关于软土地区地铁工程安全影响因素探讨-以武汉地铁二号线为例

 关于软土地区地铁工程安全影响因素探讨-以武汉地铁二号线为例

蔡元川

中铁二局集团有限公司城通分公司 四川 成都 610000

摘要：地铁建设在交通运输发展中起着承上启下作用，确保城市建设的安全，迅速发展，是推动经济发展的先决条件，地铁建设中需要面临许多困难和危险，软土地区的处理占有相当大的比例。文章对武汉地铁二号线项目施工中存在的安全隐患主要因素进行了分析，并结合武汉地铁深基坑地基处理工程实例，针对目前软土地区地铁站深基坑建设过程中存在的一些问题进行探讨，有助于提升地铁深基坑支护与土方开挖工程的施工安全管理。

关键词：软土地区；地铁工程；安全

建筑工程安全直接关系到企业经济效益，而建筑工程安全决定因素主要是对建筑工程进行管理，对施工安全技术进行掌控。在地铁的建设期间，基坑或者隧道的开挖对周边地层造成了干扰，使得支护结构变形，地表沉降等，会对周边建筑、地下构筑物及交错分布的地下管线带来了程度不一的影响[1]。软土地区的深基坑施工时，基坑开挖引起周边地层发生偏移，导致地层结构的破坏，同时因软土本身抗剪强度较低、压缩性高等特点，易导致基坑围护结构墙体发生过大的水平侧移变形，甚至发生失稳、倒塌等，这些问题严重影响基坑周边环境，致使邻近的既有建筑倾斜、裂缝乃至损坏地下管线，造成了相应社会问题，并且造成重大经济损失。目前在道路地铁深基坑工程的建设过程，还有很多安全控制技术上的不足，安全管理上也存在一些问题[2]。因此本文以武汉地铁二号线江汉路至积玉桥站的地铁深基坑工程施工安全影响因素进行探讨，旨在为减轻软土地区对工程建设的影响，提高工程的质量。

1软土地区的工程性质

软土是指湖、海滩和其他有蓄水环境土壤，有其特定属性，道路建设过程中，软土须进行特殊处理。软土具有土粒分散系数较大、土粒尺寸不匀等特点，此外水分也会减少土壤摩擦力，土粒孔隙较大、软土触变性强、压缩性这类特质与软土的垂直均匀性和软土的水平差异性直接相关，正确区分软土的性质，是道路建设能否顺利进行的一个重要条件[3]。普通软土天然含水率在液限附近甚至超过液限、孔隙比超过1，不排水抗剪强度在35kPa以下[4]。但软土地区为淤泥、淤泥质土、杂填土等、冲填土或其它高紧缩性土层组成的地基，这些地基从根本上说，几乎不受地质变动或地形的破坏，还从未受到地震的袭击、荷载和其他物理作用影响。脆弱地基为不良地基，因而在工程的建立过程中，对地基变形与稳定等应给予足够思索。脆弱地基的项目因其对地基强度的要求不足，变形较大，往往无法达到工程质量要求，因此应采取一些举措，对于脆弱的地基进行处理，由此保持地基稳定性，减小地基沉降[5]。

2武汉地铁二号线工程安全管理现状

2.1项目简介

武汉市轨道交通二号线越江隧道工程位于武汉长江一至二桥之间，隧道西至江汉路站，位于武汉关轮渡码头旁越江，东岸位于武昌新生路、江南明珠园一带转南行，沿着和平大道至积玉桥站约3100m。车站总长度约195米，进深约18米，设4个出入口。地铁深基坑长71.85m，总建筑面积4520.86平方米。地铁深基坑总宽度5米，路幅划分：0.25m人行道+行车道4.5m+人行道0.25m、设计荷载为公路一级。武汉地铁二号工程是基于工程地质条件及环境条件，主要围护结构为地下连续墙，厚80cm，深20.9-23.9m，基底下入土深度9.0m。最大入岩深度为6.0m，一部分墙段已进入中风化阶段、微风化花岗岩地层。在主体结构开挖过程中，设4-5层钢支承水平对撑在连续墙上，以确保施工及周边建筑物安全。

2.2工程安全管理特点

地铁深基坑工程的施工规模较大且工期紧迫，施工难度大、专业性较强，电力行业在项目管理标准上高于其他行业，在执行期间为工程提供安全品质、进度和文明施工等等都是非常苛刻，特别是对安全文明的施工管理提出了更严格的要求。

地铁深基坑工程的工程量较大，工艺种类繁多、施工作业面密。每道工序交叉施工，因此，对于现场施工的衔接和连贯提出了非常高的要求，更需要有经验的现场管理人员，以保证工程施工顺利。

地铁深基坑工程的地质情况比较复杂，地铁深基坑工程的整个施工过程都需要进行现场的施工作业，受到天气和其他外界条件因素变化的影响非常大，游泥层厚、地下水位较高、土层条件较差容易发生失稳，在深基坑的施工中，采取必要的措施防止塌孔、缩径，并且对成桩充盈系数进行了有效的控制。

2.3地铁深基坑施工项目安全标准

针对实际工作中出现的一些重大问题，提出了项目安全管理体系规范，开展了项目安全管理的实践研究。依据安全生产法律法规、有关行业标准、国家标准及公司要求，等等，执行施工单位制订及有关行业标准安全施工预防措施。推行工程项目安全文明施工标准化工作，操作员按所需标准作业，为安全施工营造良好环境，改善作业条件。

3软土地区地铁深基坑施工安全影响因素

3.1安全管理存在较大的难度

在地铁深基坑工程中，安全施工管理所涉及到的工作与科目相对较多，给管理协调工作带来了一定困难。地铁深基坑具有工程量大、工期长的特点，涉及的人很多，且各工序之间协调统一较为复杂。工作内容不一样导致安全隐患就不一样，实现全方位的实时监控不是一件易事。如基坑地质或者地下水突变区域的施工，易出现坍塌等隐患。所以在开展地铁深基坑工程时，要确保关键部位的施工物体的安全，对关键工序的安全操作程序进行严格的控制，确保所有施工对象生产安全

[6]。

3.2水、电和火管理缺乏规范性

地铁车站基坑工程自身也具有很大特殊性，如果沿线的地质条件比较复杂、地下水位较高、周围建筑物稠密、地下管线复杂等等，使地铁车站基坑施工也有其特殊性。操作人员没有定期维护保养设备，未按设备说明书的规定运行，导致设备损坏，由此引发的安全事故[7]。现场电路走向大都未按用电规程运行，用电配电设施很容易出现短路、打火的故障。地下施工环境有一个显著特征，即空气湿润，尤其在砂土地区，围护结构易渗漏，施工场地容易带水作业，这就给施工生产用电及其他安全管理带来更多要求。部分人员安全意识薄弱、安全素质较低，以及设备质量下降的问题，致使在建设的过程中，仍然存在种种危及人身、设备、电网的安全隐患。这些缺乏安全保障的装备使用，不可避免地带来了巨大安全隐患。项目施工现场出现了用电不标准、乱拉乱接电线等问题，有些电器设备未经接地便投入运行，自我防护意识淡薄，安全隐患大，由此引发安全事故。

3.3设备安全检测环节未制定标准

地铁车站基坑施工中所涉及到的有关工艺设备、建设用材料和施工周转资料等较多，对堆放场地提出了更高要求，施工环境较窄，还极易出现难以预料的人身安全事故。在科学技术日益进步的今天，地铁深基坑的施工工艺也在逐步的提高，传统安检方法已无法满足施工现场安全管理需求。土方开挖时，应配合施作支撑，搭设架子，制作模板等工序、钢筋的铺设和混凝土的浇筑等等。焊接施工作业中不重视防火，对于靠近火源的装置，也未采取任何防护措施。装设机械起重设备及施工现场漏电保护器、验收之类的工作不能单靠人工来进行，还要依靠安全的检测设备进行作业，根据设备检测到的信息作为标准。存在更多的安全检测环节均缺少有效监督措施，未经专职安全人员同意，私自使用安全设施，运行自身不熟悉的非机械设备及工业设备[8]。

3.4施工技术和方案存在缺陷

当前地铁车站基坑围护工程的设计与施工现状，使得基坑工程自身具有一定的危险性，而且这类风险可能引发的安全事故通常都极为严重。根据现有地铁车站基坑工程的事故情况来看，由于设计人员没有很好地掌握设计对象，导致了一些设计方案自身存在缺陷，还可能酿成不应有的重特大工程安全事故。尤其对于粒径较细的粉性土地层，常常由于降水井结构不合理，导致抽水时大量固体颗粒被带离地表，造成地层沉降[9]。

4软土地区地铁深基坑施工安全管理存在的问题

4.1施工规章制度未严格遵守

以确保地铁深基坑建筑的建设和生产秩序，从中央到地方的建设行政主管部门，建筑施工单位纷纷建立了许多地铁深基坑工程施工质量管理规定。但对地铁深基坑建设单位，这些质量管理方面的法规和条例对他们均没有发挥出较大的限制作用。规章制度落实不到位，以包代管屡见不鲜，地铁深基坑建设单位只有在面对上级检查时，才遵守上述质量管理条例与条例，实际建设过程中，他们并不真正有意识地遵守这些条例规定，导致交叉作业、立体施工的问题较多，对施工、安装与调试产生了影响。

4.2安全人员配备不足、机构设置不尽合理

施工企业为节省经费不注重安全，施工中缺少安全人员，使安全管理变得散漫，安全隐患排查不力，安全工作处于被动局面。多数安全管理人员都是管理技术或其他管理人员，素质与能力总体偏低，无法胜任管理工作，管理工作质量没有得到应有保证等。施工单位管理机构的设置不尽合理，加之事故奖罚不明确，进一步降低施工单位管理效率与质量。施工单位常常为节省开支，质量和安全管理机构人员编制将大幅度减少，造成建设期间内部质检问题、安全监督等等，都是在比较无序的情况下进行的。

4.3施工安全管理资金投入不足

经费投入严重不足，安全管理工作落后。就理论而言，房建工程施工安全生产经费的提取，要专款专用，但是，实际情况却不是这样，有的施工企业对安全管理经费的贯彻与实施要求不严。如安全生产管理经费支出不到位或完全无经费计划，已支用安全管理经费没有专款专用，更严重的是一些企业领导把安全经费不对等误认为增加了开支，缺乏适当的安全生产设施和劳保设备，对待劳动者安全保障权益采取漠视态度，所谓安全自查大多数时候为了应付上级检查，一些房建企业未配备必需的安全管理机构和管理人员，即便配备了安全管理人员，还往往由于自身素质不佳、责任心不强等等，很难及时发现安全隐患，安全管理实效性差。

4.4施工企业资质不匹配

当前我国建筑行业中，建筑市场较为混乱，多数施工单位经济基础薄弱，甚至无相关技术人员，没有认真审核施工单位安全措施，监理不够严肃，操作人员在施工时无证上岗。在政府主导的安全管理制度中，建筑安全法律规制不足，造成监督体系不够健全。因安全生产制度不能执行，施工管理混乱等，安全生产得不到有效保证。

5地铁深基坑安全管理的解决措施及建议

5.1注重安全文明施工管理，保障安全投入

在体制上确保施工安全，确立安全至上的责任岗位制，落实三级安全检验制度，积极开展各类相关专业人员的培训，认真执行安全文明的施工控制制度。例如，高处工作的时候，有必要特别去搭临边防护，开展职工安全教育工作，认真执行国家和公司安全施工规章制度。全体员工一定要严格按照安全文明施工的规章制度，对施工图纸进行仔细的审核，严格执行设计文件和施工图纸，遇有不合格品的过程，采取必要的措施，杜绝再发生，定期对施工技术质量问题进行检测和分析，严格控制混凝土的配合比，禁止使用不合格品。每一道工序都要进行严格自检，互检与交接检验。对现场设备进行说明，让施工人员懂得设备使用、检修、维护等方面的知识

[10]。

5.2提高管理人员综合管理水平

施工管理工作具有规范性、原则性和严谨性的特点的生产实践活动，其运行是否正常直接关系到整个工程系统能否安全、稳定运行，因此这需要我们施工管理人员要有高度扎实的施工管理意识，在基坑开挖过程中遭遇未知外来水突发，立即停止挖掘并做好引流回填工作，严格按照施工组织进行设计施工，优化具体的施工方案，尤其是针对重点地质问题，提出施工方案、安全措施、制度等方面的优化措施，必须坚持以人为本，采取多种方式增强人员安全意识，同时引导督促承建商有效落实职工教育经费开支，严肃安全教育，尽可能避免意外。

5.3严格管理施工材料及设备

应重点建立和完善材料安全管理制度，从保管角度加强材料质量管理。浇筑混凝土时，混凝土要慢慢倒进漏斗导管里，避免导管中高压气塞的产生。有效控制施工界面的管理，必须对施工界面进行科学规划和布置，作为一名施工管理人员，应强化立体作业，交叉施工等工序监管。在建设中，要随时对机械设备进行监测，保证了机械运转的安全性和正常性，避免出现机械事故。加强对支护结构的变形、位移的监控，以便于及时发现问题，保证结构和人员安全。

5.4加强工程安全技术

加大监控力度，发挥第三方在质量，安全等方面的监测作用。在建设过程中，要强化地表建筑物的保，随时掌握身边的环境信息，对反馈的监测数据进行分析，对设计施工方案进行适时调整，保证工期与安全。降水工程开始之前，在施工区域四周布置对应沉降监测点，采用保护措施，保证基坑施工及周围建筑物安全。利用物探法对连续墙工段杂填土路段暗洪、护堤块石进行了检测，施工连续墙之前，进行反挖清除，回填粘土夯实。

6小结

软土地区地铁深基坑施工项目是一项综合性较强的施工活动，影响质量因素较多。在项目的实际建设中，一定要加强安全意识的培养，构建安全管理体系，采用全面质量管理的方法，搞好项目施工安全技术管理工作，由此，工程建设质量得到了持续提升，降低软土地区地铁深基坑施工行业安全事故。

本论文借鉴了以往文献，通过在地铁深基坑施工过程中现场实践进行归纳总结，针对深基坑施工技术、质量控制要点与常见安全事故防范、施工监测等为该项目安全实施提供了重要保证。另外文中所论述的观点可能存在一些以偏概全之处，不足之处，片面性之处敬请见谅和批评。

参考文献

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[2]董会民,郭利刚,郭士朋.软土地区地铁基坑围护结构变形控制思考[J].建筑安全,2021,36(03):29-34.

[3]杜志田.地铁保护技术措施在软土地区深基坑支护工程中的应用研究[J].中国标准化,2019(20):87-88.

[4]李强.软土地区地铁隧道穿越既有桥梁工程的托换加固施工技术方案[J].低碳世界,2019,9(07):261-262.

[5]刘嘉,彭秋旺.佛山软土地区地铁车站深基坑工程监测与数值模拟[J].施工技术,2019,48(S1):688-692.

[6]张晓乐,王栋.宁波软土地区地铁工程施工期沉降规律研究[J].工程建设与设计,2019(05):225-227+231.

[7]耿晔宽,高芬芬,金雪莲,陈青.软土地区地铁结构沉降影响因素分析及控制措施[J].市政技术,2018,36(01):97-100.

[8]曾路实.软土地铁车站基坑施工安全现状及危险源的研究[J].居舍,2017(24):8.

[9]光辉,高燕,胡俊.软土地区某隧道联络通道施工地表沉降监测分析[J].公路工程,2017,42(03):95-97+179.

[10]王艳芳.软土地区地铁基坑变形控制综合技术研究[J].建筑技术开发,2017,44(03):78-80.

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