武贊福

蘭州市軌道交通有限公司（730000）

1 工程概況

蘭州市軌道交通1 號線一期工程沿線站點(diǎn)附屬人防工程西關(guān)什字站土建施工項(xiàng)目西起西關(guān)清真大寺東側(cè)30 m 處，總建筑面積為65 170 m2。 工程所處臨夏路、中山路，交通量較大、人流密集。 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式采用咬合樁加內(nèi)支撐，主體結(jié)構(gòu)為兩層多跨矩形框架結(jié)構(gòu)，施工用明挖順作法。 工程1～26 軸及1#、9#出入口位于文化宮-西關(guān)站盾構(gòu)區(qū)間隧道正上方，工程結(jié)構(gòu)底板底與既有文西區(qū)間隧道頂之間的最小間距僅為5 200 mm。

1）地質(zhì)情況:查閱地質(zhì)勘查報(bào)告，工程項(xiàng)目的地層從上至下分別是第四系全新統(tǒng)人工填土、沖積黃土狀粉土、卵石土（含中粗砂透鏡體）及上第三系砂巖等。

2）水文情況:勘察期間，該項(xiàng)目地下水位在地面以下6.00～10.00 m，屬第四系孔隙潛水類型。

2 安全風(fēng)險(xiǎn)識別

設(shè)計(jì)圖紙和施工方案顯示，本工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采用 Φ1 200 mm、Φ1 000 mm 和 Φ800 mm 的圍護(hù)樁，施工期間進(jìn)行基坑外管井降水， 樁間掛Φ8@200 mm×200 mm 的鋼筋網(wǎng)， 噴射 150 mm 厚混凝土，鋼筋網(wǎng)和圍護(hù)樁通過植筋連接； 基坑設(shè)三道鋼支撐?；油练介_挖按照“分層、分段、分區(qū)域”原則，“先支后挖”。 區(qū)間管片正上方基底土體采用注漿加固，主體結(jié)構(gòu)按照開挖“分段、分區(qū)域”原則交替施工，同步、及時(shí)加載反壓措施。

本項(xiàng)目施工主要包括支護(hù)結(jié)構(gòu)、 基坑降水、基坑開挖、基底加固、防水施工、主體結(jié)構(gòu)施工及堆載反壓、車坑回填、道路恢復(fù)等工序環(huán)節(jié)。

通過查閱文獻(xiàn)資料、 研究設(shè)計(jì)圖紙和施工方案，并咨詢專家意見，對本工程主要工序環(huán)節(jié)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別。 本工程存在以下風(fēng)險(xiǎn):

1）鉆孔灌注樁超挖、鉆孔灌注樁塌孔是基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)施工中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)。 設(shè)計(jì)鉆孔灌注樁樁底距管片頂?shù)拈g距只有2 000 mm, 鉆機(jī)施工過程，孔底高程控制不到位、 超挖會造成管片穿孔風(fēng)險(xiǎn)。鉆孔過程中泥漿護(hù)壁措施控制不到位會造成塌孔，進(jìn)而引起周邊地層變化，造成運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。

2） 深基坑降排水期間存在過度抽排方面的風(fēng)險(xiǎn)。 深基坑降水過度抽排造成周邊整體水位下降，水位過低會造成既有線路下沉風(fēng)險(xiǎn)。

3）區(qū)間管片上方基底土體注漿加固存在區(qū)間管片偏移、滲漏兩方面風(fēng)險(xiǎn)。 為防止區(qū)間管片上浮，對既有區(qū)間左右線分別進(jìn)行加固，水平方向?yàn)閱尉€隧道開挖輪廓線以外2 000 mm 內(nèi)范圍，主體結(jié)構(gòu)底板基底以下2 000 mm 范圍。 在土體土方注漿加固時(shí)，注漿壓力、鉆孔角度和深度控制不到位，將會造成區(qū)間管線偏移、管片滲漏及管片穿孔三方面風(fēng)險(xiǎn)。

4）基坑開挖存在土方超挖和管片上浮風(fēng)險(xiǎn)，支護(hù)不及時(shí)會引起支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。

5）主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)存在區(qū)間管片上浮風(fēng)險(xiǎn)。 基坑底部與距管片頂部之間的覆土只有5 200 mm厚，設(shè)計(jì)將主體結(jié)構(gòu)劃分成12 段24 個(gè)區(qū)域，采用先后分別施工的方式。 主體結(jié)構(gòu)底板一邊分區(qū)域施工，一邊及時(shí)采取反壓措施。 反壓措施不到位、施工效率低等將造成基底及區(qū)間管線上浮風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，本工程5 道主要工序存在9 個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)。

3 安全風(fēng)險(xiǎn)分析

文章采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣分析法對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級。 風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為R=L×S，其中:L 為發(fā)生事故的可能性，S 為發(fā)生事故的損失程度。 風(fēng)險(xiǎn)分為4 類，分別為巨大（9）、重大（6-8）、中度（3-5）、輕度（1-2）。

對本工程鄰近運(yùn)營地鐵施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行矩陣分析，工程施工中有巨大風(fēng)險(xiǎn)2 個(gè)、重大風(fēng)險(xiǎn)5 個(gè)、中度風(fēng)險(xiǎn)2 個(gè)，其中:基坑開挖超挖造成管片上浮、底板反壓措施不及時(shí)造成管片上浮是巨大風(fēng)險(xiǎn)，鉆機(jī)樁超挖造成管片穿孔、過度抽排造成地鐵區(qū)間下沉、在土體土方注漿加固造成區(qū)間管線偏移、管片穿孔、圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成管片偏移是重大風(fēng)險(xiǎn)，土體注漿加固過程中造成區(qū)間管線滲漏水是中度風(fēng)險(xiǎn)。

4 安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對

4.1 鉆孔樁超挖造成管片穿孔重大風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施

鉆孔灌注樁樁底與管片頂?shù)拈g距只有2 000 mm，如果鉆機(jī)施工過程中孔底高程控制不到位、超挖，將造成管片穿孔。 首先，鉆孔灌注樁施工前必須編制安全防護(hù)專項(xiàng)施工方案； 做好設(shè)備選型工作，優(yōu)先選用適合本工程地質(zhì)情況且施工工效高、震動小的鉆機(jī)；做好對施工人員、技術(shù)管理人員的技術(shù)及安全交底工作。 其次，鉆孔前的放樣要精準(zhǔn)，要嚴(yán)格控制護(hù)筒的埋設(shè)位置、標(biāo)高，鉆機(jī)要準(zhǔn)確就位。 再次，嚴(yán)控孔底標(biāo)高，鉆孔前先測算出孔深，在鉆孔過程中對所有孔樁深度用測繩實(shí)測復(fù)核， 既有區(qū)間（營業(yè)線）區(qū)域在距離樁底4 m 時(shí)，每一鉆尺均應(yīng)實(shí)測深度。 最后，要編制管片穿孔應(yīng)急措施。

4.2 鉆孔塌孔引起周邊地層變化中度風(fēng)險(xiǎn)

鉆孔過程中泥漿護(hù)壁措施控制不到位造成塌孔，從而引起周邊地層變化、管片浮動偏移。 針對該問題，首先要嚴(yán)格按照審批方案施工，嚴(yán)控泥漿比例及標(biāo)高。 其次，鉆孔樁成樁后要及時(shí)灌注混凝土；但在灌注過程中， 除首盤混凝土滿足封底要求外，要減低灌注速度，避免混凝土沖擊力對周邊土體的影響。 再次，加強(qiáng)既有區(qū)間自動化監(jiān)測，做好施工監(jiān)測工作。 本工程區(qū)間監(jiān)測采用自動化監(jiān)測，同步增加人工現(xiàn)場巡查頻次，確保施工運(yùn)營安全。 最后，要編制塌孔應(yīng)急措施。

4.3 過度抽排造成地鐵區(qū)間下沉重大風(fēng)險(xiǎn)

深基坑降排水時(shí)過度抽排會造成周邊整體水位過低，導(dǎo)致既有線路下沉。 針對該問題，首先，要編制基坑降水工程安全專項(xiàng)施工方案， 嚴(yán)格按照論證、審批過的方案實(shí)施，做好技術(shù)交底工作。 其次，基坑降水除嚴(yán)格按照方案交底執(zhí)行外，要做好24 h觀測，做好備用電源準(zhǔn)備工作；如遇電網(wǎng)停電，應(yīng)立即切換電源，以保證降水效果。 再次，對既有區(qū)間管片采用縱向連接施工。 為增強(qiáng)區(qū)間隧道縱向連接剛度，限制局部錯(cuò)臺，施工前在基坑下方及基坑外50 m 范圍內(nèi)的盾構(gòu)隧道內(nèi)增設(shè)縱向拉緊條。 縱向拉緊條采用10 mm 厚鋼板加工而成，利用管片間既有U型螺栓將拉筋條安裝加固，拉緊條安裝后管片連接螺栓必須擰緊，達(dá)到管片設(shè)計(jì)扭力，嚴(yán)禁損壞管片螺栓絲扣，安裝拉緊條后要求外露足夠絲扣。 螺栓緊固后用紅色油漆進(jìn)行防松劃線，要求劃線清晰整潔，便于后期巡視時(shí)檢查。 最后，要做好深基坑降水應(yīng)急措施?；咏邓鹬苓叺乇沓两祮栴}的處理:在基坑周邊設(shè)置觀測點(diǎn)，隨時(shí)觀察、監(jiān)測地表沉降情況，有異常情況及時(shí)研究解決。

4.4 土體土方注漿加固造成區(qū)間管片偏移重大風(fēng)險(xiǎn)

在土體土方注漿加固時(shí)，注漿壓力控制不到位造成區(qū)間管線偏移。 針對該問題，首先，要編制注漿加固安全專項(xiàng)施工方案， 并嚴(yán)格按照審批方案實(shí)施，做好技術(shù)交底工作。 其次，注漿過程中嚴(yán)控袖閥管注漿漿液類型及注漿參考參數(shù)；施工時(shí)，其實(shí)際注漿形式、相應(yīng)注漿段長度、注漿漿液配合比、注漿壓力、注漿時(shí)間等應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)、地層情況，通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。 最后，要編制區(qū)間管片應(yīng)急措施。

4.5 土體注漿加固造成區(qū)間管線滲漏水中度風(fēng)險(xiǎn)

在注漿加固管片上方土體的過程中，造成區(qū)間管線滲漏水。 針對該問題，首先，要嚴(yán)格按照安全專項(xiàng)施工方案實(shí)施，做好技術(shù)交底工作。 其次，調(diào)整注漿加固施工時(shí)間，選擇運(yùn)營停止、檢修時(shí)段進(jìn)行管片正上土體注漿加固， 期間安排專人區(qū)間盯控，做好對接聯(lián)系工作。 最后，制訂既有區(qū)間滲水應(yīng)急措施， 對區(qū)間出現(xiàn)的新增滲水點(diǎn)進(jìn)行登記和標(biāo)識，分析其是否對運(yùn)營區(qū)間線路造成安全隱患；發(fā)現(xiàn)新增滲水點(diǎn)應(yīng)先上報(bào)運(yùn)營產(chǎn)權(quán)單位，并根據(jù)區(qū)間滲水情況、結(jié)合上方基坑施工情況制定處理方案，如果滲水呈“一滴滴”或“一片片”狀態(tài)，先對滲水點(diǎn)進(jìn)行封堵并觀察，過程中加大觀測頻次。

4.6 土體注漿加固造成鉆孔管片穿孔風(fēng)險(xiǎn)

土體注漿加固過程中，鉆孔角度、深度控制不到位造成管片穿孔。 針對該問題，首先，要嚴(yán)格按照審批過的施工方案實(shí)施，對技術(shù)管理人員、操作人員做好技術(shù)交底及安全技術(shù)交底工作。 其次，調(diào)整作業(yè)時(shí)間，選擇停止運(yùn)營、檢修期作業(yè)。 再次，嚴(yán)格控制鉆機(jī)開鉆角度，鉆進(jìn)過程中每加一次鉆桿應(yīng)校核一次鉆進(jìn)角度，在距孔底標(biāo)高4 m 處，每進(jìn)1 m應(yīng)校核一次角度及孔底深度。 最后，編制應(yīng)急處置措施。

4.7 基坑開挖超挖，造成管片上浮巨大風(fēng)險(xiǎn)

基坑底部距管片頂部覆土只有5 000 mm，深基坑開挖時(shí)預(yù)留土體不足、反壓措施不到位造成管片上浮。 針對該問題，首先，要編制基坑開挖安全專項(xiàng)施工方案， 并嚴(yán)格按照論證審批過的方案實(shí)施，做好技術(shù)交底工作。 其次，基坑土方開挖嚴(yán)格遵循“分段分層、由上而下、先支撐后開挖、先中間、后兩側(cè)、主體結(jié)構(gòu)緊跟”的原則，采取明挖法，嚴(yán)禁超挖。最后，制訂管片上浮與坑底隆起的應(yīng)急措施。

4.8 圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成管片偏移重大風(fēng)險(xiǎn)

基坑支護(hù)不及時(shí)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生位移、基坑失穩(wěn)造成管片偏移。 首先，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的基坑支護(hù)方案施工，加強(qiáng)基坑支撐體系施工管控工作。 其次，要加強(qiáng)基坑及周邊環(huán)境變形監(jiān)測工作，及時(shí)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，發(fā)生預(yù)警及時(shí)處理。 最后，要編制圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大應(yīng)急措施及支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)應(yīng)急措施。

4.9 底板反壓措施落實(shí)不及時(shí)造成管片上浮巨大風(fēng)險(xiǎn)

基坑底部距管片頂部覆土只有5 000 mm，設(shè)計(jì)將主體結(jié)構(gòu)劃分成12 段24 個(gè)區(qū)域，先后分別施工。 主體結(jié)構(gòu)底板一邊分區(qū)域施工，一邊及時(shí)采取反壓措施。 反壓措施不到位，施工進(jìn)度緩慢等將造成基底及區(qū)間管線上浮。 針對該問題，首先，要編制結(jié)構(gòu)反壓安全專項(xiàng)方案，并嚴(yán)格按照論證審批過的方案實(shí)施，做好技術(shù)交底工作。 其次，備足反壓材料，按照設(shè)計(jì)及論證工序完成一塊區(qū)域底板后應(yīng)及時(shí)堆載反壓材料，然后再開挖施工另一塊。 同時(shí)，要加快施工速度，提高施工時(shí)效，以縮短風(fēng)險(xiǎn)暴露時(shí)間。 最后，要編制既有區(qū)間上浮應(yīng)急措施，根據(jù)已專項(xiàng)交底的預(yù)警值和控制值標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)臨近或已到預(yù)警值時(shí)應(yīng)立即停止基坑開挖或停止結(jié)構(gòu)施工。 根據(jù)反壓堆載措施，結(jié)合設(shè)計(jì)交底和監(jiān)測反饋數(shù)據(jù)及時(shí)對涉及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行堆載，堆載數(shù)量以監(jiān)測數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定為基準(zhǔn)，防止出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。 立即加設(shè)基坑內(nèi)、外沉降監(jiān)測點(diǎn)，以增加區(qū)間自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)采集頻次。

5 結(jié)語

通過對西關(guān)附屬人防工程鄰近地鐵運(yùn)營線深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別、分析、應(yīng)對研究，施工過程采取了有效的控制措施，目前風(fēng)險(xiǎn)較大基坑及結(jié)構(gòu)施工已安全完成。 為后續(xù)鄰近運(yùn)營地鐵深基坑施工提供參考意見。