复杂环境下地铁深基坑施工动态监测及应用

吴前进

中铁二十二局集团轨道工程有限公司 北京 100000

1 地铁深基坑施工概述

随着城市施工环境的越来越复杂，对于地铁深基坑施工也提出了严峻的考验，而且，地铁工程是一项重要的民生工程，受到了全社会的关注。鉴于此，在地铁深基坑施工过程中，首先，施工单位需要做好地质测量工作，在地质测量的过程中，不仅需要测量地下土层的结构，分析土层的稳定性，同时还需要做好周围建筑的调查工作。其次，施工企业结合地质调查的数据，科学合理地规划地铁工程的施工线路，保证地铁线路的科学性和合理性。制定科学合理的深基坑施工方案，加强对深基坑施工的监测，保证地铁深基坑施工的稳定性和科学性。最后，要加强地铁深基坑施工管理工作，保证地铁深基坑施工的安全性。

2 地铁深基坑工程施工的特点和难点

2.1 前期地下障碍物范围广、埋深

一般而言，城市地铁主要是为了缓解城市交通拥堵，所以，城市地铁主要是围绕着城市的市中心开展设计施工。但是，城市市中心的建筑密度大，而且，在城市发展的过程中，市中心经过了数次的改建或者是扩建，地下的障碍物比较多，并且埋深比较大。在进行地铁深基坑施工过程中，需要对这些障碍物进行清除，这样一来，不仅增加了城市地铁深基坑工程的施工量，同时也增加了施工的难度，对市中心的建筑影响也比较大。

2.2 地质复杂、软土地基地下水充足

城市地下土层比较复杂，在深基坑施工过程中，不可避免地会遇到硬土层和软土层。如果在施工过程中遇到硬土层的话，可以采用盾构施工或者是爆破施工的方式，施工的难度也并不是很大。但是，如果在地铁深基坑施工过程中遇到软土层的话，施工的难度则会比较大，究其原因主要是因为软土层的土质比较松软，并且软土层中的含水量比较大，很容易在施工过程中出现塌方的情况，严重地影响了地铁深基坑施工的安全性，同时也会对周围的建筑造成严重的影响，增加了地铁深基坑的施工难度[1]。

2.3 车站与周边保护建筑物距离近，保护要求高

城市地铁主要是解决城市交通拥堵，服务于城市的经济发展，所以，城市地铁建筑主要是围绕着市中心开展建设。这样一来，地铁车站与周围的城市建筑的距离就会比较近，有一些城市地铁站甚至与城市高大建筑采用了贴临的方式。这样一来，在城市地铁深基坑施工过程中，就需要采取有效的施工方式，避免对城市建筑的地基造成影响，还需要做好必要的支撑与保护，避免建筑地基出现倾斜或者是开裂的情况，影响建筑的施工寿命。

2.4 周边环境复杂

在城市地下，有很多的生活配套设施，比如，天然气管道、自来水管道、污水管道、电缆通讯管道等。除此之外，还有一些热力管道，这在一定程度上增加了地铁深基坑施工的难度，在地铁深基坑施工过程中，需要避免对生活配套设施造成破坏或者是影响，这就需要在地铁深基坑施工过程中，需要采取合理的规避措施，或者是修改地铁深基坑施工的线路，增加了地铁深基坑施工的难度。

3 地铁深基坑施工监测工作的目的及原则

3.1 监测工作的目的

地铁深基坑施工工程的规模比较大，在进行深基坑施工过程中，施工企业需要做好安全围护工作，要想做好安全围护工作，就需要科学合理地选择支护方式，而保证支护的科学性和有效性就需要进行监测。所以，在地铁深基坑施工过程中，需要对地铁深基坑的围护结构、支撑结构进行必要的监测。除了对深基坑工程施工进行检测之外，还需要对周围的建筑物、城市的综合管线、地面交通等情况进行必要的检测，避免对周围工程造成不必要的影响，保证地铁深基坑施工的安全性和稳定性，保证地铁深基坑工程施工的质量和效率[2]。

3.2 监测的原则

在地铁深基坑施工过程中，需要保证施工现场的安全性，同时还需要满足地铁深基坑施工的基本要求，保证地铁深基坑施工符合设计要求，满足地铁工程施工的实际需要，减少施工过程中的误差。

4 复杂环境下地铁深基坑工程的相关施工方案

在地铁深基坑施工之前，需要对周围的施工环境进行科学地勘察，勘察的内容包含周围的建筑情况，施工场地的土质情况。还需要对地铁深基坑施工方案进行反复地推敲，组织专家组对施工方案进行研究讨论，制定科学合理的施工方案。

4.1 坑壁支护方面

在深基坑施工过程中，如果深基坑的施工深度与周围的环境有差异，则需要采取不同的支护方案，所以，施工企业需要制定不同的支护方案。如果深基坑的坡度与周围的坡度不大于3m，在施工过程中可以采用一次性放坡的施工方式。如果深基坑的深度在4～5m 之间，则需要采用梯次放坡的施工方式。采用不同的支护方式，主要是为了保证深基坑施工的安全性。

4.2 坑边负荷方面

在深基坑施工过程中，不可避免地会在施工周围出现土方堆积的情况，为了避免造成深基坑塌方的情况，或者是土方坠落的情况，需要施工企业采取必要的保护措施，如果土方堆积高度不宜超过1.2m，最高不宜超过1.5m。

4.3 排水措施方面

地铁深基坑施工主要是户外施工，如果遇到强降雨，就会出现积水的情况，进而对地铁深基坑施工严重的阻碍。鉴于此，建筑施工企业需要做好排水工作，在对深基坑排水过程中，可以采用集水井的方式，将积水集中到排水井当中，然后利用水泵排水的方式进行排水，以此来保证地铁深基坑施工的安全。

4.4 上下通道方面

地铁站主要集中在地下，所以，需要地下通道，因为地铁深基坑施工的深度比较深，所以，对于上下通道之间也需要做好施工安排工作，需要使用专用的施工设备进行施工，并且做好施工人员的安全保护工作，进而保证地铁深基坑施工的安全性。

4.5 土方挖掘方面

在地铁深基坑施工过程中，主要是采用工程施工机械进行施工，施工企业需要保证施工机械的工作状态。在实际的施工过程中，严禁施工人员出现在机械操作范围内，只有到施工机械施工完毕之后，施工人员才能进入施工区域。另外，在交叉作业过程中，施工企业需要做好施工隔离工作，同时还需要保证施工电力的正常供应，避免因为施工对电气设施造成破坏。

5 地铁深基坑动态监测实施

5.1 常规监测

5.1.1 支护结构水平位移监测

在地铁深基坑施工过程中，支护结构发挥着重要的作用，是保证地铁深基坑施工安全的重要保障。所以，在对地铁深基坑施工过程中，施工企业需要加强对支护结构的监测。在检测之前，施工企业需要对原始的地质结构进行测量，掌握原始数据，然后，在支护结构的周围设置监测点，监测的主要目的就是避免支护结构出现水平位移的情况。需要注意的是，在实际观察的过程中，同一台观测设备需要同一人操作，以此来保证观测的准确性。

5.1.2 支护结构侧向位移的监测

地铁深基坑施工面积比较大，对土层的破坏也比较大，所以，土层在力的作用下，会出现不同方向的位移情况，在对地铁深基坑进行监测的过程中，不仅需要对支护结构水平位移进行监测，还需要对支护结构的侧向位移情况进行监测，以此来准确地掌握地铁深基坑横向位移情况。在对支护结构横向位移进行检测的过程中，检测的周围进行每日监测，只有这样，才能及时准确地掌握支护结构侧向位移的情况，以便于施工企业及时地制定科学合理的预防措施。

5.1.3 建筑物沉降、倾斜、裂缝监测方法

在对地铁深基坑施工进行监测的过程中，不仅要对支护结构的水平和侧向位移情况进行监测，还需要对周围的建筑物进行监测。因为地铁深基坑施工与周围建筑物的距离比较近，因此，很容易对周围的建筑物地基造成一定影响。鉴于此，施工企业需要加强对周围建筑物的监测，避免周围建筑物出现沉降、倾斜以及裂缝的情况，检测的周围为每日检测，及时发现周围建筑物的变化情况，及时采取有效的应用措施。

5.2 自动化监测

5.2.1 建筑物的监测

在对地铁深基坑施工监测的过程中，除了采用人工监测之外，还需要采用自动化设备进行监测，常用的自动化检测设备主要有静力水准仪和智能化测斜仪。对于自动化监测设备的监测点的选择上，施工企业需要结合监测对象的实际情况进行确定。需要注意的是，要避免对监测点造成破坏，还需要避免监测点发生较大的震动，以此来保证自动化监测数据的准确性。

5.2.2 临时立柱的监测

在地铁深基坑施工过程中，会使用到很多的临时立柱，这些临时立柱很可能因为施工因素的影响，导致临时立柱出现移动或者是倒塌的情况，为了保证地铁深基坑施工的安全性，施工企业还需要对临时立柱进行监测，及时掌握临时立柱的情况，采取有效的加固措施，保证施工人员和施工设备的安全。

6 动态监测可能产生的结果以及监测数据如何应用

地铁深基坑施工具有复杂性和艰难性等特点，为了保证地铁深基坑施工的安全性，需要施工企业采用必要的监测方式。在对地铁深基坑施工进行动态监测的过程中，需要严格地按照设计要求，保证监测数据的准确性，如果在监测的过程中发现异常情况，需要及时地向相关的负责人进行汇报，发出预警信息。相关的调查部门也需要针对监测数据进行调查，分析监测数据的变化的原因，进而制定科学合理的预防措施，保证施工人员的人身财产安全，保证地铁设计和施工的顺利开展。在对地铁深基坑施工采用动态检测的过程中，可能会出现不同的结果，特别是对于周围建筑物进行动态监测的过程中，相关的监测人员需要采用24h 值班的方式，第一时间发现监测数据的变化情况，及时地对周围建筑物进行加固或者是补救措施。对于地铁深基坑施工动态监测方面，施工企业需要保证监测人员的专业素养和综合能力，还需要监测人员具有高度的责任心，只有这样，才能保证动态监测的准确性和及时性。除此之外，在动态监测的过程中，还需要监测人员做好数据的对比和分析工作，对可能发生的情况进行分析，并且提前制定有效的措施进行预防，只有这样，才能保证地铁深基坑施工的顺利施工，保证地铁深基坑施工的效率和质量。

7 结语

地铁深基坑施工范围广，施工难度大，技术复杂，施工周期也比较长。地铁深基坑施工直接决定着地铁工程的施工质量和施工进度，所以，在地铁深基坑施工过程中，需要做好施工的动态监控工作，加大对动态监测团队的管理力度，保证动态检测人员的专业性，保证动态监测设备的先进性，只有这样，才能保证动态检测数据的准确性，便于施工企业及时制定科学合理的预防措施，保证地铁深基坑施工的顺利，促进我国地铁工程施工技术的发展。