城市繁华地段明挖基坑风险源管控分析

武洪海

摘 要：在城市地铁明挖深基坑工程施工过程中，存在各种施工风险。文章以实际工程为例，首先对主要风险源识别进行分析，然后对主要风险源管控和应对措施进行了讨论，以确保施工安全。

关键词：繁华地段明挖基坑 地铁风险源辨识 风险控制措施

1.工程概况

青岛市地铁1号线工程井冈山路站属于T型换乘站，地处黄岛区域最繁华的地段，位于长江中路与井冈山路交叉口。附近的主要建筑物为利群集团、佳世客超市、世纪商城、家佳源超市车站总长297.9m，基坑宽度25.8～33.4m，深度17.7m，车站埋深3.7～4m。基坑范围内主要管线有路灯（DN50）、通信管（TX600×300、TX600×200）、雨水管（DN600、DN300）、污水管（DN400、DN800）等管线，需加强监测、做好应急预案，若管线出现渗漏情况，立即采取注浆加固等必要措施。

2.主要风险源分析

2.1基坑临近既有建筑物风险

井冈山路站位于黄岛区繁华地段，周边建筑物较多，主要是东南侧21m处利群集团超市（3层砖混结构），风险等级II级。基坑在开挖和支护作业过程中对使建筑物产生较大沉降、倾斜等风险事故。

2.2市政管线风险

井冈山路站大里程有一条的通信管线，位于基坑的中部；一条300×300mm电力管线，距离基坑北侧4m，东侧3m。地下管线风险等级均为III级。基坑开挖施工可能会导致管线沉降、破裂、损坏等风险。

2.3围护结构及基坑开挖自身风险

2.3.1支护结构失稳

由于地质条件、护筒周边土体加固不足、钻进工艺、钢筋笼上浮、卡钻、桩底沉渣过多、混凝土塌落度小造成桩身中断等原因导致桩身质量不合格；

由于施工预应力锚索，导致原有止水帷幕被破坏，锚索孔位置漏水，而且上部锚索在淤泥层和杂填土层，通过水的冲刷致使桩间土被带走，导致小范围的基坑塌陷；

预应力锚索在施作时由于多种原因不能及时张拉，长时间使基坑处于无支撑状态，导致基坑整体发生变形和失稳；

由于施工场地狭小，现场空间不足，个别大型机械或材料长时间放置于基坑附近，基坑边荷载过大，导致基坑失稳；

基坑未按照设计要求布设桩顶水平位移、桩顶沉降、锚索轴力、地表沉降、地下水位监测点等，并且监测频率不足，导致基坑某一项数据或多项数据超过规范的控制值，在对超标的数值召开分析会时，分析不到位，没有及时解决监测数据的问题。

2.3.2基坑坍塌

基坑坍塌的原因比较复杂，主要有基坑开挖深度过大未能及时按照时空效应进行纵向分段、竖向分层、横向分块、先支后挖；锚索张拉不及时、锚杆打设不及时；地下水处理方法不当；基坑围护结构变形过大；围护结构开裂、支撑断裂破坏。

2.4爆破风险

明挖基坑爆破开挖时会引起爆破飞散物事故、基坑塌方事故或管线损坏、建筑物沉降事故。风险等级为II级。

车站基坑爆破中，施工条件对个别飞散物距离影响很大，当单耗量过高或抵抗线过小，以及药卷位置不当时，容易产生爆破分散。

井冈山路站地处城市繁华路段，城市主干路井冈山路与长江路交汇处，交通量大，周围过往人员、车辆密集；同时，车站明挖基坑周围给排水管线、电力管线、通信管线较多，距离较近，爆破施工难度大，车站爆破施工需严格控制炮孔深度及起爆药量，否则容易出现基坑坍塌及管线损坏、建筑物沉降。

爆破施工点距支护结构3～5m时，如果爆破方法选择不当，可能会导致基坑围护结构失稳，甚至会产生基坑坍塌。

3.主要风险源管控措施

3.1基坑临近既有建筑物风险

3.1.1基坑临近既有建筑物风险控制措施

地铁车站明挖基坑开挖前，周边建筑物部分已建成，主要建筑为利群集团超市（裙楼3层，塔楼20层），佳世客超市（3层），世纪商城（4层）、家佳源超市，施工前对周边建筑物进行全面调查，根据调查的结果，考虑对車站基坑的围护结构影响。在施工前对建筑物布设沉降监测点，并取得初始数值，并按照图纸及方案要求的频率进行监测。施工前对基坑周边的主要建筑物进行房屋鉴定。

3.1.2车站基坑临近既有建筑物风险应对措施

立即执行应急预案，组织力量进行先期处置，迅速切断危险源，控制事态发展。立即撤离危险区域的施工人员，疏散周边无关人员。设立警戒线或警示标志，防止次生、衍生事故。加强现场监控，组织本单位技术人员对现场态势进行研判，调集本单位应急救援力量和物资，在确保安全的前提下，开展应急救援。

根据现场监测结果分析建筑物沉降过大的原因，召开监测报警分析会，各相关单位形成统一意见，及时处理建筑物沉降，如沉降继续加大应立即召开专家分析会，根据分析结果提出应对风险的措施，同时对沉降位置进行加固处理，提高地层承载力，调整其变形。

3.2市政管线风险

3.2.1市政管线风险控制措施

井冈山路站为明挖站，在地铁车站施工前，首先将详细调查市政管线的基础资料，包括其平面位置、直径、材料类型、埋深、接头形式、压力、建造年代等情况，并制定相应的保护和监测方案，以确保邻近市政管线的使用和安全。对市政管线均应设置位移、变形、倾斜、开裂振动监测点，加密监测频率，密切监视其动态，准备好预案对策，遇到发展趋势，及时加固处理。对市政管线日夜巡查并作记录，随时掌握周边动态并随时反馈信息。

3.2.2市政管线风险应对措施

（1）自来水、污水管线

首先立即与供水、污水单位联系，关闭阀门，与管线产权单位共同分析原因，及时做出应急处理措施，同时组织人员用水泵把水从基坑中排出，以防基坑积水过长对结构造成影响。

（2）电力管线

立即与沿线的电力公司联系，派专人维持现场，将管线位置用防护栏围好，远离人群，避免造成事态扩大，及时对电力管线进行抢修，并制定管线保護方案，防止造成更大的损失。

（3）通讯管线

如果是机械挖断的，应立即停止作业，通知管线单位及速向上级单位汇报，组织人员开挖管线断裂的周边土方，以便及时修复。如果是部队通讯电缆，应立即加强现场保护，派现场人员配合管线单位抢修，必要时动用机械设备。

3.3围护结构及基坑开挖自身风险

3.3.1围护结构及基坑开挖自身风险控制措施

按照专家评审的井冈山路站基坑开挖专项安全施工方案实施，遵循“分层、分段、平衡、限时”、“先支护后开挖、严禁超挖”的原则；重型车辆及设备进入基坑的施工便道，其坡面应进行支护，便道宽度应保证车辆正常行驶，坡度应≤12.5%；基坑开挖至坑底0.3m时停止机械开挖，采用小型机械配合人工开挖清底，禁止超挖。基坑内做好防洪措施，分段设置集水井，并通过水泵排除基坑外。深基坑施工，由于土方开挖影响邻近建筑物、构筑物和管线的使用安全，应事先采取有效措施，如加固、改迁等，以确保安全。按照图纸及监测方案要求布设监测点，每日对基坑的的桩顶位移、变形等进行监测。根据监控信息及时进行分析和反馈，制定相应处理措施。

3.3.2围护结构及基坑开挖风险应对措施

首先立即停止现场的基坑开挖支护作业，上报项目负责人，及时封闭塌方范围内影响的道路，并上报交通部门，进行道路调流，保证坍塌影响范围外的道路运行顺畅。及时疏散现场人员，如果塌方范围增大，立即组织对周边单位或住宅内的人员进行疏散；如塌方范围内地层存在管线，应通知相关产权单位，并配合对其管线进行处理，根据坍塌情况和发展趋势成立项目部现场施工指挥领导小组进行现场施工管理。

3.4爆破风险

3.4.1爆破风险控制措施

爆破飞石控制措施：对于部分裂隙发育、破碎严重、有夹层的岩石以及形状不规则的孤石，视情况减小爆破规模，或采用非爆破手段进行开挖。

优化爆破参数控制措施：根据试爆效果调整爆破参数。创造良好的自由面，直接覆盖防护。采用橡胶炮被覆盖，重点部位双层炮被覆盖，同时要提前做好爆破警戒工作。

3.4.2爆破风险应对措施

若爆破引起人员受伤事故，应立即停止施工，根据人员受伤程度，及时采取相应处置措施，避免出现伤情恶化或遭受二次伤害。设法控制或消除现场的险情。

若管线发生损坏，立即组织现场警戒人员封锁现场，阻止车辆、人员进入危险区域，同时联系管线产权部门派专业人员到现场处理，并向项目经理报告。管线修复前，不可继续施工。

若发生爆破作业引发的基坑坍塌事故，及时通知现场施工负责人，由施工负责人根据情况通知应急救援领导小组，同时组织救援工作，并启动应急预案，避免塌方范围扩大。

4.结语

综上所述，文章通过对基坑的周边建筑物、管线、结构自身以及爆破风险进行全过程辨识、分析、管控，达到了降低项目风险和减少风险损失的目的，值得参考应用。

参考文献：

[1]张顶锋.北京东部地铁车站明挖基坑开挖变形规律分析[J].铁道建筑，2015（10）：101-104.

[2]张明聚，由海亮，杜修力，等.北京地铁某车站明挖基坑施工监测分析[J].北京工业大学学报，2006（10）：874-878.