城市轨道交通地下车站附属结构深基坑围护渗漏风险监理控制

金 磊

（上海天佑工程咨询有限公司，200333，上海∥工程师）

在城市轨道交通地下车站建设中，附属结构深基坑工程通常在主体结构完成后再组织实施，其基坑深度一般比主体结构基坑要浅，所采用的围护结构形式比较多，常见的如SMW（劲性水泥墙）围护、钻孔灌注桩围护等。无论采用何种基坑围护形式，围护结构渗漏都是控制与防范的重点内容之一。在基坑施工过程中，如果控制不当，容易引发基坑安全事故。因此，如何采取有针对性的控制手段，避免或降低深基坑围护渗漏给基坑安全带来的不利影响，是参建各方共同面临的重要课题。监理方作为建设方委托的现场管理代表，只有在工作中不断积累风险控制经验，提高管理水平，才能更好地发挥监理方在建设管理体系中的作用，为深基坑工程的安全“保驾护航”。同时，开展监理风险控制总结，提高监理从业人员风险管理意识，确保监理方职责履行到位，也是监理方自我保护的需要。本文通过某地下车站深基坑渗漏风险监理控制过程的介绍，以供类似工程的风险监理控制作参考。

1 某附属结构深基坑工程概况

某地下车站2号出入口位于车站主体结构南侧（17～22轴范围）。该出入口与1号风井合并建造。其基坑平面呈长条形，结构外包尺寸南北方向宽约31m、东西方向长约43m，基坑开挖深度约8.7m（局部设备夹层落深段开挖深度约11.2m），采用明挖法施工。基坑竖向设置三道水平支撑，第一道为钢筋混凝土支撑（截面尺寸为800mm×800mm），其余为φ609mm钢支撑加双拼H型钢围檩，各道支撑间的竖向中心间距分别为1.73m、4.54m）。基坑保护等级为二级。基坑西南侧的泵站是基坑施工重点保护对象（见图1）。基坑距离该泵站出水总管控制阀门约3m，距离加氯间约10m。基坑围护设计为SMW工法桩（成桩直径φ850mm，桩长分别为19.5m、21m，H型钢采用“隔一插一”的形式，基坑西侧靠近泵站处采用“隔一插二”的形式），其28天无侧限抗压设计强度≥1.0MPa。

2 基坑围护渗漏风险监理的事前控制

2.1 基坑围护渗漏风险分析

该基坑施工的工期紧，施工环境复杂。在前期调查排摸基础上，发现基坑施工面临诸多风险，其中基坑围护渗漏风险发生的概率比较大。主要可能发生渗漏的重点部位有：

1）SMW围护与地下连续墙接缝处易渗漏。根据原围护体系设计，该基坑东、西、南三个方向采用SMW工法桩，北侧利用已完成的车站主体结构地下连续墙，由于SMW工法桩与地下连续墙整体刚度存在差异，两者接缝容易导致渗漏。经与设计协商，在SMW工法桩与地下连续墙接缝外侧采用高压旋喷桩止水（桩径φ800mm），其28天无侧限设计抗压强度≥0.8MPa。

2）SMW围护局部改用高压旋喷桩处理段可能发生泄漏。由于工期紧迫，受基坑内2根主要管线（见图1）影响（φ1 400mm上水管在围护施工阶段不能按需改迁，在开挖前才能废除；φ1 200mm上水管暂时无法改迁，需结构完成后才能改迁），导致SMW工法围护不能连续封闭。为赶进度，承包方经与设计方协商，原SMW围护受管线影响段改用高压旋喷桩内插H型钢的处理方案（成桩直径φ1 600mm），其28天无侧限设计抗压强度≥1.2MPa。采用大直径旋喷桩虽然理论上有一定可行性，但在实践后能否达到预期效果，存在不确定性。因此，基坑围护采用高压旋喷桩处理段可能是发生渗漏的部位。

图1 基坑围护结构平面示意图

2.2 基坑围护渗漏的后果分析

该基坑周边环境比较复杂。基坑西南侧为泵站，泵站范围内诸多设施的保护要求高（如泵站内房屋、设备基础、阀门井等），泵站内外管线和阀门多，且部分距离基坑比较近。在基坑开挖期间一旦发生基坑围护渗漏，如处置不当，不仅影响基坑本体的安全，而且会影响基坑周边管线的安全。

2.3 基坑围护渗漏风险的监理事前控制

1）调查排摸基坑周边管线。为配合车站出入口施工，在主体结构施工阶段改迁至该2号出入口上部的临时管线大部分需复位到车站主体结构上部。由于临时改迁涉及管线的类型和数量比较多，又分别由不同的单位负责实施，且周边管线分布情况与主体结构施工阶段已发生比较大的变化，因此在2号出入口施工前，监理方督促承包方再次进行了管线调查工作，经过排摸，掌握了周边管线的分布情况。为确保调查的准确性和真实性，监理方对需重点保护管线的调查情况进行了确认，并督促承包方及时办理管线监护手续。

2）及时办理围护结构变更手续。由于建设方原因使基坑范围内部分管线不能及时改迁，为满足建设方进度要求，原设计围护体系不能满足现场施工需要。虽然承包方根据现场情况提出了处理方案，但必须征得设计方同意。因此，监理方督促承包方事前及时办理了书面变更手续，作为监理控制的依据。

3）高压旋喷处理专项方案的制定与落实。虽然局部基坑采用大直径高压旋喷桩处理的工程数量不大，但为确保能达到预期成桩效果，同时成桩期间不影响周边重要管线的安全，监理方要求承包方制定了专项施工方案，并按照程序对方案进行了审批。在成桩施工期间，监理方对成桩质量各环节进行了监督检查。

4）φ1 200mm上水管保护方案制定与落实。由于φ1 200mm上水管在该出入口结构完成后才安排改迁，对该重要管线的保护工作将贯穿整个施工过程。为确保φ1 200mm上水管安全，监理方要求承包方制定了专项管线保护方案，并在征求管线产权单位意见后，对保护方案进行了完善。在施工期间，监理方依据方案监督检查了保护措施的落实情况。

5）围护渗漏处理应急预案制定与准备。通过分析发现，本工程的基坑渗漏风险较大。对于可能发生渗漏的重点部位，监理方要求承包方制定了围护渗漏处理应急预案，并针对开挖期间可能遇到的不同渗漏程度的情况，制定各类相应应急措施。监理方依据预案，在基坑开挖前督促检查承包方建立应急管理网络，落实应急物资。

6）监理方对基坑开挖条件的评估。本工程开挖环境比较特殊，根据设计要求，第一道钢筋混凝土支撑与第二道钢支撑的竖向间距比较近（第二道钢支撑在结构顶板以上，与第一道钢筋混凝土支撑的中心间距为1.73m），且在第一道支撑和第二道支撑之间的空间范围内还存在部分未改迁和需保护的管线。因此，经与建设方、政府监督部门协商，在完成第一道支撑和第二道支撑安装后，将基坑范围内需改迁的管线废除，对需保护的管线落实保护措施后，再组织正式的基坑开挖条件验收。在完成正式开挖前各项工作后，组织了基坑开挖条件验收，各方一致认为满足继续开挖的条件，并由参建各方负责人签署了“同意开挖”的书面意见。

3 基坑围护渗漏风险监理事中控制

在基坑开挖条件验收后，该基坑于2009年4月11日正式开挖。回顾整个基坑水平分块、竖向分层的开挖过程，监理方均安排人员对基坑可能渗漏部位进行了重点监控。

开挖期间SMW围护与接缝以及φ1 400mm上水管旋喷处理段的总体情况比较理想。除在开挖浅层范围（第二道钢支撑以上）时曾发现过少量渗漏，经监理方检查发现签发一份监理通知单后，承包方随即采取了堵漏措施，其余开挖段均未发现明显渗漏的情况，可以说通过采取技术措施在堵漏上取得了一定效果。

φ1 200mm上水管旋喷处理段位于基坑西南侧，该部位从第二道钢支撑以下土方开挖期间就曾先后发现过不同程度的渗漏状况，直至最后发生围护渗漏的险情。其险情大致可以分为以下几个阶段。

1）险情发生前的征兆阶段。2009年4月15日至4月17日开挖期间，在基坑西南侧φ1 200mm上水管旋喷处理段随着开挖深度的增加（第二和第三道钢支撑之间），发现有异常情况，主要表现在旋喷桩暴露后局部自立性较差，伴随出现少量渗漏情况。经监理方签发监理通知单要求承包方及时采取坑内堵漏措施后，虽然情况有所好转，但继续开挖仍存在一定隐患。从浅层开挖后暴露出的旋喷桩效果来看，成桩质量局部有薄弱环节，若进一步向下开挖，深层的旋喷处理效果存在不确定性。另外，由于西南侧有悬吊保护的φ1 200mm上水管，在发现少量渗漏到处理渗漏过程中，监测数据表明渗漏有上升的趋势。综上所述，为慎重保险起见，监理方组织承包方召开了专题分析会，分析先前基坑渗漏产生的原因，并拟定了如下继续开挖的应对措施。

·调整底板施工顺序，自东向西分块浇筑底板（先完成东侧底板，再完成设备夹层落深段底板，最后完成西侧底板），结构之间设置施工缝。

·在φ1 200mm上水管旋喷处理段的基坑外侧必要时各设置1口坑外降水井，一旦发现渗漏比较大的情况，辅助采取坑外降水措施，以降低坑外地下水位。并提前做好了补打坑外降水井的准备。

·坑外采取双液注浆填充，坑内安排人员继续重点关注西南侧开挖期间围护渗漏的发展情况，一旦出现异常做好坑外聚胺脂堵漏的准备。

·增加对φ1 200mm上水管监测频率，由原先24h1次，改为12h1次，必要时再加密监测频率。

2）险情发生与应急处理阶段。2009年4月21日基坑东区垫层施工完毕，进行底板钢筋绑扎，设备夹层落深坑已开挖至设计标高。下午15：00左右，在基坑西南侧第三道钢支撑以下范围开挖时，φ1 200mm上水管旋喷处理段随着开挖暴露后桩体出现局部坍塌，渗漏状况比较严重（渗漏位置距地面约6.5m）。出现险情后，监理人员及时将情况向建设方和监理方上级主管领导汇报，有关各方接报后立即到现场查看情况，并成立现场应急抢险领导小组，指导抢险工作。监理方先后参与了应急处理方案的讨论研究和处理方案落实的监督工作，并多次组织承包方召开专题会研究，分析发生渗漏险情的可能原因，认为地下障碍物和丰富的地下水影响了高压旋喷桩的成桩质量。为此，经研究先后采取了以下控制措施。

·对坑内因旋喷桩坍塌造成的孔洞采取水泥填充，并设引流管引水，另外采用钢板在外侧临时封堵。

·对应坑内发生渗漏的位置和深度，在基坑外侧压注聚胺脂止水。

·为提高基坑被动区土压抗力、控制基坑变形，在坑内已完成的设备夹层落深坑四周采取黄砂回填措施，并实施边坡防护。

·在基坑内设临时挡水坝，防止渗流水扩散，浸泡坑内土体。

·为防止φ1 200mm上水管发生爆管，经与上水管产权单位协商，采取临时停水措施，待险情有效控制后再恢复供水。

·为防范险情恶化，便于坑内作业人员能及时疏散。在基坑内设置正式上下梯笼，作为坑内“应急逃生”通道。

·加密监测频率，通过监测信息反馈指导现场施工。

·针对坑外不明“活水源”较多的情况，在基坑周边的阀门井内进行抽水。

4 基坑围护渗漏风险监理的事后控制

通过采取上述措施，虽然基坑围护渗漏情况基本得到了控制，但是基坑周边管线和地表变形速率并未明显放缓。为进一步控制和缓解因基坑围护渗漏对基坑本体和周边环境造成的影响，监理方多次组织承包方召开专题会议，研究商讨采取进一步深化补充措施以控制可能发生的险情。

1）督促承包方进一步增加现场劳动力投入，分区、分块调配人力，加快后续未完混凝土结构的施工进度。

2）为稳定结构回筑阶段基坑周边的变形，经与设计方协商，将西南侧裙边侧墙厚度增加。

3）应急抢险期间增加了临时斜撑，在结构底板上设置混凝土支座，形成了“抛撑“，可进一步控制结构回筑阶段的基坑变形，待正式结构全部完成后，再拆除“抛撑”。

4）对先前变形较大的阀门井实施跟踪注浆动态监测。监理方安排人员24h对注浆过程进行安全检查，定期向抢险领导小组汇报控制情况。待变形稳定后，再与管线产权单位协商，恢复供水。

5 基坑围护渗漏风险监理控制总结

该地下车站附属结构深基坑的施工风险高、难度大，由于种种原因导致基坑围护渗漏风险贯穿了整个施工过程，虽然通过采取一系列措施最终完成了工程任务，但是回顾施工历程，有以下两方面值得总结。

1）车站附属结构管线改迁的发包方面。目前地下车站建设中常见的管线改迁的模式是由建设方发包给专业管线单位分别实施。该工程基坑施工前由于建设方协调管线改迁工作滞后，为赶节点工期，在管线改迁未完成情况下被迫组织基坑施工。这给基坑施工安全埋下了诸多隐患。应该说，建设方负责管理前期管线改迁工作的模式有利、有弊。因此，选择其他发包模式（如将管线改迁工作委托给车站土建承包方）也值得尝试。

2）大直径高压旋喷桩的慎重选用方面。本工程围护施工阶段受大直径管线未改迁影响，局部围护采用了大直径φ1 600mm高压旋喷桩处理，主要目的是在确保工期的前提下能起到基坑防漏的作用。从实践效果看，不同位置成桩效果差别很大，其原因也是多方面的。旋喷桩直径确定是一个比较复杂的问题，在实践中为实现旋喷桩防漏目的，既要求成桩达到设计直径，又要满足相邻桩之间的有效搭接。目前高压旋喷桩成桩直径多在φ1 000mm及以下，超过φ1 000mm的大直径高压旋喷桩的施工经验需要不断总结和积累。因此，对于大直径高压旋喷桩的选用应慎重。

［1］中国建设监理协会.建设工程监理概论［M］.北京：知识产权出版社，2003.

［2］JGJ—2002建筑地基处理技术规范［S］.

［3］原文奎，党海军，郭庆昊，等.软土性质对基坑围护结构稳定性的影响［J］.城市轨道交通研究，2010（5）：75.