韋禮群

摘要：針對(duì)地鐵車站豎井施工存在的風(fēng)險(xiǎn)，以沈陽(yáng)地鐵九號(hào)線皇姑屯站為例進(jìn)行分析，并對(duì)主要施工風(fēng)險(xiǎn)作出相應(yīng)的防范及應(yīng)急措施。在豎井施工作業(yè)中主要存在對(duì)周邊既有建筑物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)以及豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)、坍塌等自身風(fēng)險(xiǎn)。豎井開(kāi)挖施工過(guò)程中應(yīng)提前作出相應(yīng)的預(yù)防及應(yīng)急措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防治，這對(duì)于有效加強(qiáng)施工質(zhì)量及安全性具有非常重要的意義。

Abstract： In view of the risks existing in the construction of subway station shafts， the Huanggutun Station of Shenyang Metro Line 9 is taken as an example for analysis， and corresponding prevention and emergency measures are taken for the main construction risks. In the shaft construction operation， there are mainly environmental risks to the existing buildings in the surrounding area， as well as the risks such as sand leakage， instability and collapse of the shaft. During the construction of shaft excavation， corresponding prevention and emergency measures should be taken in advance to prevent and control risks， which is of great significance for effectively strengthening construction quality and safety.

關(guān)鍵詞：地鐵車站;豎井施工;施工風(fēng)險(xiǎn);應(yīng)急措施

Key words： subway station;shaft construction;construction risk;emergency measures

中圖分類號(hào)：U231+.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）11-0135-03

0 ?引言

隨著現(xiàn)代都市的發(fā)展，地下交通成為現(xiàn)代公共交通的主流之一，地鐵車站的施工建設(shè)隨即也越來(lái)越受到廣大人民群眾的重視。豎井施工作為地鐵車站必要的施工工序，其施工質(zhì)量以及安全性的考量是顯而易見(jiàn)的。本文以沈陽(yáng)皇姑屯地鐵車站為例，闡述豎井開(kāi)挖工程對(duì)周邊的環(huán)境危害及相應(yīng)的保護(hù)措施，以及豎井施工過(guò)程中存在的主要自身施工風(fēng)險(xiǎn)與相應(yīng)的應(yīng)急措施，這對(duì)于提高施工質(zhì)量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)具有實(shí)際意義。

1 ?工程概況

沈陽(yáng)地鐵九號(hào)線皇姑屯地鐵車站的起點(diǎn)里程為DK2+720.7，終點(diǎn)里程為DK2+898.0，此車站的實(shí)際中心里程為DK2+824.1，皇姑屯地鐵車站實(shí)際總長(zhǎng)177.3m，車站主體結(jié)構(gòu)是兩層單柱雙跨島式站臺(tái)車站，采用“PBA”洞樁法[1]逆作施工。車站標(biāo)準(zhǔn)段總寬19.7m，底板最深處距離地面約24.1m，車站頂板上部土層厚度約8.2m。

車站共設(shè)置2個(gè)豎井：1號(hào)豎井位于車站北端東側(cè)，距未拆除樓房部分凈距1.99m，該樓結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu);2號(hào)豎井樁邊距高層住宅樓凈距為4.2m。豎井平面布置如圖1所示。

2 ?豎井開(kāi)挖

2.1 施工方案

豎井的開(kāi)挖施工遵循“分段分層、由上而下、先支撐后開(kāi)挖”的原則，土方開(kāi)挖垂直運(yùn)輸采用10T抓斗橋式起重機(jī)，起重機(jī)副提升機(jī)采用5T電動(dòng)葫蘆，主要用于材料的倒運(yùn)[2]。沈陽(yáng)地鐵九號(hào)線皇姑屯站豎井挖掘范圍涵蓋了雜填土、粉質(zhì)粘土、圓礫土、中粗砂、礫砂等土層[3]。依據(jù)當(dāng)前的土體條件，豎井開(kāi)挖工作主要采用挖掘機(jī)開(kāi)挖，輔助配合人工修整的方式進(jìn)行。豎井內(nèi)側(cè)使用反鏟方式挖出寬1m土槽，并按照70°放坡。

本工程的豎井開(kāi)挖分六層進(jìn)行，每層設(shè)置一道鋼管支撐，且每一鋼支撐的安裝時(shí)間間隔不得超過(guò)24個(gè)小時(shí)。當(dāng)豎井開(kāi)挖至底面標(biāo)高達(dá)到0.3m以上時(shí)，采用人工開(kāi)挖至豎井底部[4]，土方開(kāi)挖先開(kāi)挖中間再向四周擴(kuò)展。圖2為1號(hào)豎井、2號(hào)豎井的5道鋼支撐投影示意圖。

2.2 施工注意事項(xiàng)

①為減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，確保施工安全，豎井開(kāi)挖應(yīng)嚴(yán)格按照“分層開(kāi)挖，先支撐后開(kāi)挖”的原則。在降水過(guò)程中應(yīng)密切監(jiān)測(cè)豎井周圍土體位移、地下水位，防止豎井出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，造成難以挽回的施工事故。

②豎井開(kāi)挖時(shí)做好排水工作[5]，開(kāi)挖至設(shè)計(jì)支撐位置時(shí)，先挖出溝槽（支撐底部下0.5m），再設(shè)置鋼支撐，再經(jīng)過(guò)多次安全確認(rèn)且滿足放置要求后才能施加豎向軸壓力。

③圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐所能承受的工作荷載，出于安全考量不應(yīng)大于0.5kN/m，豎井邊破裂面內(nèi)的超載應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求。圍護(hù)樁質(zhì)量檢測(cè)嚴(yán)格按照《建筑豎井支護(hù)技術(shù)規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

④鋼圍檁分段安裝，就位后各段接頭焊接，同一標(biāo)高圍檁封閉為連續(xù)整體，分層圍檁搭接不小于1m。

3 ?豎井開(kāi)挖的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)防措施

3.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

由于皇姑屯地鐵車站1號(hào)豎井與未拆遷住宅樓間距1.99m，車站2號(hào)豎井與高層住宅樓間距4.22m，豎井與周邊既有建筑物的平面布置見(jiàn)圖1。此兩處豎井離建筑物距離較近，施工時(shí)不可避免地將會(huì)對(duì)周邊既有建筑物存在危害。施工過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)可能會(huì)不同程度的造成周圍地層沉降，進(jìn)而使得周邊既有建筑物地表產(chǎn)生不均勻沉降，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)使建筑物由于發(fā)生過(guò)大變形而遭到破壞甚至倒塌[6]。

3.2 預(yù)防措施

由于豎井開(kāi)挖對(duì)周邊的既有建筑物會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)影響，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致建筑物的破壞甚至倒塌。故本工程對(duì)豎井周邊既有建筑物采取分段式地表袖閥管注漿加固的保護(hù)措施，袖閥管結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，分段式注漿示意圖如圖4。

實(shí)行注漿加固措施時(shí)，為減少地表不均一性對(duì)注漿加固效果的影響，每段注漿長(zhǎng)度均控制在0.6m左右。注漿漿料采用的是水灰比0.8∶1～1∶1的水泥漿液，而在降水井附近采用的則是配比W∶C=0.8∶1，C∶S=1∶1的水泥、水玻璃雙液漿料，水玻璃濃度為35波美度。當(dāng)實(shí)施分段式注漿加固措施時(shí)，完成一段注漿后應(yīng)對(duì)注漿加固的效果進(jìn)行取芯檢測(cè)，若檢測(cè)得出注漿填充不密實(shí)，則應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)注。待加固效果檢測(cè)達(dá)到要求后，再進(jìn)行施工豎井內(nèi)徑向注漿作業(yè)。在注漿加固過(guò)程中，對(duì)周邊既有建筑物沉降情況和地表、管線隆起情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)[7]，如若出現(xiàn)任何異常情況，工人將立即停止對(duì)周邊既有建筑物注漿加固的作業(yè)，待采取有效整治措施后，才可重新恢復(fù)施工作業(yè)。

為了確保豎井開(kāi)挖過(guò)程中的安全性以及高效性，光對(duì)既有建筑物的地表進(jìn)行注漿加固是不夠的，還須對(duì)豎井支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)。豎井支護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工作應(yīng)貫穿于整個(gè)豎井開(kāi)挖工程和地下工程的施工全過(guò)程，并且監(jiān)測(cè)的時(shí)間應(yīng)從豎井開(kāi)挖工程正式施工前開(kāi)始，直至地下工程全部完成為止。豎井施工監(jiān)控量測(cè)表見(jiàn)表1。

本工程監(jiān)測(cè)的警戒值必須符合工程設(shè)計(jì)的限定值、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求以及監(jiān)測(cè)對(duì)象的控制要求，并以所要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的累計(jì)變化量和變化速率為控制要素。

4 ?豎井開(kāi)挖的自身風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)急措施

豎井開(kāi)挖施工作為地鐵車站工程必不可少的施工方法，其施工風(fēng)險(xiǎn)也是不容忽視的。當(dāng)工人在地下作業(yè)時(shí)，豎井施工的安全性問(wèn)題尤為重要。豎井開(kāi)挖的自身風(fēng)險(xiǎn)主要豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)、坍塌等，提前做好風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施，有利于在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)將損失降低到最小程度。

4.1 豎井滲漏涌砂預(yù)防與應(yīng)急措施

工人可根據(jù)管線及周邊地面狀況，在管線與基坑之間采取注漿加固等形式隔斷或減輕施工時(shí)造成的損害，從而降低滲漏涌砂的風(fēng)險(xiǎn)。

如果豎井內(nèi)發(fā)生較輕微的滲漏涌砂情況時(shí)，應(yīng)立即采用塑料管引流的方法減少水、砂的流量以及控制其流向，在找到滲漏點(diǎn)后用水泥砂漿滲入水玻璃實(shí)施封堵。封堵期間使用塑料引流管，將豎井內(nèi)滲入的水和砂導(dǎo)入基坑集水井內(nèi)，集水井沿基坑四周布置，且集水井內(nèi)配置有小型水泵能將水及時(shí)排出基坑。

當(dāng)豎井內(nèi)的滲漏情況嚴(yán)重時(shí)，工人應(yīng)立即停止施工，并及時(shí)在滲水點(diǎn)下方鋪設(shè)塑料布，減少水流對(duì)基底及圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)壁的沖刷破壞。此時(shí)需采用大直徑的塑料膠管引流排水，并且嚴(yán)禁對(duì)出水口進(jìn)行封堵處理。工人應(yīng)立即查找漏水原因，并調(diào)查清楚周圍管線及降水井的情況，檢查豎井周圍是否存在安全隱患。

4.2 豎井失穩(wěn)預(yù)防與應(yīng)急措施

為減小豎井失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)隱患，工人應(yīng)分層開(kāi)挖，嚴(yán)格控制開(kāi)挖的步距，及時(shí)進(jìn)行樁間網(wǎng)噴作業(yè)。在豎井四周及豎井內(nèi)做好排水工程，保證雨季施工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重積水現(xiàn)象。

如若發(fā)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形傾斜情況，豎井開(kāi)挖施工應(yīng)立即停止，并在圍護(hù)樁的外側(cè)減載削坡，在圍護(hù)樁的內(nèi)側(cè)邊緣堆土反壓，增加臨時(shí)鋼支撐數(shù)量，加強(qiáng)豎井的支護(hù)。

同時(shí)，對(duì)周圍土體應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加固工作，基坑周邊5m內(nèi)都需采取注漿措施進(jìn)行土體加固，注漿采用壓力0.5～1.0MPa的純水泥漿。在注漿過(guò)程中，應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)工作，一旦出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止注漿，并迅速撤離工作地點(diǎn)。

4.3 豎井坍塌預(yù)防與應(yīng)急措施

為預(yù)防豎井坍塌事故，工地應(yīng)定期校核加力設(shè)備，設(shè)法采取措施減少加力損失。此外，隨著豎井開(kāi)挖作業(yè)的開(kāi)展，鋼支撐架設(shè)工作也應(yīng)緊隨其后。在實(shí)行豎井開(kāi)挖時(shí)需減少土體暴露時(shí)間，并最大程度的減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。此外，對(duì)施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大震動(dòng)的設(shè)備加設(shè)減震底座，豎井邊2m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載任何器材。

若發(fā)生坍塌事故，所有工作人員立即撤離至豎井外等待命令[8]，并立即向現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)人員報(bào)告，組織成立應(yīng)急救護(hù)小組。如果有人被埋在土下，有關(guān)人員必須立即撥打救援電話，搶險(xiǎn)隊(duì)伍做好自身防護(hù)后方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援工作，工人應(yīng)配合機(jī)械開(kāi)挖及時(shí)進(jìn)行傷員搶救。

事故發(fā)生后，為避免塌方范圍的發(fā)展擴(kuò)大，工人須立即做好塌方周圍的圍擋工作，防止周邊群眾或不知情的人員掉入坑內(nèi)[9]。對(duì)坍塌部位周圍進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，并觀測(cè)坍塌情況，作出事故危害預(yù)判。事故發(fā)生地一旦出現(xiàn)異常，立即通知搶險(xiǎn)人員迅速撤離。

當(dāng)豎井開(kāi)挖施工造成嚴(yán)重的坍塌事故，使得路面下沉、路面開(kāi)裂和高低差較大而導(dǎo)致車輛不能行駛時(shí)[10]，事故現(xiàn)場(chǎng)必須立即設(shè)置醒目的交通警示標(biāo)志，以提醒來(lái)往車輛、行人注意緊急避讓，并派人協(xié)助交警維護(hù)交通保證交通暢通，救援工作不受阻礙。

5 ?結(jié)論

①豎井開(kāi)挖施工不可避免的會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這使得周邊既有建筑物對(duì)其造成了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。豎井開(kāi)挖施工時(shí)需對(duì)周邊建筑物采取分段式地表袖閥管注漿加固措施，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。②豎井開(kāi)挖施工存在豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)、坍塌等主要自身風(fēng)險(xiǎn)，豎井施工過(guò)程中需全程嚴(yán)密監(jiān)測(cè)豎井的支護(hù)系統(tǒng)，對(duì)豎井開(kāi)挖的自身風(fēng)險(xiǎn)提前做好預(yù)防措施。若發(fā)現(xiàn)較輕的風(fēng)險(xiǎn)情況，應(yīng)及時(shí)采取注漿加固等措施，盡可能降低事故發(fā)生率。③若發(fā)生嚴(yán)重的豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)或坍塌情況時(shí)，工作人員應(yīng)立即撤離至豎井外，并立即匯報(bào)給現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)人員。為避免危害擴(kuò)大，現(xiàn)場(chǎng)人員在保證自身生命安全的情況下，須嚴(yán)格按照事先作出的應(yīng)急措施實(shí)行救援搶險(xiǎn)工作。④地鐵車站豎井開(kāi)挖是整個(gè)工程建設(shè)的重要內(nèi)容之一，對(duì)豎井開(kāi)挖的風(fēng)險(xiǎn)作出防范與應(yīng)急措施，不但可以提高豎井施工的工程質(zhì)量，而且能有效保證施工的安全性和高效性，對(duì)工程項(xiàng)目的順利完工具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王亮.地鐵車站PBA洞樁法施工數(shù)值模擬研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，30（03）：346-350.

[2]劉永利.南京地鐵豎井機(jī)械化配套施工技術(shù)[J].建筑機(jī)械，2018（08）：91-93.

[3]潘久榮.地鐵車站施工基坑開(kāi)挖對(duì)臨近建筑物的影響研究[D].華東交通大學(xué)，2012.

[4]潘星羽.地鐵車站深基坑開(kāi)挖施工過(guò)程對(duì)周邊環(huán)境的影響研究[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2013.

[5]翟桂林.土巖組合地層地鐵車站深基坑內(nèi)支撐結(jié)合錨索支護(hù)體系數(shù)值分析[D].中國(guó)海洋大學(xué)，2013.

[6]杜琛.武漢市地鐵二號(hào)線虎名區(qū)間隧道超淺埋段暗挖法施工實(shí)踐[J].中國(guó)西部科技，2013，12（01）：48-49.

[7]李立云，邱忠旺，杜修力，等.地鐵豎井施工過(guò)程中周邊環(huán)境響應(yīng)分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2018，26（4）：1086-1094.

[8]張科.海外項(xiàng)目突發(fā)（安全）事件應(yīng)急預(yù)案[J].科技致富向?qū)В?012（14）：418-419.

[9]楊燕.淺談龍嘉機(jī)場(chǎng)土方開(kāi)挖工程施工方案[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（13）：91-92.

[10]諶衛(wèi)平.高層建筑消防給水系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及其對(duì)策[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（34）：50.