论文部分内容阅读
[摘要]随着近些年中国科技与经济的快速发展，城市地下空间开发也不断的加速，地铁车站深基坑工程也与日俱增。由于该工程多数地处城市市区，其自身的特点及建设环境的不确定性因素较多。因此，深基坑工程潜藏着较大的风险，这就需要对其风险进行评估，制定应急方案，从而有效控制施工风险，减少因风险而带来各种不必要的伤害与损失。本文以西安地铁一号线TJSG-15标半坡站为例探讨城市地铁车站深基坑施工中各种风险控制的问题。
[关键词] 地铁车站 深基坑施工 施工风险 风险分析与控制 应急预案
中图分类号：U231+.4文献标识码： A 文章编号：
前言
世界上已有100多座城市建成了地铁。我国目前已有19座城市拥有了地铁或正在建设当中。由于地铁线路多从市中心穿越，随着地下空间不断的开发，基坑也随之越挖越深、越挖越大。由于深基坑工程施工的影响因素繁多、风险级较别高等特点,容易导致事故的发生，这将会给国家和社会带来巨大的经济损失和不良影响。
一、深基坑的概述
深基坑工程是一个需要力学、结构、水文地质、土力学、地基基础、地基处理等多学科知识的综合工程，是集挡土、支护、降水、土方开挖、防水、主体结构施工等多环节的系统工程，深基坑工程具有临时性、复杂性、随机性和地域性等特点，任何一环节的失误都可能会带来事故的发生，是一项高风险性工程。
如何减少或降低深基坑工程施工风险,正确应对深基坑工程施工过程中发生的各种风险事件,已成为工程建设中相关术及管理人员的必修课。尤其是地铁车站深基坑施工，在施工前，相关人员应做好各种风险的科学分析、科学预测、科学评价，制定出相关的风险控制办法与管理措施，降低事故的发生，以保障工程质量与使用期限。
二、基坑施工中存在风险分析
1、施工环境分析
西安地铁一号线从后卫寨至纺织城段，线路全长约25.5公里，计划2013年9月通车试运行，全线车站施工工程中，TJSG-15标半坡站的施工难度大，各类风险因素多。
半坡站位于灞桥区堡子村大转盘五条（乐东路、动力东路、纺北路、纺建路、纺西街）交通要道交汇处的中心位置，车站设计为东西方向布置,设计为明挖地下三层车站，基坑开挖最大深度达27米，地下水位高、施工范围内管线密集，所属产权单位众多，管线改迁工程量大、困难多，施工干扰大。施工期间，前后进行三次改道施工，并设置32m钢便桥横跨西端基坑上部，基坑中部有一条东西走向与基坑斜交的光缆，复杂的管线和地理位置加大基坑开挖困难。而且在狭窄的施工场地内还有一座巨型雕塑，日常沉降监控技术及基坑支护要求高。施工期内因交通纾解被分为东、西两半互不连通，车辆、人流、物流相当密集，管线改迁难、交通纾解难、施工场地狭窄、工序转换频繁、机械投入量大。
2、主要风险分析
根据施工环境的分析以及施工图纸的研究，半坡站深基坑工程主要存在以下几项风险因素：
（1）地处环行交通要道，交通疏解难；交通车辆繁多，对基坑侧压力大。
（2）基坑西端南北方向架设军用梁钢便桥疏解交通，增大基坑施工难度。
（3）基坑地面线上高压电力电缆、通讯线缆、国防光缆等交织成网状，给施工带来较大的难度。
（4）基坑地面以下有多条给水管、排污管以及电力电缆管沟等，。
（5）基坑北侧有一巨型雕塑以及周边密集的建筑群等。
（6）基坑开挖深度大，地下水源丰富。
（7）基坑顶部的钢便桥下土方开挖、支撑架设难度大。
三、地铁车站施工风险预防对策与应急预案
1、基坑开挖前的管线调查与排查
基坑开挖前应结合施工图纸充分调查管线并排除或保护。通常在基周边人工开挖1m宽3m深的沟槽排查地下管线，必要时，在沟槽内以50cm的间距采用洛阳铲人工向地下开孔3-4m探查地下管线。查明所有管线后应召集各管线产权单位协商管线的改迁、废弃或保护等。
2、基坑开挖的预防对策
（1）严格按基坑开挖“纵向分块，竖向分层，横向先挖中槽后修边”的原则施工，施工时严格控制开挖深度，减少围护桩在支撑前的暴露时间。在开挖中间土方之后，及时将钢支撑架好，用以减少围护桩变形。
（2）在施工中，则应强化监测，监测包括基坑外建筑（构筑）物以基坑内围护结构、钢支撑、降排水以及坑内土方等，及时分析监测数据，利用监测信息对工程施工进行指导。
（3）随时了解地质变化，对于基坑侧壁会形成的渗漏水则应实施输排对策。
3、钢围檩、钢支撑失稳预防与措施
（1）风险预防：
①严格依据既定方案进行施工；
②在开挖基坑时，应先撑后挖；
③开挖中严禁挖掘机碰撞支撑体，以免损坏支撑体系导致失稳；
④加强监控量测（包括支撑轴力的测定）；
⑤拆除钢支撑时，重视监控量测围护结构，及时解决异常情况；
⑥现场备足扒钉、工字钢、电焊机等应急资源。
（2）应急措施：
①若钢支撑出现过大变形，则马上停止施工，实行加固应急措施。
②若支撑倒塌，则马上疏散人员，划出隔离带，由经验丰富人员统一指挥排险与抢救。
③若发生人身事故，则采取双面措施：扒土与临时支撑上部土体，避免出现二次塌方。
④在进行重物压伤人员抢救时，则调动相应设备展开现场抢救，并打开紧急安全通道，让抢救车辆畅通行驶。对于复杂的、危害大的塌方，则与安全部门一起协商解决方案。
4、管线渗漏水形成基坑失稳而导致坍塌
（1）风险预防：
①检查现况，抽排坑内积水。
②施工时，安排专职人员每天检查桩间土土质与含水状况，同时做好记录，若发现异常情况，及时通知相关部门，以采取有效应对措施。
③在基坑内，备足工字钢、钢筋、方木、编织袋、钢管等应急资源。
④强化沿线重点管线的监控量测，及时呈报全面、真实的监测数据，技术人员需认真分析数据，及早发现问题。
（2）应急预案：
①若因渗漏而发生塌方，则即刻将沙袋码放于塌方处，正确码放， 并于塌方处插入适量引流管，以引水疏排，确保流水而不流砂。此外，将提升水泵设置于基坑内，以抽排坑内积水。
②当疏排完水后，于塌方处进行打孔，将注浆管插入，于空洞处填充注浆。若浆压力符合要求后则不再注浆，在浆液有要求强度之后，请地下空洞探测单位来探测渗漏处隧道拱顶上方区域，未发现空洞时，则再进行。
③應急处理阶段，加强监测基坑四周管线。
5、钢便桥下施工
钢便桥下土方开挖以及支护难度较大，施工时应配备专职安全员全程跟踪监护。开挖前应制定专项施工方案，严格按照方案施工。桥下开挖时应采用如下的顺序进行开挖：人工开挖出一定的沟槽--采用60型小挖掘机开挖--采用PC230挖掘机开挖—达到支护要求后停止开挖—安装钢围檩钢支撑支护—开挖。
钢便桥下钢围檩、钢支撑架设无法使用汽车吊或地面门式起重机，因此，对于桥下重物起吊卸落所用设备的选择安装也是一个面临的难题。施工中可以采用在钢便桥下安装轨道和电动葫芦组装成起吊机；或者更简便经济的办法，直接采用手拉葫芦倒挂在钢便桥的军用梁上（采用此方法，需进行强度和受力计算）。
6、建筑（构筑）物沉降超限
（1）风险预防对策：
①于建筑物墙体处设置一定沉降监测点，强化建筑物的监控量测，重点监测其倾斜与差异沉降，若监测数据出现异常，立即分析解决。
②拆除钢支撑时，侧重监控量测围护结构，若有异常，即刻采取解决措施。③现场备足应急物资。
（2）应急预案：
①停止开挖，架设起全部可架设的钢支撑，且根据设计要求把轴力施加完成。②疏散建筑物内的人员，并警示带，安派专人防守。
③请有关专家进入现场，勘查后确定加固方案。
④确定加固方案后，立即施工。
⑤继续监测建筑物，并及时反馈以时刻了解建筑物动态。
⑥当建筑物的沉降速率趋向稳定，且经相关专家认可时，才可恢复施工。
四、结束语
深基坑工程是一项综合、系统工程，具有较高的风险性，特别是地铁车站深基坑工程。尽管在表现形式上，不同深基坑工程风险各异，但对其根本原因进行分析，在控制对策上还是相似的。在实际施工中应仔细分析基坑及周边环境、加强风险源的识别、审查施工方案、科学合理地组织施工、重视信息化监测以及编制应急预案。通过这些系统措施，从而有效控制风险，减少因风险管理不当而导致基坑事故，避免造成巨大损失与伤害。
参考文献：
［1］ 张雁，黄宏伟，万姜林，等． 地铁及地下工程建设风险管理指南( 试行) ［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，2007．
［2］ 徐兴华． 宝钢 1880 热轧漩流池超深基坑施工风险管理研究［D］． 上海: 同济大学，2007．
[关键词] 地铁车站 深基坑施工 施工风险 风险分析与控制 应急预案
中图分类号：U231+.4文献标识码： A 文章编号：
前言
世界上已有100多座城市建成了地铁。我国目前已有19座城市拥有了地铁或正在建设当中。由于地铁线路多从市中心穿越，随着地下空间不断的开发，基坑也随之越挖越深、越挖越大。由于深基坑工程施工的影响因素繁多、风险级较别高等特点,容易导致事故的发生，这将会给国家和社会带来巨大的经济损失和不良影响。
一、深基坑的概述
深基坑工程是一个需要力学、结构、水文地质、土力学、地基基础、地基处理等多学科知识的综合工程，是集挡土、支护、降水、土方开挖、防水、主体结构施工等多环节的系统工程，深基坑工程具有临时性、复杂性、随机性和地域性等特点，任何一环节的失误都可能会带来事故的发生，是一项高风险性工程。
如何减少或降低深基坑工程施工风险,正确应对深基坑工程施工过程中发生的各种风险事件,已成为工程建设中相关术及管理人员的必修课。尤其是地铁车站深基坑施工，在施工前，相关人员应做好各种风险的科学分析、科学预测、科学评价，制定出相关的风险控制办法与管理措施，降低事故的发生，以保障工程质量与使用期限。
二、基坑施工中存在风险分析
1、施工环境分析
西安地铁一号线从后卫寨至纺织城段，线路全长约25.5公里，计划2013年9月通车试运行，全线车站施工工程中，TJSG-15标半坡站的施工难度大，各类风险因素多。
半坡站位于灞桥区堡子村大转盘五条（乐东路、动力东路、纺北路、纺建路、纺西街）交通要道交汇处的中心位置，车站设计为东西方向布置,设计为明挖地下三层车站，基坑开挖最大深度达27米，地下水位高、施工范围内管线密集，所属产权单位众多，管线改迁工程量大、困难多，施工干扰大。施工期间，前后进行三次改道施工，并设置32m钢便桥横跨西端基坑上部，基坑中部有一条东西走向与基坑斜交的光缆，复杂的管线和地理位置加大基坑开挖困难。而且在狭窄的施工场地内还有一座巨型雕塑，日常沉降监控技术及基坑支护要求高。施工期内因交通纾解被分为东、西两半互不连通，车辆、人流、物流相当密集，管线改迁难、交通纾解难、施工场地狭窄、工序转换频繁、机械投入量大。
2、主要风险分析
根据施工环境的分析以及施工图纸的研究，半坡站深基坑工程主要存在以下几项风险因素：
（1）地处环行交通要道，交通疏解难；交通车辆繁多，对基坑侧压力大。
（2）基坑西端南北方向架设军用梁钢便桥疏解交通，增大基坑施工难度。
（3）基坑地面线上高压电力电缆、通讯线缆、国防光缆等交织成网状，给施工带来较大的难度。
（4）基坑地面以下有多条给水管、排污管以及电力电缆管沟等，。
（5）基坑北侧有一巨型雕塑以及周边密集的建筑群等。
（6）基坑开挖深度大，地下水源丰富。
（7）基坑顶部的钢便桥下土方开挖、支撑架设难度大。
三、地铁车站施工风险预防对策与应急预案
1、基坑开挖前的管线调查与排查
基坑开挖前应结合施工图纸充分调查管线并排除或保护。通常在基周边人工开挖1m宽3m深的沟槽排查地下管线，必要时，在沟槽内以50cm的间距采用洛阳铲人工向地下开孔3-4m探查地下管线。查明所有管线后应召集各管线产权单位协商管线的改迁、废弃或保护等。
2、基坑开挖的预防对策
（1）严格按基坑开挖“纵向分块，竖向分层，横向先挖中槽后修边”的原则施工，施工时严格控制开挖深度，减少围护桩在支撑前的暴露时间。在开挖中间土方之后，及时将钢支撑架好，用以减少围护桩变形。
（2）在施工中，则应强化监测，监测包括基坑外建筑（构筑）物以基坑内围护结构、钢支撑、降排水以及坑内土方等，及时分析监测数据，利用监测信息对工程施工进行指导。
（3）随时了解地质变化，对于基坑侧壁会形成的渗漏水则应实施输排对策。
3、钢围檩、钢支撑失稳预防与措施
（1）风险预防：
①严格依据既定方案进行施工；
②在开挖基坑时，应先撑后挖；
③开挖中严禁挖掘机碰撞支撑体，以免损坏支撑体系导致失稳；
④加强监控量测（包括支撑轴力的测定）；
⑤拆除钢支撑时，重视监控量测围护结构，及时解决异常情况；
⑥现场备足扒钉、工字钢、电焊机等应急资源。
（2）应急措施：
①若钢支撑出现过大变形，则马上停止施工，实行加固应急措施。
②若支撑倒塌，则马上疏散人员，划出隔离带，由经验丰富人员统一指挥排险与抢救。
③若发生人身事故，则采取双面措施：扒土与临时支撑上部土体，避免出现二次塌方。
④在进行重物压伤人员抢救时，则调动相应设备展开现场抢救，并打开紧急安全通道，让抢救车辆畅通行驶。对于复杂的、危害大的塌方，则与安全部门一起协商解决方案。
4、管线渗漏水形成基坑失稳而导致坍塌
（1）风险预防：
①检查现况，抽排坑内积水。
②施工时，安排专职人员每天检查桩间土土质与含水状况，同时做好记录，若发现异常情况，及时通知相关部门，以采取有效应对措施。
③在基坑内，备足工字钢、钢筋、方木、编织袋、钢管等应急资源。
④强化沿线重点管线的监控量测，及时呈报全面、真实的监测数据，技术人员需认真分析数据，及早发现问题。
（2）应急预案：
①若因渗漏而发生塌方，则即刻将沙袋码放于塌方处，正确码放， 并于塌方处插入适量引流管，以引水疏排，确保流水而不流砂。此外，将提升水泵设置于基坑内，以抽排坑内积水。
②当疏排完水后，于塌方处进行打孔，将注浆管插入，于空洞处填充注浆。若浆压力符合要求后则不再注浆，在浆液有要求强度之后，请地下空洞探测单位来探测渗漏处隧道拱顶上方区域，未发现空洞时，则再进行。
③應急处理阶段，加强监测基坑四周管线。
5、钢便桥下施工
钢便桥下土方开挖以及支护难度较大，施工时应配备专职安全员全程跟踪监护。开挖前应制定专项施工方案，严格按照方案施工。桥下开挖时应采用如下的顺序进行开挖：人工开挖出一定的沟槽--采用60型小挖掘机开挖--采用PC230挖掘机开挖—达到支护要求后停止开挖—安装钢围檩钢支撑支护—开挖。
钢便桥下钢围檩、钢支撑架设无法使用汽车吊或地面门式起重机，因此，对于桥下重物起吊卸落所用设备的选择安装也是一个面临的难题。施工中可以采用在钢便桥下安装轨道和电动葫芦组装成起吊机；或者更简便经济的办法，直接采用手拉葫芦倒挂在钢便桥的军用梁上（采用此方法，需进行强度和受力计算）。
6、建筑（构筑）物沉降超限
（1）风险预防对策：
①于建筑物墙体处设置一定沉降监测点，强化建筑物的监控量测，重点监测其倾斜与差异沉降，若监测数据出现异常，立即分析解决。
②拆除钢支撑时，侧重监控量测围护结构，若有异常，即刻采取解决措施。③现场备足应急物资。
（2）应急预案：
①停止开挖，架设起全部可架设的钢支撑，且根据设计要求把轴力施加完成。②疏散建筑物内的人员，并警示带，安派专人防守。
③请有关专家进入现场，勘查后确定加固方案。
④确定加固方案后，立即施工。
⑤继续监测建筑物，并及时反馈以时刻了解建筑物动态。
⑥当建筑物的沉降速率趋向稳定，且经相关专家认可时，才可恢复施工。
四、结束语
深基坑工程是一项综合、系统工程，具有较高的风险性，特别是地铁车站深基坑工程。尽管在表现形式上，不同深基坑工程风险各异，但对其根本原因进行分析，在控制对策上还是相似的。在实际施工中应仔细分析基坑及周边环境、加强风险源的识别、审查施工方案、科学合理地组织施工、重视信息化监测以及编制应急预案。通过这些系统措施，从而有效控制风险，减少因风险管理不当而导致基坑事故，避免造成巨大损失与伤害。
参考文献：
［1］ 张雁，黄宏伟，万姜林，等． 地铁及地下工程建设风险管理指南( 试行) ［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，2007．
［2］ 徐兴华． 宝钢 1880 热轧漩流池超深基坑施工风险管理研究［D］． 上海: 同济大学，2007．