地鐵車站基坑施工風(fēng)險源管控措施探討

李新

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，我國的地鐵的發(fā)展也有了很大的提高。隨著沈陽這個國家中心城市城區(qū)空間不斷拓展，為了增強城市集聚和擴(kuò)散能力，提高城市競爭力，急需以軌道交通來支撐城市空間的優(yōu)化。但近年來北京、上海、廣州等城市地鐵先后發(fā)生事故，造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。地鐵建設(shè)的安全性受到了人們越來越多的關(guān)注。因此，地鐵建設(shè)中對風(fēng)險源采取有效的管控措施，防止事故發(fā)生和降低事故損失都具有十分重要的意義。該文以沈陽地鐵九號線第十九合同段怒江公園站基坑施工為例，首先辨識出施工中可能出現(xiàn)的重大風(fēng)險源，再針對風(fēng)險源采取相應(yīng)保護(hù)措施并進(jìn)行動態(tài)管控，確保車站基坑施工中做到安全可控。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；基坑施工；風(fēng)險源管控；措施探討

1地鐵車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工特點

地鐵車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的工程規(guī)模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性都顯著區(qū)別于普通的基坑工程，原因在于：①地鐵工程屬于交通建設(shè)工程，其不僅要求較好的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性，還需要實現(xiàn)最基本的交通運輸功能。加之地鐵施工中地下作業(yè)繁多，挖掘數(shù)量也十分大，施工結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，這就使得地鐵車站的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工難度顯著增加。②因地鐵項目多設(shè)置在城市人孔繁華地段，施工過程中經(jīng)常會遇到地下預(yù)埋管線。

2風(fēng)險源影響因素和控制指標(biāo)

2.1地鐵車站基坑施工周邊環(huán)境安全主要影響因素

①鄰近建構(gòu)筑物變形及破壞；②鄰近管線變形及破壞，特別是電力管線的傾覆折斷引發(fā)的事故；③鄰近路面變形及塌陷。

2.2變形控制指標(biāo)

為保證基坑開挖時周邊環(huán)境安全，應(yīng)進(jìn)行必要的施工監(jiān)測，測量監(jiān)測資料定期上報給業(yè)主、設(shè)計、第三方監(jiān)測機構(gòu)和監(jiān)理，當(dāng)監(jiān)測顯示有不正常情況時，應(yīng)立即向業(yè)主、設(shè)計、第三方監(jiān)測機構(gòu)和監(jiān)理報告。根據(jù)圖紙要求累計沉降30mm作為地面的變形控制值，預(yù)警值為控制值的70%，即21mm。

3地鐵車站基坑施工風(fēng)險源管控措施

3.1地表豎向沉降

為了對基坑開挖過程中所引起的地表沉降變化狀況進(jìn)行監(jiān)測。分別布置4個監(jiān)測斷面在基坑的南北兩個方向上，并在各個監(jiān)測斷面上分別布置6個沉降觀測點。各個監(jiān)測點之間的布置間距為3m。以下僅選取監(jiān)測斷面B上的6個點的沉降觀測數(shù)據(jù)展開分析。①伴隨著基坑的進(jìn)一步開挖，各個監(jiān)測點的累積沉降量相應(yīng)增加，且越是離基坑位置較近的位置，其所產(chǎn)生的沉降量越大，其中最大值為7.33mm。不過該沉降值卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計值所規(guī)定的≤0.3%H。同時距離基坑最遠(yuǎn)的位置的沉降量相對較小，僅僅為1.39mm。②通過對各個觀測點的監(jiān)測可知，累積沉降都呈現(xiàn)出下降、上升、再下降和在上升，然后最終逐步下降直到區(qū)域穩(wěn)定的一個變化趨勢。之所以會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要原因在于開始開挖基坑的時候，因為移除了基坑內(nèi)部的土體，使得基坑內(nèi)部的地下水位逐漸降低，進(jìn)而在坑周和坑內(nèi)形成了一個水頭差，并在土體之中形成一定的滲透力，進(jìn)而壓密坑周內(nèi)部的土體。此外，來自于基坑內(nèi)部降水的影響，使得坑周土體進(jìn)行排水，進(jìn)而顯著增加了土體的自重應(yīng)力，也會進(jìn)一步產(chǎn)生一定的壓密作用。這就導(dǎo)致坑周內(nèi)部土體的壓密作用逐漸增加，累積沉降量也就相應(yīng)增加。同時，由于在基坑開挖的過程中，因施作了兩道鋼支撐，因其在一定程度上能夠?qū)拥膫?cè)向產(chǎn)生擠壓作用，進(jìn)而導(dǎo)致坑周的土體出現(xiàn)相對隆起的趨勢，進(jìn)而使得沉降量出現(xiàn)增加的趨勢。③就整個基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程來看，在基坑開挖的初始階段，基坑周邊的土體出現(xiàn)了相對較大的沉降量。

3.2風(fēng)險源組織管理

①貫徹落實領(lǐng)導(dǎo)帶班制度，一級風(fēng)險源管理由項目經(jīng)理負(fù)總責(zé)，其他領(lǐng)導(dǎo)班子成員協(xié)助做好風(fēng)險源監(jiān)督落實。②工程部負(fù)責(zé)進(jìn)行風(fēng)險源和施工情況對比分析，及時做好技術(shù)服務(wù)工作。③工區(qū)主任負(fù)責(zé)安排施工員現(xiàn)場值守和準(zhǔn)備應(yīng)急物資。④安質(zhì)部監(jiān)督檢查工程部、測量監(jiān)測隊和工區(qū)等現(xiàn)場值班情況和技術(shù)方案落實情況。⑤值班分管領(lǐng)導(dǎo)對風(fēng)險源管控負(fù)全面責(zé)任，監(jiān)督落實風(fēng)險源管控措施，若發(fā)現(xiàn)較大的質(zhì)量問題和安全隱患立即叫停和督導(dǎo)整改。

3.3風(fēng)險源應(yīng)急預(yù)案

施工中如有異常必須及時增設(shè)臨時支撐或進(jìn)行地層注漿加固。一旦發(fā)生有接近監(jiān)測控制值的情況，立即啟動應(yīng)急預(yù)案。具體步驟如下：①立即停止開挖，對開挖影響范圍內(nèi)的建構(gòu)筑物周邊土體采取注漿加固等措施，提高地層的承載能力。②增加監(jiān)測頻率、監(jiān)測措施。③查找建構(gòu)筑物變形過大的原因，并及時消除影響因素。④繼續(xù)優(yōu)化基坑開挖、支護(hù)施工工藝和施工參數(shù)。⑤邀請有資質(zhì)的單位，對建構(gòu)筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固和修補。

3.4風(fēng)險源技術(shù)管理

車站主體基坑采用Φ800@1200mm鉆孔灌注樁，隨著基坑開挖及時架設(shè)鋼支撐；主體結(jié)構(gòu)與住宅樓之間采用Φ600@1000mm鉆孔灌注樁隔斷，主要采取的措施如下幾個方面。

3.4.1環(huán)境調(diào)查詳實可靠

施工前，詳細(xì)調(diào)查建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)及建設(shè)年代等方面內(nèi)容，查清建構(gòu)筑物與車站及出入口基坑位置關(guān)系。

3.4.2組織施工方案論證

基坑開挖專項施工方案編制科學(xué)合理并經(jīng)專家會分析論證合格。

3.4.3重點做好監(jiān)控量測

車站除了對鋼支撐軸力、圍護(hù)樁樁頂位移及水平位移、地表沉降的常規(guī)監(jiān)測外，還對住宅樓進(jìn)行了以下監(jiān)測：①在住宅樓的四角、拐角處及沿外墻每5～10m布設(shè)沉降監(jiān)測點；②每棟住宅樓布設(shè)不少于2組傾斜監(jiān)測點，每組2個測點；③基坑開挖施工期間，監(jiān)測間隔2次/d，施工結(jié)束后，每2天監(jiān)測一次，無變形發(fā)生后方可停止監(jiān)測；④配合沉降觀測，開工前應(yīng)對建構(gòu)筑物現(xiàn)狀進(jìn)行周密的調(diào)查，作好記錄和影像資料留存。

3.4.4堅持施工動態(tài)管理

加強對建構(gòu)筑物沉降監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)沉降速率偏大或異常，應(yīng)立即停止開挖并及時分析原因，必要時采取地層注漿加固保護(hù)等措施，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整施工參數(shù)。

3.4.5尋求專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)

如施工前對高壓電塔基礎(chǔ)進(jìn)行加固，并邀請高壓電塔產(chǎn)權(quán)單位安全技術(shù)部門負(fù)責(zé)人對項目施工人員進(jìn)行專項培訓(xùn)交底。

4結(jié)語

①經(jīng)過對地鐵車站某站基坑風(fēng)險源辨識，科學(xué)組織有計劃的實施，對減少風(fēng)險源辨識不足帶來的損失具有重要的意義。②通過高效落實風(fēng)險源管控措施，為地鐵車站基坑施工提供有力的安全技術(shù)保障。③在地鐵車站基坑施工時，風(fēng)險源管控措施應(yīng)進(jìn)行實時動態(tài)調(diào)整，以便于更好地服務(wù)車站基坑施工安全管理。④該站基坑施工風(fēng)險源管控的思路和模式能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：成都地鐵運營有限公司）