第４３卷第５期 ２０１６年５月 安全质量 Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄＱｕａｌｉｙ ｔ建筑技术开发 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 地铁深基坑施工安全问题分析 张丞涛 （中铁十八局集团轨道交通工程有限公司，南宁５３００２２） ［摘要］地铁开挖工作面临的问题较为复杂，应在了解图纸、全面检测并设计方案、降水控制及坑底底板施工等要点环节 把控深基坑开挖过程，开挖时应做好支护，并严格按图纸作业，规避风险，列举地铁深基坑检测工作中存在的问题，介绍事故 后应急处理措施。 ［关键词］地铁；深基坑；施工安全 ［中图分类号］Ｕ２３１．３ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１６）０５—０１４８￣）２ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓａｆｅｔｙ ｏｆ Ｄｅｅｐ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｂｗａｙ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇ．ｔａｏ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ Ｍｅｔｒｏ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｗｏｒｋ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｉｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｄｒａｗｉｎｇｓ，ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｓ， ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｂｏｔｔｏｍ ｆｌｏＱｒ ＂ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｌｉｎｋ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅａｄｙ ｔｏ ｓｕｐｐｏｒｔ，ａｎｄ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｒｉｓｋ·ａｖｅｒｓｅ，ｃｉｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ｄｅｅｐ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｏｆ Ｍｅｔｒｏ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｓｕｂｗａｙ；ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ １我国地铁发展现状 随着城市文明的发展，和土地占有量的限制，城市规划 也向纵深方向发展。地铁开挖工作时所面临的问题正是现代 这一纵横复杂的情况下进行的。 据不完全统计：截止２０１２年，世界上拥有轨道交通的城市 不大于２００个，总长度不大于８０００ｋｍ。其中日本东京就占了 近２０００ｋｍ。其轨道交通已经达到出门５～１０ｍｉｎ就能看到一 个站口。而我国这个占世界人口１／４的人口大国，仅在一线城 市有地铁布局，而且密度也远远不够。以北京为例，二环以 内为交通密集地区，而其地铁线路密度却只有１．０８。 对于很多人来说地铁行业是一个神秘的行业，它的施工过 程一直在地下，作业过程没法向人们展示。也因此，地铁施工 作业存在着的高风险性也鲜被人知。修建地铁工作在城市的地 下，地上是林立的高楼大厦，施工时要考虑到能不影响人们的 生活，还需要工体力学、土壤学、地质学等多种学科的结合， 同时为最大限度地减小事故的发生，还需要施工管理人员懂得 风险管理学。具体的来讲，就是施工单位在施工前对这一项目 进行安全分析，同时对施工中可能发生的安全问题作合理的预 防，有效地提高施工部门及作业人员在施工过程中对突发事件 的应变能力，从而预防安全事故发生，尽量减少损失。 现依据多家地铁施工经验就深基坑安全问题做如下论述。 ２深基坑开挖过程要点 ２．１了解图纸 要做出相应的应急反应，之后要连续监测一段时间。 ２．３降水控制 钻孔作业要严格按照预先制定的井点就位，误差不应当超 过１０ｃｍ。坚决做到不符合设计要求尺寸的不用，砂管质量不 合格的不用。在开挖过程中，实行有效降水能够改变封壤强度， 加强土体稳定性。井管要求垂直放入井中，井管头要高出地面 ０．５ｍ左右。对井管进行清洗之后才可以放置水泵，同时水泵 要实行双电源配置，为防止意外停电还要配备功率匹配的发电 机。安装好抽水设备之后，应该提前试抽，并做好各项数据的 记录，以保证机器能在使用时正常工作。在水泵工作时要时刻 注意抽出水的含砂量，可测量：ｔ层中的含砂量，如果含砂量过 高，停止水泵运行检查，否则将会引起地面沉降等危险。 ２．４坑底底板的施工 为能及时排除坑底积水，坑底应该设置集水坑。挖到底 部之后，要在规定的时间内先进行浇筑混凝土垫层，然后进 行钢筋混凝土底板。 ３风险规避 首先分析出开挖过程中的安全隐患，然后再根据分析出 的安全隐患做出相应的规划和作业明细，以便工人在作业过 程中进行有效规避。 ２．２全面检测与设计方案 设计方案不仅有开挖深基坑的各项监测指标还要包括控 制基坑变形的方案；开挖的过程是一个破坏土体结构的活动， 这一活动导致基坑内的土层向内部滑动，而撑护也会向开挖 方向滑动，为了防止这种现象发生，必须设计０６０９钢作为支 撑挡护，确保整个开挖过程的安全。阴雨天是施工事故多发 时期，要加强观测频率，同时当监测时有数据偏离正常数值时， 收稿日期：２０１６ｑ）２—１９ 作者简介：张丞涛（１９８２一），男，天津人，工程师，主要从事市政工程、 轨道交通方面的工作。 ·（１）在深基坑开挖的过程中，破坏了土层的稳定性，而 土层的变化是随着开挖的速度和空间进行有规律变化的。所 以在开挖过程中及时将挡护支起。因为基坑的暴露时间也有 很高的要求，假如暴露时间过长，围护桩支撑时间拖后，就 会造成围护桩变形，影响工程质量，严重的还会造成施工事故。 所以应该以最快的时间完成围护桩支撑，在施工过程中，围 护支撑坚决不能碰撞，否则支撑体系遭到破坏，会导致事故 发生。假如发现围护桩变形过大，应马上停止作业，对围护 桩再行加固，加固从横向和纵向两个方向进行。 （２）围护的要求是挖开一段做一段。为增强基坑的整体强 度，围护用的钢筋都要做到：连续墙面不能间断，且墙宽不能 低于６ｍ，如果临近地面或地面有建筑物时基坑顶部厚度应该高 于２６ｍ以上，材料一律使用三级钢筋，接口处要用锁口管牢固， 上部帽梁处要用钢筋混凝土灌注。每一段围护都应该设有支撑 点，明确支撑与地面是垂直的，并且严格要求与图纸保持一致， 这需要有专人负责并及时提供：吏撑及配件，安装支撑后要正确 的施加预应力，要按照图纸设计进行施加并做好记录，在施加 预应力后，为能够使重心做实，要马上填实速凝混凝土。 （３）基坑开挖时一定要严格按照图纸作业，因为深基坑 （下转第１５６页） １４８· 第４３卷第５期 ２０１６年５月 建筑论坛 Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａ１ Ｆｏｒｕｍ 建筑技术开发 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 计算深度取土层的厚度；如果＠／ｐ ≤０．２，沉降计算的深度取 表３总沉降计算过程 △ｐ “＝０．２时的深度。 Ｈ／△１）／ ｐｌ ｐｉ △ｐ． ｍ Ｈ／ｍ ｋＮ／ｐｔｉ／ｋＰａ ｎ ａ Ｅ／ｋＰａ Ｓ／ｍ ｍ ｋＰａ ｋＰａ ６计算实例 某段路线填土普遍小于６ｍ，填土高度不高，选择有代表 ３ ３ ３．３ １ ８４ ３０ ３６ ０．９９ ｌ１２．５６ １４２．９２ ３ ７１ ０．５Ｏ ４５９０ ０．０４０ ２ ９．９ ０．９７ １０８ ７４ Ｏ．９５ １０８ ０２ ２ｌ６．７５ Ｏ．９９ ０．５Ｏ ５３２８ ０．１００ 性的Ａ断面进行了计算。该处中心填土高度５．３ｍ，下覆土层 １３．２４．６ ｌ１．４ １．Ｏ０ ２ｌ３ ７５ Ｏ ８５ ９６．６５ ３ｌ０．４０ Ｏ．４５ Ｏ．６７ ｌ３９６２ ０．０５３ 均为粘土，地下水位位于地表下约３ｍ处。 ３１．５ ６．９ ０．９５ ３０３．５３ ０．７０ ７９．５９ ３８３１２ ０．２６ ０．６７ ２７９７８ ０ ０ｌ３ 其旁压试验参数，及计算过程见表３。 ０ ２０７ ７结束语 本文通过介绍Ｍ６ｎａｒｄ旁压试验的工作原理和在地基土沉 因此，希望能为使用欧洲标准体系的岩土工程勘察技术 降计算的应用，结合阿尔及利亚高速公路项目工程实例，表 人员提供参考。 明Ｍ６ｎａｒｄ旁压试验是一种利用弹塑性理论计算地基土变形特 参考文献 征较为直观的原位测试手段，可以为相关地基土沉降计算提 ［１］工程地质手册编委会．工程地质手册［Ｍ］．第４版．北京：中国建筑 供实测依据。 工业出版社，２００７． （上接第１４８页） 开挖的深度和跨度决定了其危险性，如果不能按要求施工， 假如出现超挖现象，很容易出现地面塌方或地面建筑物沉降 过量（引发地面建筑物出现裂缝或坍塌）从而引发事故。这 就需要施工方在所经过的建筑物群进行沉降监测，监测时一 旦发现数据不对便立即进行分析，如果此时建筑物已经出现 裂缝，且裂缝正在不断扩大，就立即停止基坑的开挖，将支 撑做好。同时疏散建筑物内的全部人员，设置隔离区，并设 专人看守，不准任何人进入建筑物内部。请设计人员及相关 专家进行研究，确定如何加固。加固工作进行完毕后仍要对 建筑物进行监测，掌握加固之后施工过程中对建筑物的影响 的第一手资料。何时开工还得等专家对加固工作认可才行。 （４）技术工作人员一定要时刻关注地质层的变化，如果 基坑在开挖过程中出现渗水和漏水等情况，要及时采取相应 措施。如深基坑内出现积水时，一定要及时抽排。当深基坑 出现渗水且渗水严重时，要马上往事故发生地点投放沙袋， 与此同时必须放置引流管排水，用水泵将水排到地面，直到 排净为止。然后在事故点处打孑Ｌ，向内灌注水泥浆，水泥浆 的灌注一定要达到标准强度，待其达到一定硬度后，再进行 测定如果没有危险才可以继续施工。 （５）深基坑开挖过程中，由于施工场地窄，很多地区土 层稳定性相对性较差；地铁的深基坑开挖工程不是短时间能 够完成的，一般需要３～５年不等的时间，在这期间要经历多次 降水，地面震动等外界因素的影响。这都对作业人员提出了 较高的技术要求。 位等因素，往往喷后混凝土的厚度不够、混凝土强度达不到 设计要求。开挖人员的水平高低不一，检查控制等手段跟踪 不及时，造成混凝土回弹严重，都是因为在施工过程中，开 挖方为追求利益，不顾设计要求私减配料数量造成的。所以 在外包时一定要找资质材料齐全的施工方，否则后患无穷。 （４）建设单位为省钱不要求施工监测，或者虽设置一些 测点，但由于数据不足，忽视坑边住宅的检测，或者将监测 数据视为虚设。支护设计中没有监测方案，结果发生情况不 能及时警报，事故发生后也不分析原因，不利于事故的早期 处理。为减少支护事故，需要支护队伍细心施工、强化监理， 保护坑边住宅与环境，提高深基坑支护技术和管理水平。 （５）在施工过程中发现地质情况与原设计不相符合，仍 按原计划施工。这种情况的原因有以下几个方面，在监测过 程中反馈信息有误，在得不到明确指示的情况下，开挖方在 开挖过程中未对周围动态情况进行分析，施工方为赶进度依 然按原设计进行，这样就为安全埋下了隐患。 （６）在工程勘查过程中，对地下水与水文地质勘察重视 程度不充分，相应的勘察规范多数是对地下水提出要求，而 未对拟建场所在区域的水文地质条件等提出勘察要求。由于 各地的地质条件和水文地质条件都不一样，而岩石地质成因 不同而反映出的岩土特征差异，有许多工程就是因为不同地 质借鉴相同的工程而有失败的先例，所以这种施工存在一定 的安全隐患。 ５事故发生后的应急处理措施 如果发生塌方事件，立即组织现场抢险小组，由专人指挥， 马上疏散人群，设置隔离带，要保证有经验的人员进行指挥。 如果有人员被压的，要一方面扒土，一方面采取支撑措施， 防止二次伤害发生。如是危害大的塌方，应该配合专业安全 部门进行应急处理。后期也要处理好事故中伤亡人员的安抚 等工作。 ６结束语 地铁可以使大量资源向站口聚集，带动周边商业和居住环 （６）开挖深基坑作业做纵向开挖时，一定要保持在安全 坡度内，并做人工修坡处理。这样做能有效防止因雨水过大 或其他客观原因造成的滑坡现象 ４地铁深基坑监测工作中还存在哪些问题 （１）深坑开挖工作只要有大量的劳动人员就可以进行开 挖工作，像地铁工程这样的大型工程，一般都要由两个施工 队伍分别完成。而建设方与施工方就必须签订两个平行合同。 这样就出现了在工作过程中相互之间难于协调的现象，由于各 自只顾己方的工作速度和工期，地层开挖队工作顺序比较乱， 使许多挡土支护工作没做到位。这不但不能保证工作的进度， 也没法保证施工质量，甚至留下了安全隐患。 （２）在施工过程中，有很多时候对边坡的修理，以能简 单则简单的态度进行边坡修理，使边坡修理工作达不到施工 标准要求。还有一种现象就是，由于现在都是大型机械进行 开挖工作，由于操作手的熟练程度不一样，造成了开挖高度 不一致，严重影响了边坡表面的平整度，而人工平整时也只 能做一些表面的浅度平整，没进行严格检查就进行了喷灌工 作，从而出现了超挖现象。 （３）在灌注过程中因水泥含量不足影响水泥支护强度的 事故时有发生；原材料质量控制不严、配料不准、养护不到 ·１５６· 境的升级改造，对优化城市空间结构，引导土地合理利用，带 动城市综合发展具有积极作用。但是在地铁修建过程中，尤其 是深基坑开挖阶段，问题重重。而引发这些问题的原因有主观 的也有客观的，以往的深基坑施工中不止一次发生安全事故， 我们应引以为戒。这就要求现场的安全监测人员在工作中认真 负责，在安全问题出现之前提出防控措施。 参考文献 ［１］施亚霖，杨顺安．安全监测在深基坑工程中的应用［Ｊ］．安全与环境 学报，２００３（２）． 【２１黄宏伟，边亦海．深基坑工程施工中的风险管理【Ｊ】．地下空间与工 程学报，２００５（４）． ［３毛金萍，钟建驰，徐伟．深基坑支护结构方案的风险分析【３］Ｊ］．建筑 施工，２００３（４）．
