基坑施工在地铁工程中的要点分析

詹友

（南京市公共工程建设中心，江苏南京210000）

0 引言

一般情况下，我国大部分地铁工程所处位置为城市中心，因此地铁基坑施工难度相对较大。在地铁基坑施工过程中，施工单位应严格按照各施工技术要点，对地铁基坑风险进行控制，确保地铁基坑施工安全控制、进度控制、质量控制符合要求。

1 工程概况

南京S8 线南延工程土建施工S8S-TA01 标起自大桥站，大桥站位于大桥北路与浦珠路交叉口，该站为换乘站，与同期11 号线换乘，预留远期延伸条件。出大桥站后延大桥北路向北铺设，在毛纺厂路口设弘阳广场站，出站后继续向北接入既有泰山新村站。线路全长2.1km，全部为地下线，共设地下车站2 座。

弘阳广场站位于大桥北路与毛纺厂路交叉口，跨毛纺厂路南北向设置。车站为地下两层岛式车站，站台宽度为11m，标准段跨度为19.7m，总长为230m，底板埋深为16m；车站共设4 个出入口、2 个风道、1 个消防疏散口，其中3 号出入口分3A、3B、3C 出入口，兼过街通道功能。车站主体基坑采用800mm 地下连续墙，为地下二层结构，主体基坑长约230m，标准段宽19.7m，深约16m。端头井处宽24.1m，深约17.9m。

2 地铁工程基坑施工主要技术要点

2.1 基坑围护支撑体系

在地铁深基坑施工过程中，其主要支护方式有喷射混凝土+土钉、地下连续墙+支撑、围护桩+支撑等方式，当前施工过程中围护桩+支撑的支护施工方式应用最为广泛。在使用该种支护方式进行施工的过程中，施工单位应以地下水位、土地压力以及土地环境等因素为基础，确定围护桩规格以及类型。在围护桩施工过程中，通常需要使用旋挖钻、冲击钻以及人工挖钻等技术，而旋挖钻和冲击钻对地质有相对较高的要求，在软土地层施工过程中，其成孔难度相对较大，且存在污染严重、噪音相对较大等问题。相较于上述钻孔技术，全套管回转钻成孔具有噪音较小、无污染、对地质要求相对较低等特点，因此在地铁施工过程中应用较为广泛，图1 为其施工图。

图1 全套管回转钻成孔施工图

钻孔施工后，施工单位应对冠梁处土方进行开挖，并及时将土方运出施工现场。土方开挖完成后，施工人员应对挡墙和冠梁进行施工，挡墙施工完成后，施工人员应使用土体对挡墙外的空地进行回填，保障其稳定性[1]。除此之外，在对冠梁进行施工之前，施工人员应严格按照要求对冠梁钢筋进行绑扎，进一步提高结构整体的稳固性和完整性。

为了使基坑稳定性进一步提高，施工单位应保障基坑钢管内支撑体系（见图2）的完整性。在施工过程中，施工单位应以土地压力值为基础，确定钢管长度以及厚度等参数，并严格控制钢管各接角处的角度。同时，为了防止脚部支撑出现滑动等问题，施工人员还应安装防滑装置。除此之外，在施工过程中，应采取边挖边撑的方式进行施工，避免产生钢管支撑力度和开挖深度不符合要求的情况。

图2 钢管内支撑体系图

2.2 土方开挖

在基坑开挖过程中，施工单位应按照“随挖随撑、分层分段、纵向分段、竖向分层”的原则进行施工。为了防止基坑出现塌方问题，对开挖段应及时进行支撑处理，避免土层存在暴露时间过长的情况。与此同时，在基坑开挖过程中，为了及时排出开挖施工中产生的水，应按照实际情况放置集水槽，防止地下水影响开挖作业。在分层分段开挖过程中，施工单位应从中间槽向两端进行施工。为了减少对周边环境的影响，施工人员应保留中槽两侧的土体，并搭建钢筋支撑结构。除此之外，在对局部基层进行开挖施工过程中，为实现土方运输的便捷，施工人员可以利用龙门架进行垂钓的方式将其运出。在土方开挖过程中，注意事项如下。

2.2.1 在土方开挖施工时，施工单位应按照施工标准，对分层分段开挖过程实施保护，进一步提高施工安全性。

2.2.2 施工人员应以钢筋支撑位置为基础，确定开挖深度以及方向。通常每层开挖深度应在钢筋支撑下方0.5m 左右的位置，每层土方开挖完成后，施工人员应使用钢筋支架及时实施填充，进一步提高基坑稳定性。

2.2.3 在开挖过程中，施工人员应及时对围护桩、基坑边角位置以及坑低等部位的杂物进行清理，保证开挖施工顺利进行。

2.2.4 当开挖施工到基坑最底部位置时，施工人员应提高注意力，防止围护桩被仪器碰撞，若必须要碰撞围护桩才能完成开挖施工，施工人员应先将部分围护桩桩头截掉再进行开挖施工。

2.2.5 在实施土方开挖前，施工人员应准确放置边坡线，与此同时，在开挖过程中，施工人员应实时关注边坡线，达到控制基坑承载度和开挖深度的目的。

2.3 基坑降水

在基坑施工过程中，为避免桩间渗水将泥砂带出，施工人员应使用降水井对基坑进行降水处理，确保基坑质量符合施工要求，图3 为降水井结构图。在基坑降水处理过程中，施工人员应严格控制降水抽水量，确保其水位高度符合设计要求，在控制水土流失的前提下，保证基坑稳定性。与此同时，在地铁深基坑施工过程中，可能会出现承水压较高的问题，因此施工人员还应使用专业设备进行降水处理。这样不但可以使地铁基坑稳定性得以提高，还可以减少基坑变形，达到提高基坑周围土体强度的目的。

图3 降水井结构图

2.4 深基坑远程监控

在对地铁基坑实施施工检测过程中，施工单位应在传统检测方法的基础上，结合先进的科学手段，对基坑施工进行远程监控。通过远程监控，不但可以对基坑牢固性和变形情况进行分析，还可以对支撑轴力、地表沉降等数据进行观测，保障基坑施工安全性。与此同时，为了保障远程监控的有效性，在进行远程监控过程中，施工单位应严格按照远程监控管理系统的结构进行管理。

3 地铁工程基坑施工存在的风险源

3.1 主观风险源

在对地铁基坑施工过程中，存在大量的主观风险源，这些风险源会使地铁工程施工安全性和质量受到严重影响，主观风险源如下。

3.1.1 施工单位应综合考虑各项影响因素，严格对施工区域进行施工勘测，合理选择地铁项目车辆段的位置。在车辆段选址过程中，通常应考虑岩土工程条件和人口流动密度两种因素。但是在实际操作过程中，由于经济和政治因素的影响，会使施工单位忽略地质条件的影响，导致地铁工程施工风险增加。

3.1.2 我国大部分地区地铁建设仍处于初期阶段，管理人员和专业技术人员极度匮乏，项目管理水平、监管部门管理水平相对较低，也会导致地铁基坑施工产生风险。

3.1.3 服务水平较差、设计理念老旧以及施工技术不娴熟等问题也是当前地铁基坑施工的主观风险源。

3.2 客观风险源

地铁基坑施工具有较强的综合性，因此其客观风险源的影响也不容小觑，客观风险源主要如下。

3.2.1 我国各地的地形、地质、地理条件各不相同，大部分城市地铁修建位置所处施工环境较为复杂，导致基坑施工风险增加。

3.2.2 地铁修建位置通常为繁华城市中心地段，因此在基坑施工过程中会涉及多个商用住房工程及市政工程，有产生冲突的可能，由此可能会导致地铁基坑施工进度受到影响。

4 地铁工程基坑施工风险控制及管理

4.1 严格筛查施工设计方案

部分施工单位为了提高基坑施工稳定性，会使用多层支撑、加密钢支撑的手段进行施工，这样不但缺乏可操作性，还会提高施工难度，反而不利于基坑施工[2]。在地铁基坑施工之前，施工单位应对施工区域实施勘察，确保勘察资料的准确性和真实性，随后施工单位应以勘察结果为基础，制定施工计划。与此同时，为了控制基坑施工风险，施工单位应根据实际施工情况，对施工方案进行审核，确保施工设计方案的合理性。

4.2 保证项目决策的合理性和科学性

在制定地铁基坑施工方案过程中，由于其涉及多个领域，因此施工单位应积极与环境、技术、财务等领域的专家进行沟通，提高项目决策的科学性和合理性，在控制地铁基坑风险和预算的前提下，进一步提高工程节约性和安全性，达到提高地铁工程社会效益和经济效益的目的。

4.3 建立和完善地铁基坑施工风险预警和评估体系

在地铁基坑施工过程中，施工单位应建立和完善基坑风险预警和风险评估体系，并对基坑施工进行监控，主要做法如下。

4.3.1 在施工过程中，施工单位应对各项数据进行检测，按照施工标准进行风险预警，并采取相应的措施控制风险，控制事故发生概率。

4.3.2 在施工方案制定过程中，施工单位应对基坑变形临界值进行检测，结合基坑质量、深度以及周边施工环境等因素，细化风险评估过程，为后续施工奠定基础。通过建立和完善地铁基坑施工风险预警和评估体系，合理防治施工风险，保障施工安全性。

4.4 严格控制各施工环节质量和安全

在对地铁基坑进行施工之前，施工单位应对施工设备和施工人员进行检查，确保设备质量符合施工要求，保障施工人员技术素质符合施工要求。与此同时，施工单位还应对施工人员进行岗前培训，提高其安全意识，降低施工风险。在地铁基坑施工过程中，施工单位应按照施工进度和组织要求，将施工程序划分成多个部分，严格按照施工顺序进行施工，并严格控制各环节施工质量，确保地铁基坑施工整体稳定性符合要求，进一步控制风险。除此之外，在对各关键部分进行施工过程中，施工单位应严格执行安全管理措施，保障施工安全性。

4.5 控制抢险风险

在对地铁基坑施工后，施工单位应严格进行事后控制，保障施工人员的人身安全，降低次生灾害风险。在设计抢险方案过程中，施工单位应根据周边环境情况，合理选择抢险地点，避免出现连锁反应，防止因抢险操作不当导致事故危害性进一步扩大。与此同时，在对某施工据点实施抢救过程中，施工人员应保护临近据点，做好隔离工作。抢险完成且确保其符合要求后，施工单位应立即恢复施工，保障施工进度。

5 结语

在对地铁基坑进行施工过程中，施工单位应根据实际施工情况，对基坑围护支护体系、土方开挖、基坑降水等施工要点进行控制，确保其满足施工要求。与此同时，施工单位还应分析施工中的风险源，制定控制施工设计方案，提高项目决策科学性和合理性，建立完善施工风险预警和评估体系，对施工风险进行控制，保障地铁基坑施工质量和安全性，为地铁整体施工奠定基础。