蔣治丞 孫云厚 王子甲

作為人口和生產(chǎn)活動聚集的中心，城市在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中占據(jù)著極為重要的位置。但隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化水平不斷提高，城市被人口飽和、交通堵塞、建筑空間擁擠、綠化面積匱乏、環(huán)境污染加劇等問題所嚴(yán)重困擾，而交通堵塞和擁擠是最為突出和普遍的問題。城市化引起的人口規(guī)模增加與城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對落后之間的矛盾日益突出，開發(fā)利用城市地下空間，建設(shè)城市軌道交通，成為解決此類矛盾的主要途徑之一，而地鐵也越來越成為城市交通建設(shè)中的一個(gè)重點(diǎn)[1]。由于地鐵建設(shè)工程穿越的地質(zhì)、水文的復(fù)雜因素，在施工過程中經(jīng)常發(fā)生工程事故，輕則影響施工進(jìn)度，重則損壞施工機(jī)械甚至傷害人員。因此開展地鐵建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析評估并采取保護(hù)措施具有十分重要的意義。本文主要針對南京地鐵二號線的工程實(shí)際進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的分析和控制。

1 工程概述

南京地鐵二號線一期工程西起汪家村站，東至馬群站，線路走向?yàn)楹游鞔蠼帧瓥|中路—水西門大街—漢中門大街—漢中路—上海路—中山東路—寧杭公路，全長約25.15 km(其中地下線長約20.38 km，高架線長約4.77 km)，共設(shè)車站19座，在油坊橋設(shè)停車場 1座。南京地鐵二號線一期工程自西向東所經(jīng)地段的地形、地貌及地質(zhì)特征，可以沿線劃分為四個(gè)地形地貌單元:

1)河西大街—漢中門為長江江漫灘地貌單元，地勢平坦，覆蓋層的絕對標(biāo)高為 7m～9m。2)漢中門—金鷹國際商城為五臺山南側(cè)崗地地貌單元，地勢略有起伏，絕對標(biāo)高10m～15m，五臺山標(biāo)高 35m～40m。3)金鷹國際商城—明故宮為秦淮河古河道地貌單元，古河道呈近南北向延伸，在大行宮一帶與地鐵二號線垂直相交，東西寬3 300多米，地勢平坦，標(biāo)高8m～12m。4)明故宮—馬群為紫金山南側(cè)丘陵～崗地地貌單元。地面起伏較大，標(biāo)高10m～45m;紫金山絕對標(biāo)高為448.9m。

工程各車站基坑施工方法均采用明挖順筑法。根據(jù)各車站所在區(qū)域工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑開挖深度以及周邊環(huán)境情況，采取了不同的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，如地下連續(xù)墻、SMW工法、鉆孔灌注樁+三軸深層攪拌樁、鉆孔咬合樁、人工挖孔灌注樁+內(nèi)支撐以及成孔土釘墻等形式。

2 地鐵車站基坑工程風(fēng)險(xiǎn)控制和應(yīng)急措施

南京地鐵二號線工程建設(shè)中，因地鐵建設(shè)施工造成的道路下沉開裂，影響正常交通，地下管線(給排水管道、煤氣管道、通信管等)嚴(yán)重變形，周圍建筑物沉降或傾斜，基坑滑坡等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，影響周圍居民正常生活，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失和廣泛的社會影響，二號線工程沿線基坑工程風(fēng)險(xiǎn)的控制和應(yīng)急措施主要有以下幾方面。

2.1 深基坑開挖安全控制

針對基坑開挖風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生因素，在施工過程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工作業(yè)，優(yōu)化基坑降排水方案設(shè)計(jì)，最大限度減少降排水引起地表變形沉降，基坑開挖控制放坡坡度，按照“先撐后挖”的原則進(jìn)行基坑開挖，及時(shí)架設(shè)鋼支撐，控制鋼支撐架設(shè)質(zhì)量，在基坑周邊及基坑底部進(jìn)行加固，及時(shí)澆墊層混凝土;快速施工底板，澆筑底板混凝土，及時(shí)對基坑進(jìn)行封閉，盡量減少暴露時(shí)間，加強(qiáng)基坑降水，建立汛期的應(yīng)急預(yù)案，調(diào)查疏通周圍的排水設(shè)施，并及時(shí)將侵入基坑內(nèi)的雨水排出基坑，及時(shí)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水位置進(jìn)行注漿堵漏，基坑開挖時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，加強(qiáng)基坑內(nèi)作業(yè)人員的教育與培訓(xùn)，特種作業(yè)人員持證上崗。確保做到以上預(yù)控措施來保證基坑開挖安全。

2.2 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕安全控制

基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕的施工質(zhì)量直接關(guān)系到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題。施工期間應(yīng)對現(xiàn)場圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的竣工資料進(jìn)行分析，對施工質(zhì)量有瑕疵的或未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的，可采取措施進(jìn)行超前補(bǔ)強(qiáng)，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)可能存在施工質(zhì)量問題或滲水處，布設(shè)適當(dāng)?shù)目刂菩越邓?，采用樁錨體系支護(hù)時(shí)要充分發(fā)揮錨桿的抗力作用，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，確定包括水泥摻入量在內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的控制技術(shù)指標(biāo)，爆破施工控制爆破力度、爆破量，加強(qiáng)覆蓋，盡量減少施工振動影響，并且在施工時(shí)密切監(jiān)測地質(zhì)情況，必要時(shí)采取加固措施。

2.3 基坑內(nèi)支撐體系安全控制

支撐體系設(shè)計(jì)應(yīng)復(fù)核圍護(hù)結(jié)構(gòu)與支撐體系的整體穩(wěn)定性，且構(gòu)件應(yīng)滿足強(qiáng)度、承載力與變形要求，按照要求確定支護(hù)樁嵌固深度的設(shè)計(jì)，確定立柱設(shè)計(jì)，必要時(shí)增設(shè)立柱，確保支撐體系的平面穩(wěn)定性，遵守“先撐后挖”的原則，及時(shí)架設(shè)鋼支撐，斜角支撐范圍內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)端部約束，合理控制土方開挖的范圍和坑內(nèi)縱坡，協(xié)調(diào)好對撐與角支撐架設(shè)的先后順序，并增加基坑開挖面上至少兩層內(nèi)支撐的預(yù)應(yīng)力施加水平，增強(qiáng)車站基坑局部鋼管內(nèi)支撐端部的構(gòu)造約束和提高并動態(tài)調(diào)整其預(yù)應(yīng)力施加水平。在整個(gè)施工期間嚴(yán)格制定施工組織措施，細(xì)化應(yīng)急預(yù)案，且應(yīng)確保鋼管內(nèi)支撐設(shè)置在土方開挖期間的有效性、及時(shí)性及整體穩(wěn)定性，在嚴(yán)格的監(jiān)測措施控制下，動態(tài)調(diào)整施工組織設(shè)計(jì)。

2.4 地下水處理對基坑安全影響控制

應(yīng)根據(jù)車站基坑的水文地質(zhì)條件和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，針對性地布設(shè)基坑內(nèi)的疏干井、控制性減壓降水井和坑外回灌(控制性抽水)井，確?？油獾叵滤蛔兓南鄬Ψ€(wěn)定，嚴(yán)格按照經(jīng)過專家論證的基坑開挖方案進(jìn)行降水施工，嚴(yán)格制定確保各種屬性井正常運(yùn)營的措施，動態(tài)地調(diào)整井位的布設(shè)和井的屬性，增強(qiáng)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量檢查，增做補(bǔ)強(qiáng)措施。車站側(cè)墻和底板防水層施工做到連續(xù)整體封閉性。對車站接口等特殊部位防水加強(qiáng)處理，處理好所有混凝土結(jié)構(gòu)的施工縫、變形縫、誘導(dǎo)縫、穿墻管、預(yù)留洞等防水，在基坑內(nèi)土方開挖過程中，出現(xiàn)支護(hù)樁墻滲水情況時(shí)，可根據(jù)出水的渾濁度、環(huán)境保護(hù)等，采取堵排結(jié)合的辦法控制。對地下水位和周邊建筑物進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)對車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊房屋及道路動態(tài)監(jiān)測結(jié)果，調(diào)整降水方式，避免對坑外軟土地基產(chǎn)生附加沉降，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

2.5 基坑開挖對周圍建筑物的影響控制

基坑開挖過程中確保土體開挖坡度，且隨時(shí)測量開挖面標(biāo)高，接近基底土體采用人工開挖，確保不超挖，及時(shí)進(jìn)行回灌注漿，盡量減少地面沉降，動態(tài)地調(diào)整降水井的布設(shè)、井的屬性及降水量，加強(qiáng)對周圍建筑物本身結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理上報(bào)。

2.6 基坑開挖對地下管線的影響控制

基坑開挖之前對影響范圍內(nèi)管線位置、埋深、類型進(jìn)行調(diào)查，確保沒有管線資料被遺漏。要對管線進(jìn)行走向探測，并將探測結(jié)果與管線圖校核，從而確定管線的真實(shí)走向。了解管線使用年限、現(xiàn)實(shí)狀況等性能、承受荷載以及允許變形情況。在基坑開挖前，考慮到對管線的保護(hù);基坑開挖時(shí)管線上部的土方，采用人工開挖。管線按要求處理好后，才開始進(jìn)行管線下部的土方開挖。管線邊和下部的土方開挖仍采用人工開挖。對漏水或破損的地下管道，按照規(guī)范和有關(guān)部門的要求進(jìn)行修理。修理完并經(jīng)檢查合格后再進(jìn)行下道工序作業(yè);對于施工中遇到的剛性管線，采用支托懸吊法保護(hù)。對于施工中遇到的軟性管線，在施工期間臨時(shí)懸吊在圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐上加以保護(hù)。發(fā)現(xiàn)管線現(xiàn)狀與交底內(nèi)容不符或出現(xiàn)直接危及管線安全等異常情況時(shí)，立即通知監(jiān)理、業(yè)主和有關(guān)管線單位到場研究，商議補(bǔ)救措施;對管線實(shí)施監(jiān)控，尤其是受影響的縱向管線必須加強(qiáng)監(jiān)控量測，施工過程中嚴(yán)密監(jiān)測，提高管線安全性。針對重要管線，提前制訂應(yīng)急措施，確保控制危害影響。

2.7 基坑開挖對城市道路以及地鐵一號線的影響控制

在與一號線交叉車站施工時(shí)，應(yīng)增強(qiáng)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢查，必要時(shí)增做補(bǔ)強(qiáng)措施，確保地基加固和卸土在地鐵一號線兩側(cè)的對稱性，與一號線交叉處對換乘節(jié)點(diǎn)四個(gè)角部進(jìn)行土體加固，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位移鎖定;穿越路面時(shí)施工加強(qiáng)超前管棚的支護(hù)，勤測量，短進(jìn)尺掘進(jìn)，及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù);爆破施工時(shí)，控制爆破量、爆破振速及裝藥量;加強(qiáng)對地鐵一號線車站結(jié)構(gòu)和車站附近路面沉降的變形監(jiān)測，遇有情況及時(shí)處理，必要時(shí)上報(bào)上級單位。

2.8 雨季防汛安全控制

在車站匯水范圍內(nèi)，雨季施工時(shí)還要特別注意雨水防汛風(fēng)險(xiǎn)，要保持基坑外圍排水系統(tǒng)暢通，攔截水系統(tǒng)要明確位置、高度，坑內(nèi)要備足滿足最大降水量抽排能力的抽水設(shè)備，特殊關(guān)鍵部位地段要有雨水專項(xiàng)流排方案。還要備好搶險(xiǎn)物資，防止基坑淹沒、塌方、滑坡，隧道及施工設(shè)備被淹等情況的發(fā)生。遇有其他大雪、大霧等惡劣性氣候，必要時(shí)停止施工，防止事故發(fā)生。

3 施工風(fēng)險(xiǎn)動態(tài)管理

隨著施工的進(jìn)行，會有一些因素的變化對工程風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生影響，致使風(fēng)險(xiǎn)波動較大，主要有以下因素:

1)施工導(dǎo)致水文地質(zhì)條件變化;2)施工導(dǎo)致巖土工程地質(zhì)條件變化。

施工過程中，風(fēng)險(xiǎn)會不斷發(fā)生變化，會有風(fēng)險(xiǎn)逐漸得到控制以致消除，也會有新的風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生和發(fā)展。在整個(gè)施工階段，應(yīng)隨著施工監(jiān)測和環(huán)境變化動態(tài)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的管理。除了前期做好風(fēng)險(xiǎn)的識別評估外，還要對工程風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行跟蹤與管理，督促風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施的實(shí)施，同時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理尚未辨識到的風(fēng)險(xiǎn)，具體包括:工程總體風(fēng)險(xiǎn)水平的變化、重大風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展趨勢、規(guī)避措施實(shí)施情況以及風(fēng)險(xiǎn)損失情況等。

4 結(jié)語

隨著城市的發(fā)展，軌道交通已經(jīng)成為了交通運(yùn)輸?shù)内厔?，控制地鐵工程建設(shè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)，也是一個(gè)緊迫性課題。由于地鐵基坑工程的復(fù)雜性，決定了地鐵基坑工程風(fēng)險(xiǎn)分析的復(fù)雜性。本文對南京地鐵二號線基坑工程中的風(fēng)險(xiǎn)管理體系進(jìn)行了分析，并提出了具有一定操作性的應(yīng)急措施，對于正在建設(shè)和以后要進(jìn)行的地鐵工程建設(shè)具有一定的工程指導(dǎo)意義。

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