唐峰

（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司，湖北武漢 430000）

0 引言

地鐵具有速度快、占地面積小、資源利用率高等特征，但由于地鐵建設(shè)環(huán)境的復(fù)雜性，施工中存在的問(wèn)題有所增加。目前國(guó)內(nèi)地鐵車(chē)站大多設(shè)置在交通繁華與人流量密集的區(qū)域，多數(shù)采用地下站。由于場(chǎng)地限制，基本不具備大開(kāi)挖條件，須設(shè)置圍護(hù)體系。在地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)與施工中，基坑安全是保證地鐵車(chē)站的建設(shè)安全、快速、優(yōu)質(zhì)完成的必要條件。因此，在地鐵施工中，加強(qiáng)基坑施工安全管理對(duì)于地鐵施工至關(guān)重要。本文結(jié)合工程案例，主要探討地鐵基于明挖基坑施工法的安全風(fēng)險(xiǎn)分析及管理措施。

1 地鐵明挖基坑施工特點(diǎn)

（1）施工操作便捷性高，相比逆作法、臺(tái)階法等作業(yè)方法，明挖法在開(kāi)挖時(shí)沿著由上至下的順序，在結(jié)構(gòu)施工時(shí)按照由下至上的順序，施工便捷度較高，施工過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。

（2）施工工期較短，因?yàn)槭┕み^(guò)程便捷度較高，所以消耗的時(shí)間成本較低，可起到縮短施工工期的作用。

（3）結(jié)構(gòu)受力情況良好，明挖法所提供的作業(yè)面數(shù)量和作業(yè)面面積相對(duì)豐富，搭配支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠營(yíng)造穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境，從而提高結(jié)構(gòu)受力情況的穩(wěn)定性。

（4）所需的作業(yè)場(chǎng)地較大，對(duì)于已初具規(guī)模的城市，為確保明挖法的正常應(yīng)用，需阻斷既有道路交通，且明挖法會(huì)對(duì)既有道路帶來(lái)較大破壞，后期道路恢復(fù)、管線調(diào)整又會(huì)增加一些時(shí)間成本的支出，從而影響城市交通的正常運(yùn)行。

2 地鐵明挖基坑施工方法

現(xiàn)階段，在地鐵工程開(kāi)挖過(guò)程中，經(jīng)常使用到的明挖方法有懸臂支護(hù)法開(kāi)挖法、放坡開(kāi)挖法和圍護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖法。相比前兩種明挖方法，第三種明挖方法具備施工便捷度高、施工效果好等優(yōu)點(diǎn)，適用于基坑開(kāi)挖深度較大的地鐵車(chē)站。地鐵施工中，所需開(kāi)挖的基坑深度較大，那么開(kāi)挖過(guò)程中土體的側(cè)壓力也會(huì)較大，此時(shí)為避免基坑出現(xiàn)塌陷的情況，需選擇恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方法，在合適的位置進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，施工人員對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)間距、分布層數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致分析，結(jié)合相應(yīng)算法得到準(zhǔn)確的力學(xué)計(jì)算結(jié)果，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)挖工作。

3 工程概述

某市地鐵換乘站中，3 號(hào)線部分主體為地下三層15m 寬島式車(chē)站，長(zhǎng)274m、寬度25.9m，基坑深度約27m，基坑開(kāi)挖采用明挖順作法施工，局部采用蓋挖順作法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為排樁+內(nèi)支撐+鎖腳錨索結(jié)合巖石錨桿的支撐體系，排樁之間采用三重管旋噴樁+深孔注漿止水+坑內(nèi)降水，如圖1 所示。

圖1 地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)

4 地鐵明挖基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析

4.1 樁基施工風(fēng)險(xiǎn)分析

車(chē)站圍護(hù)樁常用成樁工法有：沖孔灌注樁、旋挖樁，及人工挖孔樁，其中人孔挖孔樁宜用于地下水位低、樁深小于15m 的黏土和巖石地質(zhì)。樁基施工本身風(fēng)險(xiǎn)方面，沖孔樁風(fēng)險(xiǎn)小，旋挖樁自身風(fēng)險(xiǎn)主要是傾倒風(fēng)險(xiǎn)，人工挖孔樁自身風(fēng)險(xiǎn)主要是爆破飛石、高處墜落、中毒、窒息等。

4.2 基坑開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)分析

基坑開(kāi)挖是地鐵車(chē)站施工過(guò)程中重大風(fēng)險(xiǎn)最多的階段，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中統(tǒng)計(jì)的39 次風(fēng)險(xiǎn)事件，發(fā)生在基坑開(kāi)挖階段的風(fēng)險(xiǎn)事件有15 次，占比38.5%，主要有：基坑變形、涌泥涌水、交叉作業(yè)和巖石基坑爆破飛石等風(fēng)險(xiǎn)，特別是對(duì)需要頻繁爆破的巖石基坑，爆破飛石的風(fēng)險(xiǎn)十分顯著，出現(xiàn)飛石風(fēng)險(xiǎn)事件共計(jì)4次，占基坑開(kāi)挖階段全部風(fēng)險(xiǎn)事件的26.7%。

4.3 結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)分析

車(chē)站主體結(jié)構(gòu)施工階段存在大量起重吊裝、高處作業(yè)、電焊作業(yè)等，作業(yè)場(chǎng)地狹窄、視線不良、上下交叉、材料機(jī)具多，是發(fā)生輕傷事故可能性最大的階段；另外隨車(chē)站結(jié)構(gòu)施工需逐層拆除支撐，若混凝土板齡期不夠過(guò)早拆除支撐，也易引起車(chē)站維護(hù)結(jié)構(gòu)變形和上層支撐軸力報(bào)警。

5 加強(qiáng)地鐵明挖基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)及控制措施

5.1 樁基施工風(fēng)險(xiǎn)控制措施

（1）旋挖樁機(jī)傾倒風(fēng)險(xiǎn)控制。根據(jù)場(chǎng)地條件，若場(chǎng)地為原市政道路等比較堅(jiān)實(shí)的地基，則可以直接開(kāi)挖圍護(hù)樁導(dǎo)槽，旋挖機(jī)左右履帶就位在導(dǎo)槽兩側(cè)施工，過(guò)程中注意觀察地面情況，遇機(jī)位地面開(kāi)裂、下沉，可鋪設(shè)鋼板進(jìn)行地基加強(qiáng)。若場(chǎng)地為軟土或回填地基，則應(yīng)考慮表層土換填壓實(shí)，澆筑一定厚度的混凝土形成圍護(hù)樁導(dǎo)槽和旋挖機(jī)位。

（2）人工挖孔樁風(fēng)險(xiǎn)控制。人工挖孔樁屬于危險(xiǎn)性較大工程，須編制專(zhuān)項(xiàng)安全施工方案，組織專(zhuān)家論證；若挖孔樁需要進(jìn)行爆破，應(yīng)提前制作覆蓋鋼筋籠，籠內(nèi)裝沙袋覆蓋孔口，起爆前需抽排樁底積水，防范飛石。無(wú)論土質(zhì)和巖石，挖孔樁均應(yīng)隔孔開(kāi)挖，具體隔幾孔視地質(zhì)條件確定，一般土質(zhì)隔1 孔，需爆破的巖石孔樁隔2 孔，逐層開(kāi)挖并施做護(hù)壁，開(kāi)挖到底后及時(shí)澆筑樁身混凝土。

5.2 基坑開(kāi)挖安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施

（1）深基坑開(kāi)挖屬于危險(xiǎn)性較大工程，需要編制專(zhuān)項(xiàng)安全施工方案并組織專(zhuān)家論證。

（2）遵循“分段分層、先撐后挖、隨挖隨支”的開(kāi)挖原則，按方案既定原則開(kāi)挖是避免基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、支撐軸力報(bào)警和防范基坑坍塌的關(guān)鍵。

（3）重視監(jiān)控量測(cè)，每天對(duì)圍護(hù)樁水平、豎向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)對(duì)比，現(xiàn)場(chǎng)要儲(chǔ)備一定量的鋼支撐類(lèi)應(yīng)急材料，隨時(shí)做好架設(shè)支撐和加強(qiáng)支撐的準(zhǔn)備。

（4）設(shè)置有效的坑外、坑內(nèi)降水井，確?；拥叵滤惶幱陂_(kāi)挖面以下，開(kāi)挖到底后及時(shí)驗(yàn)槽并澆筑封底混凝土，開(kāi)挖工程在現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備堵漏材料，應(yīng)對(duì)樁間涌泥涌水險(xiǎn)情。

（5）開(kāi)挖作業(yè)面與結(jié)構(gòu)施工邊界需保持足夠安全距離，特別是石方基坑，必須考慮防止石塊向結(jié)構(gòu)作業(yè)面滾落的措施。

（6）明挖石方基坑爆破，需將防范飛石作為關(guān)鍵事項(xiàng)，控制合理裝藥量，明確覆蓋量化要求，建立檢查、驗(yàn)收、簽字制度，確保每次覆蓋達(dá)標(biāo)。

5.3 結(jié)構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施

（1）起重吊裝需設(shè)置基坑內(nèi)、地表兩名指揮，持對(duì)講機(jī)與吊機(jī)操作手進(jìn)行有效信息傳遞，避免視線不良造成吊物碰撞支撐或人員。

（2）鋼筋、管架、模板等長(zhǎng)大物件吊裝，需拉設(shè)溜繩，選取合適堆放位置，支架上堆放材料數(shù)量應(yīng)進(jìn)行控制，不得集中堆放造成具備荷載過(guò)大，基坑內(nèi)指揮人員需做好坑內(nèi)工人警示，避免工人在吊物下方行走或作業(yè)。

（3）吊裝氣瓶、扣件、螺桿等散件必須采用吊斗吊裝。

（4）側(cè)墻模板臨邊、鋼筋綁扎臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)外側(cè)、結(jié)構(gòu)分段臨邊等均需通報(bào)設(shè)置防護(hù)欄桿，掛設(shè)密目安全網(wǎng)，搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)、支架人員需穿戴比系掛安全帶。

（5）流水施工相鄰兩層結(jié)構(gòu)施工時(shí)，不得在上一層結(jié)構(gòu)臨邊堆放易墜材料，兩層結(jié)構(gòu)作業(yè)工人應(yīng)避免同時(shí)在交界處施工形成上下交叉作業(yè)。

（6）車(chē)站結(jié)構(gòu)施工作業(yè)面材料、機(jī)具應(yīng)有序擺放，及時(shí)清除防水板薄膜、木渣、編織袋等易燃垃圾，保持通道通暢，保持環(huán)境有序是避免傷害事故和火災(zāi)的有效途徑。

（7）電焊、氣割作業(yè)區(qū)需清理周邊及施焊下方可燃、易燃物，臨近防水板動(dòng)火應(yīng)先對(duì)防水板采取隔離防護(hù)措施，動(dòng)火作業(yè)區(qū)域配備滅火器或消防水，避免火災(zāi)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地鐵作為城市交通工具之一，在應(yīng)用過(guò)程中，具備行駛安全性強(qiáng)、載客能力高、運(yùn)行速度快等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在地鐵實(shí)際施工過(guò)程中，加強(qiáng)明挖基坑施工安全管理，能夠促進(jìn)地鐵結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，延長(zhǎng)地鐵工程的使用壽命。