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        地鐵施工中深基坑安全控制措施

        2021-06-22 01:01:34
        設(shè)備管理與維修 2021年10期
        關(guān)鍵詞:安全控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)深基坑

        未 征

        (中鐵十九局集團(tuán)有限公司,北京 100176)

        0 引言

        為緩解城市規(guī)模迅速擴(kuò)張和人口數(shù)量增加帶來(lái)的城市交通壓力,我國(guó)許多城市正在積極推進(jìn)地鐵建設(shè)。地鐵施工中極為重要的部分是深基坑工程。深基坑工程規(guī)模大、風(fēng)險(xiǎn)高,一旦出現(xiàn)安全事故,極易造成人員傷亡,帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了避免地鐵深基坑施工出現(xiàn)安全事故,施工單位應(yīng)結(jié)合地鐵工程實(shí)際特點(diǎn),充分開(kāi)展調(diào)查研究工作,全面分析影響地鐵深基坑施工安全的因素,采取有效的控制措施,提高施工安全性,為確保整體施工質(zhì)量提供有力的保障[1]。

        1 地鐵深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)

        為確保地鐵施工中深基坑安全,在開(kāi)展深基坑施工作業(yè)前應(yīng)充分認(rèn)識(shí)影響深基坑施工安全的相關(guān)因素。

        1.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

        地鐵深基坑工程所處的地理位置、地質(zhì)特性、地下水位等條件的好壞,會(huì)影響施工質(zhì)量和安全,若施工區(qū)域存在不良地質(zhì)或地下水位過(guò)高等問(wèn)題,深基坑施工難度會(huì)顯著增加,施工風(fēng)險(xiǎn)提高,可能會(huì)給地鐵深基坑施工帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。

        1.2 制度風(fēng)險(xiǎn)

        目前,施工單位關(guān)于地鐵深基坑施工作業(yè)安全方面的制度尚不規(guī)范,地鐵工程發(fā)展過(guò)快使得既有的安全機(jī)制缺乏適用性,施工單位難以建立起一套科學(xué)有效的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)地鐵深基坑施工,降低了安全控制效果。制度層面的缺失,給地鐵施工帶來(lái)一定的安全隱患。

        1.3 結(jié)構(gòu)滲漏風(fēng)險(xiǎn)

        支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性是確保深基坑工程施工安全的保障,在實(shí)際工程中常采用連續(xù)墻結(jié)構(gòu),其剛度大、整體性較好,具有優(yōu)秀的防滲性能。而連續(xù)墻接縫處是結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn),在復(fù)雜軟弱地質(zhì)或是富水區(qū)域施工時(shí),易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)滲漏和變形的問(wèn)題,給深基坑施工帶來(lái)安全隱患。

        1.4 底部管涌風(fēng)險(xiǎn)

        由于地鐵施工中基坑深度較大,基坑承壓水上方壓力減少易造成基坑出現(xiàn)底部隆起的現(xiàn)象,一旦承壓水層壓力大于基底不透水層壓力,極易發(fā)生管涌,造成深基坑失穩(wěn)甚至出現(xiàn)坍塌[2]。造成管涌的原因:①圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深度不足,未能隔斷承壓水,隨著基坑開(kāi)挖深度增加,承壓水利用水頭壓力穿過(guò)基坑底造成管涌現(xiàn)象;②降水措施不到位,圍護(hù)結(jié)構(gòu)防水效果不達(dá)標(biāo),基坑開(kāi)挖時(shí)水位過(guò)高,導(dǎo)致管涌現(xiàn)象出現(xiàn);③基底加固未能滿足加固標(biāo)準(zhǔn)使得承壓水頭壓力與土體壓力不能達(dá)到平衡,造成管涌風(fēng)險(xiǎn)。

        1.5 沉降風(fēng)險(xiǎn)

        地鐵工程是地下工程,深基坑施工過(guò)程會(huì)對(duì)周邊既有建筑物產(chǎn)生影響,出現(xiàn)建筑物沉降等現(xiàn)象,如果建筑物沉降不能得到有效控制,可能會(huì)造成建筑物出現(xiàn)永久性破壞[3]。地鐵深基坑施工造成周邊地面建筑物出現(xiàn)沉降的原因主要有:①基坑降水施工使得地下水水位降低,隨著抽水過(guò)程的進(jìn)行,土體中存在許多細(xì)小顆粒流失從而引發(fā)不均勻沉降;②地鐵深基坑開(kāi)挖施工時(shí),未嚴(yán)格遵循“先撐后挖”的施工原則,支撐不及時(shí),造成土壓力不平衡,引發(fā)基坑周邊地面建筑物出現(xiàn)沉降;③基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度未達(dá)到要求,無(wú)法隔斷地下水,造成基坑底部出現(xiàn)隆起現(xiàn)象導(dǎo)致周邊地面建筑物出現(xiàn)沉降。

        1.6 其他風(fēng)險(xiǎn)

        地鐵深基坑工程是一項(xiàng)綜合系統(tǒng)工程,參與人員眾多,在實(shí)際施工過(guò)程中,施工人員粗心大意、缺乏安全意識(shí)、未按規(guī)范進(jìn)行操作相關(guān)機(jī)械設(shè)備會(huì)造成安全風(fēng)險(xiǎn)。若施工現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部人員缺乏安全意識(shí)或是缺少能準(zhǔn)確識(shí)別安全隱患的專業(yè)技術(shù)人員,施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)安全問(wèn)題,不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,會(huì)帶來(lái)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

        2 地鐵深基坑施工安全控制措施

        施工單位應(yīng)結(jié)合地鐵深基坑施工的特點(diǎn)及面臨的安全風(fēng)險(xiǎn),制定相應(yīng)的安全控制措施,以提高地鐵施工中深基坑的安全性,提高地鐵工程的整體質(zhì)量。

        2.1 建立科學(xué)化的施工隊(duì)伍

        地鐵深基坑工程綜合性較強(qiáng),施工難度較大,需要各專業(yè)全方面的配合。這些特點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)、施工單位以及從業(yè)人員提出了更高的專業(yè)要求。

        (1)應(yīng)優(yōu)化施工隊(duì)伍人員搭配,做好技術(shù)交底和崗前培訓(xùn)工作,提高施工人員專業(yè)知識(shí)水平和職業(yè)素養(yǎng)。

        (2)明確施工過(guò)程中各部門(mén)的安全責(zé)任,提高安全意識(shí)。

        (3)指派一定數(shù)量的專業(yè)人員進(jìn)行24 h 的跟蹤作業(yè),定期對(duì)鋼支撐和周邊地面進(jìn)行巡視,發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)上報(bào)整改。

        (4)現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)對(duì)樁位情況和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行定期觀測(cè),掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移量和基坑沉降量,確保所有數(shù)據(jù)滿足安全施工要求。

        (5)現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須遵循安全文明施工規(guī)定,佩戴安全帽,通過(guò)安全通道出入基坑,不得攀登模板或是使用腳手架進(jìn)出基坑,以免出現(xiàn)墜落事故。

        (6)基坑周?chē)鷳?yīng)設(shè)置安全警示牌,并布置穩(wěn)固可靠的護(hù)欄和護(hù)網(wǎng),高度按相關(guān)規(guī)定應(yīng)>1.2 m,基坑底部應(yīng)通過(guò)腳手架布設(shè)逃生通道以防發(fā)生緊急情況。

        總之,建立科學(xué)化的施工隊(duì)伍,及時(shí)發(fā)現(xiàn)地鐵深基坑施工過(guò)程中存在的安全隱患并提出相應(yīng)的措施,以提高地鐵施工中深基坑安全控制效果。

        2.2 結(jié)構(gòu)滲漏風(fēng)險(xiǎn)控制

        結(jié)構(gòu)滲漏風(fēng)險(xiǎn)往往產(chǎn)生于連續(xù)墻接頭處,施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)接頭滲漏現(xiàn)象,會(huì)削弱土體抗力,引發(fā)基坑沉降,危害基坑施工安全,施工單位必須加以控制,及時(shí)處理。滲漏量較小的情況,可用“內(nèi)堵法”進(jìn)行控制,即先使用引流導(dǎo)管降水,然后噴射水泥砂漿對(duì)漏水口進(jìn)行封堵,待水泥硬化滿足強(qiáng)度要求后,即可關(guān)閉引流導(dǎo)管。若滲漏量大使得滲漏處難以封堵,應(yīng)及時(shí)回填土封堵滲漏水,減少漏水對(duì)基坑的破壞,先將滲漏水堵住,再使用雙液注漿封堵基坑外圍。另外,由于連續(xù)墻接頭處通常是圍護(hù)結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱點(diǎn),在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí),為提高接頭處施工質(zhì)量和防滲性能,從根本上降低結(jié)構(gòu)的滲漏風(fēng)險(xiǎn),工字鋼接頭是理想的選擇,還可添加防繞流裝置,并在地下連續(xù)墻接頭內(nèi)側(cè)澆筑防滲漏扶壁柱進(jìn)一步強(qiáng)化接頭處的抗?jié)B性能。工字鋼接頭如圖1 所示。

        圖1 工字鋼接頭結(jié)構(gòu)示意

        2.3 管涌風(fēng)險(xiǎn)控制

        地鐵深基坑施工過(guò)程中必須注重控制管涌風(fēng)險(xiǎn),控制措施:①基底加固。管涌現(xiàn)象是由于承壓水頭壓力過(guò)大,基底土體壓力不足產(chǎn)生的,因此施工過(guò)程應(yīng)注意對(duì)基底進(jìn)行加固,可增設(shè)鋼板樁,使其滿足加固標(biāo)準(zhǔn);②制定切實(shí)有效的降水方案。結(jié)合工程實(shí)際,靈活采用各類井點(diǎn)降水方法降低地下水位,在降水效果生效前,還應(yīng)采取一定反壓措施防止管涌惡化;③一旦發(fā)生管涌現(xiàn)象,應(yīng)加強(qiáng)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè),并及時(shí)封堵滲透位置,澆筑混凝土增強(qiáng)反壓滲透的壓力,防止發(fā)生結(jié)構(gòu)嚴(yán)重位移和基坑周邊地面沉降,造成嚴(yán)重的安全事故。

        2.4 沉降風(fēng)險(xiǎn)控制

        深基坑的沉降風(fēng)險(xiǎn)不僅威脅著深基坑工程自身的施工安全,還會(huì)影響基坑周邊既有建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,帶來(lái)嚴(yán)重危害,施工單位應(yīng)重視沉降風(fēng)險(xiǎn)的控制和監(jiān)測(cè)??刂拼胧孩偈┕で芭挪榛又苓叺慕ㄖ肮芫€設(shè)施,布置控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)。指派一定數(shù)量的專業(yè)測(cè)量人員對(duì)沉降速率和累計(jì)沉降量進(jìn)行觀測(cè),及時(shí)反饋并嚴(yán)格控制;②基坑降水必須考慮工程特點(diǎn),盡量控制基坑降水對(duì)周邊地層的影響,組織高效率的土方作業(yè)減少降水時(shí)間,防止土體顆粒的過(guò)度流失;③基坑開(kāi)挖應(yīng)分段進(jìn)行,分區(qū)降水作業(yè)應(yīng)同步跟進(jìn)??刂瞥袎核^的下降速率,并及時(shí)開(kāi)展支撐作業(yè),避免土壓力不平衡產(chǎn)生沉降,確?;娱_(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定。

        2.5 其他風(fēng)險(xiǎn)控制

        其他風(fēng)險(xiǎn)控制措施:①信息化控制。得益于信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展,在地鐵深基坑施工中靈活運(yùn)用信息技術(shù),整合施工過(guò)程中豐富的信息資源,為促進(jìn)地鐵深基坑的安全施工提供更全面的信息支持;②加強(qiáng)連續(xù)墻變形監(jiān)測(cè)。深基坑開(kāi)挖階段,支護(hù)結(jié)構(gòu)易發(fā)生變形,施工過(guò)程中可利用測(cè)斜儀對(duì)連續(xù)墻的位移和變形量進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制,以輔助施工技術(shù)人員進(jìn)行判斷,提升地鐵深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能;③基坑外水位監(jiān)測(cè)。地鐵施工中深基坑安全控制應(yīng)對(duì)基坑外的微承壓水位和潛水位進(jìn)行監(jiān)測(cè),通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果確定地下連續(xù)墻的止水效果和漏水可能性,為指導(dǎo)深基坑進(jìn)一步施工提供數(shù)據(jù)參考。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        地鐵工程對(duì)于推進(jìn)城市建設(shè)至關(guān)重要,深基坑開(kāi)挖是地鐵施工中不可或缺的一部分,施工單位應(yīng)優(yōu)化地鐵深基坑施工方式,在提高施工質(zhì)量和效率的同時(shí),提升施工安全控制水平。結(jié)合工程特點(diǎn),全面分析地鐵深基坑施工過(guò)程中存在的安全隱患,運(yùn)用相應(yīng)的控制措施解決問(wèn)題,推進(jìn)地鐵工程建設(shè)的高效和安全。

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