摘要：軌道交通的大規(guī)模建設(shè)其施工安全是重要部分，本文分析了軌道基坑風險，闡述了安全監(jiān)測措施，監(jiān)測結(jié)果表明風險控制效果良好。

關(guān)鍵詞：軌道工程；深基坑；安全監(jiān)測；效果；

隨著近年來城市化進程的快速發(fā)展及汽車保有量不斷增長，道路交通擁堵已成常態(tài)，為了有效解決城市居民出行難的問題，以城市軌道交通為骨干的公共交通受到青睞。據(jù)統(tǒng)計，2012年全國有多達25個軌道交通項目獲得審批，投資總規(guī)模將超過7000億元。如此大規(guī)模建設(shè)，如何保證施工安全是非常重要的課題。由于城市軌道工程的特殊性，通常屬于地下工程，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，建設(shè)周期長，難免存在風險隱患。本文將探討引入安全監(jiān)測系統(tǒng)來控制、規(guī)避風險，保證施工安全。

一、軌道工程深基坑風險分析

城市軌道通常位于市區(qū)地下，屬于深基坑工程。市區(qū)地下環(huán)境復(fù)雜，各類管線眾多，且建筑物多，其風險表現(xiàn)主要有以下幾種：

（1） 地下管線復(fù)雜、多，遷改困難，如果基坑發(fā)生變形，導致大的排水管道破裂容易造成二次災(zāi)害。

（2）寧波位于長三角區(qū)域，區(qū)內(nèi)水系發(fā)達，地下潛水豐富承壓水頭較高，容易造成突涌，圍護接縫漏水漏砂，導致周邊土體沉降。

（3）區(qū)內(nèi)淤泥質(zhì)土層深厚，力學性質(zhì)差，基坑變形控制難度大，且易造成縱向滑坡，施工難度大。

（4）基坑位于建筑及道路底下，容易影響周邊建筑物，且基坑周邊荷載大，基坑易變形，施工困難等。

二、安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置

安全監(jiān)測主要是為了控制圍護結(jié)構(gòu)、周圍建筑物、構(gòu)筑物及地下管線的變位、沉降和預(yù)報施工中出現(xiàn)的異常情況，并正確指導施工，以在施工過程中建立嚴格的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息化施工。

1.系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容及要求

系統(tǒng)監(jiān)測項目主要分為沉降量、土體位移等變形監(jiān)測；滲透壓力、孔隙水壓力、水位等滲流監(jiān)測；鋼管支撐軸力、土壓力分布等應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測。在安全監(jiān)測系統(tǒng)的布置中遵循：

（1）首先是要研究工程的特點，用風險分析的觀念來認識軌道工程安全管理方面需要關(guān)注的問題，有針對性地對安全監(jiān)測系統(tǒng)提出設(shè)計方案等要求。其次對車站基坑和盾構(gòu)與周圍建筑物及地下其他設(shè)施的監(jiān)測要統(tǒng)一考慮，把那些最能夠敏感反應(yīng)基坑土體地面性狀變化和安全狀態(tài)的部位作為關(guān)鍵監(jiān)測斷面或部位。

（2）正確選擇監(jiān)測項目，合理選用監(jiān)測儀器，并采用遠程監(jiān)控信息系統(tǒng)，把分散在全市各處的軌道在建工程的監(jiān)測數(shù)據(jù)集中到統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)實時監(jiān)管。

（3）重視施工期的安全監(jiān)測，施工過程監(jiān)測不僅是施工安全，優(yōu)化設(shè)計，調(diào)整施工方案的需要，也是為了取得從基坑開挖、盾構(gòu)掘進到工程竣工全過程施工狀態(tài)變化的完整資料以及對資料進行客觀全面的分析。

2.監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

按日、周、月對監(jiān)測數(shù)據(jù)資料進行整理分析，分析結(jié)果要對施工安全的狀態(tài)進行評價預(yù)測和預(yù)報，及時發(fā)現(xiàn)位移、受力等異常征兆，以確保工程施工安全，力爭將事故的風險降到最低程度。應(yīng)將整理分析和安全評價的成果反饋給有關(guān)部門，設(shè)計單位驗證設(shè)計為優(yōu)化工程設(shè)計、改進施工安全管理提供科學依據(jù)。

三、工程案例分析

1.工程介紹

該地鐵車站為地下3層島式車站，采用框架逆做，基坑開挖深度為26.353m，地面標高4.2～4.9m。地面以下5 m為15～20 m厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，其中以4-2、4-3土質(zhì)最差，是典型的彈簧土，在設(shè)計中需重點考慮。地勘中描述，在基坑開挖范圍內(nèi)開挖土層主要為④1～④3層、⑥1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，具高壓縮性、低強度、弱透水性，故基坑開挖前，必須進行基坑降水。根據(jù)施工技術(shù)要求建議將地下水位降至基坑底部下不小于1.0～3.0m。

車站周邊環(huán)境復(fù)雜，離最近的建筑物只有1.6m，管線較多，路面較狹窄，施工條件較差。經(jīng)多方研究考慮，采用厚度為1000 mm的地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)， 墻深度為46m， 假設(shè)墻頂標高為0m。計算時考慮地面超載20 kPa。主要內(nèi)撐為5道鋼支撐， 2道混凝土支撐。其中第一道和第四道為混凝土支撐，支撐簡圖見圖1。應(yīng)用同濟啟明星建模計算，計算結(jié)果見圖2。

圖1 地下連續(xù)墻

圖2 計算結(jié)果

整體穩(wěn)定，墻底抗隆，坑底抗隆，抗傾覆都滿足要求，從圖中不難看出軸力是較大的，施工時要重點考慮。實際設(shè)計過程中，主要措施為：

（1）地墻為1000mm厚，在成槽過程中，容易塌孔，周邊房屋多數(shù)為無樁基的裙房，影響較大。設(shè)計考慮采用攪拌樁加固，加固區(qū)離裙房更近了，風險更大，難以取舍。

（2）設(shè)計中要求降水需在開工前降到基底以下1m，但是實際降水難度較大，維持長期的低水位，消耗也較大，而且長期降水是否會對周邊民房有影響，也無法確定。

（3）地鐵站所在馬路較窄，基本無通行可能，最后采取斷路，對小區(qū)內(nèi)的車輛還是給予放行，但基本緊貼車站圍擋，安全隱患較大。因此，必須在施工時協(xié)調(diào)考慮。

綜上所述，設(shè)計最后要求對整個基坑進行全方位、立體式的監(jiān)測，通過監(jiān)測，確定最終施工措施。

2.監(jiān)測方案內(nèi)容

2.1圍護墻墻頂水平位移

施工監(jiān)測方測點布設(shè)間距為20 m，測點布設(shè)時先選取中間部位、陽角處、圍護結(jié)構(gòu)受力和變形較大處布置監(jiān)測點，并在周邊有重要監(jiān)測對象時加密測點。

2.2圍護墻墻頂沉降

圍護墻頂沉降測點與圍護墻頂水平位移測點為共用點。

2.3圍護墻墻體變形

圍護墻墻體測點布設(shè)原則和圍護墻頂水平位移測點布設(shè)原則一致。

2. 4支撐立柱沉降

支撐立柱沉降點布設(shè)在基坑中部、多根支撐交匯處、施工棧橋下、地質(zhì)條件復(fù)雜等位置的立柱上，測點數(shù)量不少于立柱總數(shù)的10% ，且不少于5根立柱。

2.5土體變形

土體變形測點布設(shè)間距為圍護墻墻體變形測點間距的1～2倍，且在需要監(jiān)測的重點建（構(gòu)）筑物或地下設(shè)施與圍護墻間的土體增設(shè)測點。

2.6支撐軸力

支撐軸力（鋼筋應(yīng)力）測點組距與圍護墻墻頂水平位移測點布設(shè)一致，對支撐內(nèi)力較大、受力較復(fù)雜的支撐優(yōu)先布點，混凝土支撐每個界面埋設(shè)不少于4個傳感器。

2.7基坑坑底隆起

基坑坑底隆起監(jiān)測測點布設(shè)于基坑中部，測點剖面間距20～50m，每個剖面上測點間距為10～20m。剖面數(shù)量不少于2條，每個剖面測點數(shù)量不少于3個。

2.8地下水位

地下水位監(jiān)測點布設(shè)間距為20～50m，并在圍護墻外側(cè)攪拌樁止水帷幕施工搭接處、轉(zhuǎn)角處、相鄰建（構(gòu)）筑物處、地下管線相對密集處等重要部位增設(shè)測點。

2.9坑外土體分層沉降

坑外土體分層沉降測點布設(shè)于緊鄰保護對象的土體中，且豎向測點布設(shè)在各土層分界面上，厚度較大土層適當加密。

2.10建（構(gòu)）筑物沉降

建（構(gòu)）筑物沉降點布設(shè)于基礎(chǔ)類型、埋深和荷載有明顯不同處及沉降縫、伸縮縫、新老建（構(gòu)）筑物連接處的兩側(cè)；建（構(gòu)）筑物角點；中間部位測點間距為6～20m。

2.11地下管線沉降

地下管線沉降測點間距為15～25m，在管線接頭處、端點、轉(zhuǎn)角處應(yīng)增設(shè)測點。

2.12地表沉降

地表沉降點按剖面垂直于基坑布設(shè)，剖面間距30～50m，每個基坑側(cè)邊至少設(shè)1個剖面，每個剖面設(shè)5個測點，測點間距為5 m、5 m、10 m、10m，其中第一個測點距離基坑約3m；另外，在基坑每個墻頂水平位移測點對應(yīng)位置布設(shè)1個地表沉降點。

3.實際工況分析

對工程提出的幾個重點，也做了針對性的觀測：對地墻加固的問題，先成槽一幅最危險位置的地墻，同時監(jiān)測房屋變形，結(jié)果變形基本沒有。然后又試了幾幅，效果也較好，最后取消了地墻成槽加固。

降水也隨挖隨降，通過監(jiān)測，確定水位，現(xiàn)已施工到坑底，沒有突涌現(xiàn)象。直至目前通過監(jiān)測地墻變形滿足要求，周邊房屋地表沉降也較小，管線監(jiān)測也無異常，效果還是令人滿意的。

在實際施工時，鋼支撐出現(xiàn)較大軸力，但是地墻變形較小，設(shè)計推測可能支撐加軸力時，由誤操作所致，因此，沒采用常見的加撐方案。直至挖到坑底，沒出現(xiàn)險情。

四、結(jié)語

安全監(jiān)測系統(tǒng)是一個綜合分析系統(tǒng)，能較好地識別風險，以做出合理的應(yīng)對措施，好的設(shè)計必須依靠完善的監(jiān)測系統(tǒng)來補充，才能真正確保施工安全。

參考文獻

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