地铁工程明挖法施工风险分析与控制研究

地铁工程明挖法施工风险分析与控制研究

张学帆张连杰

中国建筑第四工程局有限公司 广东广州 510630

摘要：近些年，在时代的发展下，我国的交通行业快速进步，人们对其工程要求也在不断提高。本文通过对地铁工程建设过程中普遍采用的明挖法的实际应用情况进行研究，从工法、地质条件、环境条件、施工质量等方面对明挖法进行较为系统的风险分析，结合施工中发生的安全风险事件和事故类型，针对性提出预防措施建议，以更好地为后续工程建设和安全管理工作提供参考。相关总结成果在城市轨道交通建设明挖法工程中得到了推广应用并发挥了良好作用，相关内容可为同类明挖法工程提供安全风险管控借鉴与参考。

关键词：地铁；明挖法；地质条件；环境条件；风险

引言

渗漏水是地下工程普遍存在的通病，选择合理的防水方案是降低渗漏率的有效手段之一。就明挖法地下工程来说，外防水层的施工按工艺顺序可分为后铺方式和预铺方式。后铺方式就是先做结构再做防水，如顶板和外防外贴侧墙防水；预铺方式则是先做防水再做结构，比较典型的就是底板和外防内贴侧墙防水。相比于后铺方式，由于预铺方式只能提前在垫层或者围护结构上施工防水层，故防水层与结构层的粘结问题是决定防水效果好坏的关键。本文主要针对底板预铺、外防内贴侧墙的防水层施工工艺进行探讨。

1基坑明挖法施工方案

根据分段开挖的原则，将本车站划分为9个施工段，开挖采用台阶法，按照先两头、后中间的顺序开挖，为各工作面适配3~4台挖掘机和10~15台自卸车，分别用于开挖土方和外运土方。开挖土方输送安排在夜间10点至次日5点，目的在于避免交通拥堵和环境污染。为满足清基土方难以及时外运而产生的临时堆放需求，在车站两端开挖临时弃土场。自卸车装载土方后，先将轮胎冲洗干净，再按照指定的路线将土方运送至堆放场。土石方开挖分层依次推进，基坑内安排1台挖掘机，用于向地面倒土，再由自卸车装载、外运。联合应用龙门吊和坑内小型挖掘机，协同完成基底土的出土作业，首先用龙门吊将土方吊运至基坑周边，再由挖掘机辅助，将吊运后的土方装载至自卸车上，以便外运。严格控制各层的开挖量，避免超挖、欠挖。

2明挖法施工风险管控措施及建议

2.1施工环境风险管控措施及建议

（1）施工前查清周边建构筑物的结构类型、基础类型及与基坑的相对位置关系等，并对现状做出相应的评价，避免以后发生纠纷。（2）探明基坑开挖影响范围内的各类地下管线现状，查清地下管线的类型、分布情况，并严密监测周边管线的变形，必要时对管线进行迁改、保护。基坑施工过程中做好建构筑物及地面沉降监测工作，进行信息化施工，减少地铁施工对周边环境的影响。如发现有危及安全的开裂和变形大等现象时，立即停止开挖，采取有效的处置措施。建议编制有针对性的建构筑物保护方案，并做好建构筑物沉降过大时的应急处置预案。（3）对周边环境如道路、桥梁、建筑物、管线可能形成不利影响的工程，应制定必要的专项施工方案及技术措施，以保证周边建（构）筑物及地下管网安全。（4）有邻近基坑工程施工影响时，建议对邻近基坑工程结构进行必要的监测工作。

2.2底板与侧墙交接处防水处理方式如下：

（1）底板防水层返至立面应进行临时固定，BAC-P防水卷材和S-CLF防水卷材根据实际情况预留接槎宽度；（2）侧墙防水层与底板防水层应错缝接槎，且2层卷材接缝错开至少1/3幅宽。其中，底板和侧墙的BAC-P防水卷材接槎采用自粘连接，搭接宽度为150mm；S-CLF防水卷材采用对接的方式，将底板和侧墙的S-CLF防水卷材粘贴在预先加贴的300mm宽BAC-P防水卷材搭接条上。底板与侧墙交接处防水处理示意见图1。

图1底板与侧墙交接处防水处理示意

2.3地铁明挖基坑施工安全技术措施

在基坑明挖施工期间，建筑物沉降变形、基坑坍塌等施工安全风险的主要产生原因在于工艺过程控制力度不够，现场管理与施工操作方式有待改进，施工单位需要从这两方面着手，具体如下：其一，改进现场管理方式。需要灵活应用信息传感、GPS系统、BIM、大数据等信息技术，建立施工安全风险管理平台，根据施工安全风险预测结果和实际管理需求来开发平台的使用功能。例如，在信息管理平台中开发远程视频监控和历史数据追溯功能，在现场配置传感器与摄像头，持续采集现场监测信号与拍摄视频图像资料，将其上传至系统后台，在用户界面集中显示现场施工情况，并从中提取特征信息，管理人员可以远程掌握工程现场多数区域的实时情况，调整图像比例与摄像头角度来详细观察可能形成安全隐患的部位，且系统在识别到围护结构扭曲变形等问题时自动发送报警信号。其二，改进施工操作方式。结合工程情况，积极借鉴同类项目的施工经验与安全管理经验，对原有工艺技术加以改进处理。例如，在地铁基坑放坡开挖环节，施工班组成员定期测量基坑坡度，要求将基坑坡度始终保持在符合抗滑稳定的要求范围内，禁止在基坑边缘部位堆置土方、工程材料，将机具设备与基坑边缘部位的间隔距离保持在1m以上，同时做好基坑降排水施工，可选择采取降水、截水、灌水方式，如果基坑周边密集分布建筑物时，禁止采取降水方式，应采取灌水或截水方式，如修筑地下连续墙。此外，为预防基坑支护结构变形、局部滑塌等工程事故的出现，需要对基坑支护技术进行优化改进，包括采取坡顶卸载、额外支设锚杆、在被土压动区采取注浆加固技术等改进措施。

2.4工程施工风险管控措施及建议

（1）水泥搅拌桩或旋喷桩作为止水帷幕或桩间止水措施时，应严格控制桩位及桩身的垂直度，并确保桩体能进入相对不透水层。（2）水泥搅拌桩施工时，严格控制浆液的水灰比和掺入量，并保持钻进、提升速度及浆液供应连续均匀，保证桩体成桩质量好，以达到设计要求的止水、加固效果。（3）旋喷桩施工时应量测压力、流量和冒浆量等，保证旋喷桩施工顺利进行和桩体质量满足设计要求。（4）采用注浆法进行桩间止水或对岩溶、断裂破碎带等进行充填时，应根据不同的注浆目的、地层和地下水等情况选择适当的外加剂和注浆材料，施工前进行浆液配合比设计。（5）注浆过程中，应严格控制压力，避免压力过大导致周边地表、建（构）筑物出现隆起甚至破坏。（6）水泥搅拌桩、旋喷桩及注浆施工完成后，应对加固体进行必要的检验，检验结果达到设计要求后，方可进行下一步施工。（7）钻（冲）孔灌注桩或地下连续墙施工时，遇砂层或软弱地层易造成孔（槽）壁坍塌、颈缩等，应根据地层情况及时调整泥浆的比重和粘度。（8）钻（冲）孔灌注桩或地下连续墙在岩面起伏大及不均匀球状风化体地层中施工时，应采用特殊措施，尽量避免出现偏孔，影响成桩质量。（9）围护桩（墙）施工时，应严格控制定位和垂直度，避免因垂直度控制不好而出现结构侵限等。

结语

由于受到工程地质、水文地质、周围环境等自然因素和施工等人为因素的制约和影响，在施工过程中可能会发生基坑失稳坍塌、涌水涌砂、管线断裂等重大事故或灾害，危及施工和周边环境的安全。

参考文献

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