城市地铁深基坑开挖施工风险及其防范对策

城市地铁深基坑开挖施工风险及其防范对策

李少坤

中交一公局第八工程有限公司 天津市 300170

摘要：随着我国城市规划的发展，越来越多的人走向城市工作和生活。为减轻陆路交通负担，增加人员流动性，地铁这一交通工具也随之出现。其中地铁站占据地铁交通的很大一部分，其中大部分位于地底十米，甚至几十米。大多数地铁站都是使用明挖法建造的，即先挖了一个基坑，然后搭起了中央车站的主要结构。本文重点介绍地铁站深基坑施工过程中可能出现的主要风险及相关解决措施的制定。

关键词：地铁；深基坑开挖；施工风险；对策

全国很多城市都在筹建地铁，但是在建设过程中却不免出现了很多危险情况。比如钻深地基时可能会发生事故，尤其是在地下。钻深地基时由于工期长、施工量大、建筑结构复杂、地铁工程质量要求高，导致城市地铁建设的复杂性和风险增大，出现裂缝、滑坡、水沙等情况也很容易发生。如果不解决这些问题，地铁建设将会危及到人民生命安全，导致人员死亡和物力不振，给国家造成巨大损失。故本文探讨了深井建设的风险，并提出了相应的措施，为我国地下建设提供一些理论依据。

一、地铁深基坑开挖施工特点

1.施工精确性

对于深基坑来讲，由于它的地下钻孔量较大，对钻孔技术和井壁衬砌技术要求非常严格，所以为确保施工的效率和安全，必须按照施工计划认真进行施工。 在钻孔过程中，应采用穿层支撑层的方法，因为只有当顶层被完全支撑时，底层才能被抬起。此外，一定要避免在雨天建造，以确保深基坑施工的精准性。

2.施工规范性

在基坑施工之前，需要确定基坑施工的坡度。此外，在钻孔过程中，也需要确定钻孔时的坡度。这种方法可以让工作人员及时控制井的深度和侧线，以避免钻过钻和过钻。施工时，基坑垂直钻孔的层数取决于钢支架的位置，每层必须在钢支架下方50cm处钻孔。轴向受力后，再继续挖下一层。但最后一层在溜槽设计高度以上挖20-30厘米，以控制底座高度，减少扰动问题的发生，且这时需要手动清洁底部。

二、城市地铁深基坑开挖施工风险

1.地面坍塌风险

施工过程会增加地面的表面抗拉强度，导致开裂。此外，由于施工条件和环境不同，如果在地基上挖一个深洞，在一定条件下，水和沙子很容易流出，增加了滑倒或事故的风险^[1]。

2.围护结构渗漏风险

地下室墙体强度高、结构刚度大、整体性好、防水耐用、安全可靠，可用于高密度集群建设，对建筑物或交通影响小。因此，它是地下深坑露天施工中最常用的墙体结构。但基底墙一期和二期的相关性不大，很可能渗水变形。对于在第一步完成的膜墙，密封件会分配给公共管道，并在初始混凝土浇筑修复完成后拆除。浇筑的第二阶段需要清洁接缝，但在生产过程中，可能会在混凝土周围渗出污垢或无法清除正常的残留物。因此，在第二阶段混凝土之后，可以发现混凝土不致密或在部分地方有沙砾。

3.基底隆起风险

在土质松软、产状深度不足、底部土层薄弱等地区挖深坑，由于松散的土壤往往含有大量水分，因此各种承重结构很容易被地下水破坏，导致有基底隆起的风险，很容易造成事故发生。

4.基坑底部管涌风险

如果水被限制在开挖的底部，并且开挖的深度不断增加，那么水压的作用将会导致基地隆起现象发生。如果基底不透水层抵抗力弱，无法承受水力限制，它就会发出嘶嘶声，变得不稳定，并使基础沟槽坍塌。造成这种现象的原因有很多，但主要有以下几个方面：（1）封闭结构的深度不够，不能穿透有限的水层。比如挖坑到一定深度时，浅水形成管道，坑底尖端最低。（2）挖地基的紧迫性不符合要求。基坑初步开挖，围护结构的防水效果应根据降水量确定。基沟钻孔时，基沟内水位距下一个钻孔面应小于0.5m。（3）基层加固不符合防天沟要求。如果地基中的水压高，不透水层和土壤的压力不平衡，则通常必须用钻孔或螺旋桩加固地基。

5.建筑物变形过大风险

地表建筑物的地形很大程度上取决于底土的成分、建筑物的年龄、地下水储量和建筑物的结构特征。当建筑物变形时，会对建筑商和附近的居民构成致命的危险。

6.管线变形过大风险

地下管道的变形也可能导致安全问题。一些软管的使用寿命很长，但是有被切割或损坏的风险。如果在深钻过程中不处理管道，在施工过程中可能会导致爆炸等严重事故发生。

三、城市地铁深基坑开挖风险的防范

1.地面坍塌风险防范

正常情况下，挖深底沟时，如果出现问题会与沙子的上升，水的流动与土壤的塌陷有关系。所以在开挖过程中，施工人员应确定开挖场地的出口点，并测量确定出口点和开挖点。当泄漏点在钻头表面之上且泄漏已经消失时，可以使用水泥和技术材料的组合来密封泄漏点并完全封闭泄漏处的裂缝。如果泄漏过多，可将排水软管置于排水管中，通过堵塞排水软管与排水软管之间的连接，将渗出的材料通过排水软管排放到地面，排水软管只有在达到其容量时才应关闭。如果泄漏点位于钻井表面的中心，则可能会在泄漏点外部进行两次流体注入。在压力调节的影响下，浆液的穿透力增加，但压力必须保持在0.3MPa以下，才能保证可靠运行。如不可泄漏，应禁止钻孔，局部泄漏应堵塞，并用双杯封闭泄漏。在卸料时间长、型腔较大的卸料点，需要限制重型设备的穿透，以免型腔区域破裂。渗漏孔采用浸入连接管、填孔的方式进行补漏，保证渗漏点的安全，防止施工工程中水沙影响渗漏点

^[2]。

2.围护结构的渗漏的对策

如果连续墙接头渗漏，必须及时清除，否则可能会积聚过多的污垢，影响周围结构的安全。

连续墙接头出现渗漏水情况后，需要根据泄漏的严重程度采取各种补救措施。如果流量小，可以先用带阀门的管道将水流排出，然后再用二速防水混凝土砂浆截断水流。当混凝土强度达到一定水平时，阀门关闭。若径流较大且难以直接封堵，则应将基沟土移开，阻隔水流，然后在基沟外封堵。由于围网结构是地下工程，存在施工质量因素无法控制，水下混凝土容易出现沙尘，标准布置最容易受到影响。因此，防风雨罩制造的质量控制是防止泄漏的最有效方法。

3.基底隆起防范

施工中，如基底隆起，应控制基沟外锚固水平，严禁在升高段钻孔。用水或泥土填充土壤的凸起部分，使开挖的外部沉积物达到稳定的水平，然后停止浇筑或回填。开挖前，施工部门对地基进行检查，加强对地基的控制，对监测数据进行认真分析，确保开挖深度与地基状况相匹配。为规避施工风险，建议在地质条件不利的地区采取相应的保护措施。

4.基底管涌风险的对策

(1)滤水围井，反压。如果管道狭窄，可以使用编织袋或麻袋进行填充。如果管道的膨胀较宽且太慢而无法采取进一步的行动，则尽可能在负载范围内将滤水材料分层填充，并将滤水材料放置在小物体上。(2)降低水压。在有管道的地方，排水井应位于管道所在的下腔外，以减少下腔内外压头之间的压力差，其井深应根据地基深度和地质条件确定。在下雨天，应积极采取预防措施，以免进一步损坏管道。 (3) 基底加固。基底采用旋喷桩或搅拌站进行预加固，以承受施工过程中的水压力。(4) 对围护结构进行旋喷桩、搅拌站加固。因为密封结构不会阻止水从坑中进出，所以可以使用混合站或旋转喷嘴列来加固围护结构。

四、结语

在施工过程中，复杂的施工环境和井下钻孔深度都会给建造者带来各种挑战。在这种情况下，管理者需要提高风险管理和管理意识，并及时预测和评估潜在风险，制定应急方案。只有严格进行施工管控，确保地下深基坑施工安全，防止施工隐患的形成，才能为整个工程的实施提供安全放心的环境。

参考文献

[1]郑丽.城市地铁深基坑开挖施工风险及其防范对策[J].中国建材,2020(09):126-128.

[2]张宝文.地铁深基坑施工风险与控制策略分析研究[J].中国住宅设施,2021(01):121-122.