地铁深基坑施工风险与控制策略分析研究

发表时间:2021/5/19   来源:《城镇建设》2021年第4卷4期   作者:高卉
[导读] 本文对地铁深基坑施工风险与控制策略进行分析,以供参考。

        高卉
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        摘要:由于地下工程施工过程中不可预见的风险因素较多,同时地铁线路多在人口和建(构)筑物密集的城区修建,一旦发生事故,破坏性强,损失惨重,社会影响大,因此地铁工程建设施工具有不确定性和高风险性等特点。地下水作为影响地铁工程建设施工安全风险的重要因素,是导致地铁建设过程中工程安全事故发生的主要原因之一。地下水施工处理是地铁施工过程中安全风险控制管理的基础工作,本文对地铁深基坑施工风险与控制策略进行分析,以供参考。
关键词:地铁深基坑;施工风险;控制策略
引言
        在我国多数城市中,地铁是非常重要的交通工具,为人们的生活提供者巨大的便利。因此,地铁工程的施工质量非常重要,如果在这个过程中出现问题,会使交通出现瘫痪,对人们的正常生活和工作造成非常严重的影响,并会引发社会恐慌。其中,地铁车站深基坑地连墙在开挖过程中不仅会受到复杂地质条件的影响,还会受到地下市政管线与建筑物的影响。另外,地铁项目基坑的结构非常复杂,需要的开挖深度也较大,在整个地铁车站深基坑地连墙的施工过程中,会存在非常多的质量问题,面对这些问题,应采取有效措施及时预防并实施补救。
1概述
        随着城市交通在地下空间中的拓展延伸,进一步提高城市地下空间利用率的难度也在不断增加。尤其在隧道等地下工程深度发展的城市中,老旧地段夹杂在高层住宅、商业中心、轨道交通的核心区域中,地段翻新过程中新建基坑的深度、周边环境的复杂程度都对设计、施工提出了更高的要求。新开项目在施工过程中是否能够保证基坑的安全及周边居民的正常生活,是深基坑施工需要考虑的重点问题。
2地铁深基坑施工面临的主要风险分析
        地质风险,在工程前期的勘测阶段,所获信息数据可能出现与现实不符的情况,这便会导致工程设计方案存在偏差,而对于地铁深基坑施工来说这些偏差可能带来难以估量的后果。工程设计环节会存在地面工作未完成的问题,使得地下勘测作业无法顺利开展,并且地下的环境较为复杂,勘察点有限无法全面勘察出施工区域具体的地质信息。所以,地质勘测单位需要进行设计与工程招标。目前建设领域的市场竞争日益严峻,投标单位可能会为了节约资金成本而要求施工单位承担地质风险,这本身便会提高地质风险的形成,并且岩土工程很多环节的风险因素常常难以规避,如岩土介质变异性及力学性模糊等,都可能会导致施工风险的形成。
3施工重点难点
        1)地铁区间隧道临近基坑南侧,最近处在基坑一倍挖深范围内,且隧道埋深与基坑底标高相近,与地铁的接近程度属于接近,在隧道外边线50m范围内均为规定的保护区。2)施工各工况中土方开挖对区间隧道造成的影响最大,主要是由于开挖卸荷导致隧道产生位移和隧道收敛变形,因此土方开挖各阶段均需要严密的安排。3)其余施工阶段对土体也有一定的扰动,同时项目处于地铁车站附近,人流量、车流量均较大,施工过程中对周边环境也有一定的影响,应当采用合理措施进行控制。4)该地块埋深20m~28m处的老粘土层为徐州特有的土层,土层中分布有不均匀的砂姜,地块中各个分区的承压水突涌风险均有不同。
4地铁深基坑施工风险的控制策略
        4.1强化过程控制
        (1)基坑开挖过程中包括无围护结构的放坡以及有围护结构的基坑,和地下水控制都要进行严格监管。对于基坑开挖来说,设计人员需要结合围护模式和基坑的深度、地质环境、温湿度条件、施工工艺等条件制定科学合理的基坑开挖规划方案,方案中需要包括分层开挖深度及流程、降水排水措施、质量控制措施、支护结构欺龄、建筑保护措施、管线保护措施等。因此针对围护系统也要控制好其中的细节,保证围护机构在之后的开挖过程中不会出现沉降、形变、渗漏问题。

(2)施工期间所用的设备不管是停放还是运作都要保证平稳性,对坑顶周边的振动荷载进行严格控制,大型施工设备需要与基坑保持合理距离,根据设备的重量和基坑支撑力等条件计算获得间距距离。施工设备及运输设备不能在开挖期间碰触围护结构和止水帷幕。(3)深基坑开挖到底至垫层底板施工之前都是风险问题的高发节点,所以需要尽快完成工程建设避免基坑的长时间裸露在外,规避雨水冲刷和其他影响,及时清底验槽,之后还要浇筑一层混凝土进行密封垫层需要保证对基坑的填满密闭,需要重点保证施工过程的安全性。
        4.2重视岩土工程研究分析工作
        岩土工程勘察是建设施工的基础工作,拟建场地的工程地质、水文地质条件直接影响工程设计的科学合理、施工的顺利开展和工程完工后的功能耐久性等,因此工程勘察准确性对地铁工程施工至关重要。施工过程中,施工技术人员要跟踪开挖岩土体情况,对开挖地层地质情况进行仔细研判,及时和勘察、设计人员反馈交流,动态修正前期工作,以便采取正确的工法措施推进施工,避免发生工程风险事故。
        4.3加强深基坑降水的管理
        地铁深基坑施工降水是确保深基坑开挖施工的先行条件,降水分包队伍、降水方案以及降水实施等方面都非常关键,都需加强管理,确保降水工作成效。对于降水施工管理,要从人员技术水平、材料质量(井管、滤料和滤网质量)、施工设备、井型选择与布置、成井质量、井管外回填砂砾滤水层、隔水密封层、抽水验收、备用电源等方面进行全过程控制。在基坑开挖施工之前,降水井应进行试抽水,通过基坑观测井、水位监测点分析基坑开挖所需开启的降水井,判别围护结构是否存在渗漏部位,分析降水对周边环境的影响程度。在施工过程中要加强对降水井的保护措施,防止损坏降水井,在结构主体未施工完前,严禁随意封井、废井。
        4.4基坑降水施工措施
        1)止水帷幕:为尽量隔断基坑内外的水力联系,该地块止水帷幕设计长度嵌入基坑底以下约10m,穿透相对隔水层;止水帷幕施工过程中应当控制桩身垂直度不大于1/200,同时桩与桩的搭接时间不得大于24h,避免出现施工冷缝,保证止水帷幕的连续性。2)基坑降水:由于老黏土层渗透性不均匀,减压井降水应当按照按需降水的原则进行;基坑降水是一个持续的过程,虽然本地块止水帷幕较深,理论上已充分隔断内外水力联系,实际抽水过程中应当时刻关注地下水位及坑外的地面沉降(地下水位下降累计不得大于1000mm,变化速率不得大于500mm/d);若监测达到报警值,应当立即停止抽水,并考虑进行回灌。
        4.5泥浆生产以及使用中问题的解决对策
        泥浆储存需要使用半埋式砖砌泥浆池,按照实际情况,设置2个泥浆池,盛装泥浆的容量应能满足坑槽施工时的泥浆用量。泥浆使用一个循环后,需要使用泥浆净化装置对其实施分离净化,并且要补充一些新制泥浆,以保障泥浆得到重复性的使用。在净化的泥浆中,要补充烧碱、重晶石粉以及钠土等,使净化泥浆恢复之前存在护壁性能。
结束语
        在基坑施工过程中,基坑整体变形较小,土方开挖及拆撑过程中地铁隧道监测均未出现报警,证明所采用的针对性措施有效地减小了对周边环境的影响,可作为参考为类似工程提供经验。
参考文献
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[4]苏婉君.地铁深基坑施工风险预测及可视化控制研究[D].华中科技大学,2017.
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