施工、纵向分段施工的原则。该工程项目的主要施工内容有∶土方开挖工程、土方倒运工程、基坑支护工程、基坑有关排水设施方面的修建工程等。

2.地铁深基坑施工安全影响因素

2.1从基坑变形角度分析

地铁深基坑施工可分为基坑支护、基坑开挖、基坑降排水三个部分，每个部分既有区别，又相互关联，对施工安全有重要影响，下面分述之。

2.1.1基坑支护安全

影响地铁深基坑支护安全的主要因素是支护结构变形，具体包括水平变形和竖向位移。在基坑开挖过程中，支护结构受到内支撑及土体压力的共同作用，随着开挖两者之间力的平衡被打破，就会产生水平位移。而且基坑开挖还会减少土体的重力，使竖向力的平衡也被打破，支护结构会上浮，但施工负载等因素又会使支护结构下沉，由此就会产生不均匀沉降，对支护结构安全构成威胁。

2.1.2基坑开挖安全

基坑开挖对基坑支护（围护）结构安全影响较大，对基坑周边环境也有明显影响。正如前面所分析的，基坑开挖使基坑内部受力体系状态发生变化，随着坑底土被逐步挖出，坑底受到的重力减少，坑底回弹几乎不可避免。而且随着基坑支护结构的水平变形，坑底土体还受到水平方向的应力，使土体像浪涌一样隆起，当隆起值超过限度会产生更大的破坏，甚至整个基坑出现失稳破坏。

2.1.3基坑降排水安全

基坑中地下水来自包气带与饱和含水层，根据埋藏条件又分为潜水和承压水。地下水的存在使基坑施工面临管涌、涌砂的威胁，尤其是承压水，随着开挖承压水顶板力平衡被打破，于是就会发生涌水、涌砂事故，如果处理不及时，就会使基坑支护结构下沉破坏，可能导致基坑塌陷事故，所以基坑降排水也是影响基坑及周边环境安全的重要因素。

2.2地表沉降、桩身变形是基坑开挖施工控制的难点

本工程施工影响范围内分布有高压电塔和地下管线。在车站开挖破坏土体平衡后，地层将进行重新固结，存在必然的地表沉降，加强施工过程控制，严格控制地表沉降是本合同段工程施工控制的重点。对此，拟采取如下对策：

⑴ 车站基坑土方开挖过程中及时做好围护，确保基坑稳定。

⑵ 基坑开挖后加强对地表和围护桩的监测，利用监测成果来指导施工。

⑶ 切实做好施工准备与筹划，加强机械设备的维修保养，确保基坑开挖及支护安全、连续、快速进行施工。

3.深基坑施工过程中的安全技术管控

3.1探明地下管线，落实保护措施

该工程处于城市繁华区域，在车站进行开挖施工的过程中极易造成损坏，因此，在具体施工之前需调查清楚其地下管线的情况，要求每位工作人员都熟知这些管线的详细情况，并制定相应的保护措施，以确保施工安全。主要管线现状如表1 所示。

表1主要管线现状表

在具体施工时，施工单位需要注意以下内容:（1）需要组织专人对施工影响范围、界限之内的管线进行相应的排查工作，并需要管线所属单位到场对施工范围之内的管线位置进行确认，需要施工单位、监理单位、管线产权单位、建设单位四方进行确认并完成书面签字。没有进行确认签字的必须将能清楚反映施工现场真实情况的资料重点保留.（2）需要对施工现场的管线设施进行事故处理方案及专项方案的制定，且处置、保护方案必须经过产权单位审核确认，并对施工管理人员、作业班促进行保护方案和处理方案。

3.2围护结构在施工过程中的风险管控措施

在城市进行地铁施工时，场地十分狭窄，因此通常利用钢支撑体系预防土体坍塌。首先需按规范进行围护桩施工，进场的所有机械设备都需检验合格后才能使用，施工时需尽可能减少振动，晚10点后、早7点前禁止施工，以防噪声扰邻。其次需严格遵照设计要求进行钢支撑施工，进场后还需检查钢支撑的外观，合格后再做探伤实验，确保其强度方面和刚度方面符合相关要求。需在专人指挥下进行钢支撑架设施工，遵循“先撑后挖”的施工原则进行基坑作业。根据设计要求实施轴力施加，并结合监测情况以及支护结构出现的变形情况等对预加力进行及时调整。为防止钢支撑发生侧向失稳，在施工期间不可对其施加额外载荷。在开挖过程中支撑结构易发生变形，所以需对钢支撑加强巡视，一旦发现松动情况或变形迹象，要及时加固或者在专人指导下重新更换。

3.3喷锚支护施工的安全风险防控

通过喷锚技术完成支护结构能够有效防止土体出现坍塌，并对地表水起到阻隔作用，防止其进入基坑。对喷锚支护施工安全风险防控主要体现为以下几点∶（1）在具体施工之前需对喷锚支护施工区域存在的危石进行处理;（2）各种施工机具验收合格后需安置于安全区域，并确保设备正常运行，相关操作人员需培训合格后方可上岗，严格遵照相关操作流程作业;（3）进行喷射混凝土作业的时候，其施工平台必须牢固可靠;（4）在喷射混凝土作业时，与风管位置垂直的方向禁止站人，以免风管爆裂发生意外;（5）在放置氧气乙炔的时候，其安全距离必须>10m，在使用氧气乙炔的时候，其安全距离必须>5m。

4.结语

　　地铁建设大大方便了人们出行，已成为当前城市建设的主旋律，然而地铁深基坑施工环境复杂，安全隐患多，必须加强危险源辨识与评价，做好基坑监测工作，同时注重影响施工安全五大因素管理，以保障施工安全和周边设施安全，为地铁建设保驾护航。

　　参考文献：

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　　[2]吴平国.常州地铁市民广场站深基坑施工安全控制探析[J].中国房地产业，2016（12）：146-148.

　　[3]张栋，庄其建，赖理文.基于AHP和熵权法的地铁车站深基坑施工安全评价[J].现代交通技术，2016，13（3）：80-75.