地铁车站深基坑施工安全风险监测控制技术研究

摘要：由于影响地铁车站深基坑施工安全性的因素是多元的，导致对其的监测控制难度较大。基于此，分别从围护结构施工质量缺陷、土方开挖合理程度两个角度，对深基坑施工安全风险进行全面监测识别。针对不同的风险状态，设计以施工材料、施工工艺、施工过程、施工管理以及施工流程为核心的风险控制技术。测试结果显示，地铁车站深基坑施工的安全验收结果均合格。

关键词：车站深基坑；风险监测控制技术；围护结构；质量缺陷

0 引言

围护结构作为基坑施工中的重要组成部分，其施工质量直接影响到整个基坑的安全[1]。如果围护结构存在施工质量缺陷，如围栏安装不规范、混凝土浇筑不密实等，可能会导致高处坠落、影响混凝土质量等事故。这些事故不仅威胁到施工人员的生命安全，还会对工程进度和成本造成严重影响[2]。

土方开挖是基坑施工中的重要环节，如果开挖方式不合理、开挖速度过快、开挖深度过大等，可能会导致土方塌落、滑坡等安全风险。在基坑施工中，确保支撑系统及时安装和稳固是防止基坑坍塌的重要措施。如果支撑系统不及时或安装不牢固[3]，可能会导致基坑坍塌。另外，地表水和地下水的处理也是影响安全的重要因素。如果地表水和地下水处理不当，可能会导致水土流失、地面塌陷等安全风险。这些风险不仅会破坏生态环境，还会对周边居民的生命和财产安全造成严重威胁[4]。

地铁车站深基坑施工安全风险监控极为必要。一方面，通过对地铁车站深基坑施工过程进行安全风险监控，可以及时发现和解决存在的安全隐患，有效预防安全事故的发生。另一方面，也可以规范施工人员的操作行为，提高施工的整体安全性，保障施工人员的生命财产安全[5]。从整体角度分析，安全风险监控不仅可以保障施工过程的安全性，还有利于及时发现和解决工程质量问题，保障工程的质量和稳定性[6]。

基于此，分别从围护结构施工质量缺陷、土方开挖合理程度两个角度，对深基坑施工安全风险进行全面监测识别。以实际工程案例为基础，针对不同的风险状态，设计以施工材料、施工工艺、施工过程、施工管理以及施工流程为核心的风险控制技术。

1 工程概况

坪山站地铁车站深基坑施工项目项目位于坪兰路、和乐路与站前路交叉口，沿站前路东西方向敷设。站前路规划道路红线宽50m，现状道路宽50m，为双向八车道。坪兰路道路规划红线宽40m，道路现状宽40m，为双向六车道。和乐路道路规划红线宽40m，道路现状宽40m，为双向六车道。站前路为深圳市龙岗区、坪山区东西方向主干道，路面车流量大，交通繁忙。

车站北侧为坪山高铁站（距离车站围护结构外皮160m，约为7倍车站高度），南侧为华友艺科技与3栋一层民房（距离车站围护结构外皮20m，约为1倍基坑高度）。一期管线迁改过后，影响主体结构施工的管线均已迁移到基坑范围外。基坑开挖阶段需做好监测及保护工作。

影响车站结构施工管线位置统计如表1所示。其中，施工阶段在渡线左侧设置废水泵房，从车站两端向废水泵房找坡，K27+785.834～K27+945.304段的坡度为0.2%，K27+945.304～K28+06.274段的坡度为0.2%，K28+06.274～K28+66.534的坡度为0.2%，车站范围地面标高中间高两边低。

2 深基坑施工安全风险监测识别

在对地铁车站深基坑施工安全风险进行分析时，本文充分考虑了深基坑施工安全风险的构成情况，分别从围护结构施工质量缺陷情况、土方开挖合理程度两个角度展开监测识别分析[7]。

2.1 围护结构施工质量缺陷情况

对于围护结构施工质量缺陷情况的分析，主要围绕围护结构的完整性以及应力分布情况进行[8]。具体的围护结构施工质量缺陷风险可以表示如下：

R（x）=λr∑q（x）+br q（x）+εr （1）

式中：R（x）表示x深基坑施工中，围护结构施工质量缺陷风险情况。q（x）表示围护结构施工质量缺陷风险因素，具体包括围护墙体质量达标情况、围护墙体安装精度情况、围护墙体钢筋工程缺陷情况、围护墙体混凝土质量的达标情况以及围护墙体施工的规范程度。λr表示各围护结构施工质量缺陷风险因素对深基坑施工安全的影响程度。br 表示各围护结构施工质量缺陷风险因素之间的关联。εr表示围护结构施工质量缺陷风险因素存在的误差。

2.2 土方开挖合理程度风险情况

地铁车站深基坑施工阶段，土方开挖合理程度的风险情况可以表示为：

W（x）=λw∑T（x）+bw q（x）+εw （2）

式中：W（x）表示地铁车站深基坑施工阶段土方开挖合理程度的风险情况。T（x）表示土方开挖合理程度的风险因素，具体包括土方开挖顺序、土方开挖分层厚度、土方开挖坡度、深基坑支撑结构入土深度、深基坑支撑结构整体刚度、深基坑内支撑轴力，深基坑所处环境的土质条件以及气候条件。λw表示各围土方开挖风险因素对深基坑施工安全的影响程度。bw表示各围土方开挖风险因素之间的关联程度。εw表示各围土方开挖风险因素存在的误差。

综上所述，从围护结构施工质量缺陷情况、土方开挖合理程度角度，实现对深基坑施工安全风险的全面监测识别，可为后续的风险控制提供可靠的基础。

3 深基坑施工安全风险控制技术

3.1 围护墙体结构施工质量控制

在对地铁车站深基坑施工安全风险进行控制时，充分结合地铁车站深基坑施工安全风险的监测结果，构建如图1所示的围护墙体结构施工质量风险控制方法。

3.1.1 围护墙体质量

采取合适的施工工艺和技术，确保墙体材料和施工方法符合设计要求和相关标准。加强现场监督和管理，对每一道工序进行质量检查和验收，及时发现和解决质量不达标的问题。定期进行质量检测和评估，对质量不达标的地方进行返工或补强。

3.1.2 围护墙体安装精度

采用可靠的安装方法和工艺，保证墙体的稳定性和垂直度。在施工前进行精确的测量和定位，确保墙体安装的位置和尺寸符合设计要求。加强现场监督和管理，对安装过程进行实时监测和校正，确保安装精度符合要求。

3.1.3 围护墙体钢筋质量

选用符合要求的钢筋材料，并按照设计要求进行钢筋加工和绑扎。加强钢筋工程的施工管理和监督，确保钢筋工程的施工质量和安全。在施工过程中进行质量检测和评估，及时发现并纠正钢筋工程的缺陷。

3.1.4 围护墙体混凝土质量

选用符合要求的混凝土材料，并按照设计要求进行混凝土配合比设计和搅拌。加强混凝土工程的施工管理和监督，确保混凝土工程的施工质量和安全。在施工过程中进行质量检测和评估，及时发现并纠正混凝土质量不达标的情况。

3.1.5 围护墙体施工质量

加强施工人员的培训和教育，提高施工技能和质量意识。建立完善的施工规范和管理制度，确保施工过程的有序和安全。在施工过程中进行安全检查和监督，及时检查和纠正施工中不规范的行为。

3.2 土方开挖合理程度风险控制

针对地铁车站深基坑施工中的土方开挖合理程度风险，具体的控制措施如图2所示。

3.2.1 土方开挖顺序

对于土方开挖顺序不合理风险，在施工前进行详细的施工组织设计，确定合理的土方开挖顺序和方案。根据基坑实际情况和周围环境因素，制定分阶段、分区域的开挖方案。加强现场监督和管理，遵循先撑后挖、分层开挖的原则，确保开挖顺序的合理性和安全性。

3.2.2 方开挖分层厚度

针对土方开挖分层厚度不合理风险，根据设计要求和施工组织设计，确定合理的土方开挖分层厚度和分层数。在施工过程中加强现场监督和管理，确保分层厚度符合要求。

3.2.3 方开挖分层坡度

针对土方开挖坡度不合理风险，根据设计要求和施工组织设计，确定合理的土方开挖坡度和放坡高度。在施工过程中加强现场监督和管理，确保坡度符合要求。在放坡开挖时，设置监测系统对边坡稳定性进行实时监测和控制。

4 测试与分析

在具体的测试过程中，将文献[5]提出的施工安全风险监测控制技术以及文献[6]提出的施工安全风险监测控制技术作为对照组。

zSjYvOHLW/4PspSdo1AX2IARloW5v528TGVs4Y+Spu0=

在具体的测试过程中，对安全风险因素的主要控制技术进行验收，得到的结果如表2所示。

结合表2所示的测试结果可以看出，在3种不同地铁车站深基坑施工安全风险控制技术下，本文设计技术对应的安全状态验收结果均为合格，表明整体施工项目处于安全状态，可为实际的施工推进和施工人员提供可靠的保障。

5 结束语

本文提出地铁车站深基坑施工安全风险监测控制技术研究，充分考虑了地铁车站深基坑施工安全风险因素构成以及表现形式，采取针对性的监控技术，切实实现了对深基坑施工安全风险状态的有效监控。希望本文的设计与研究成果，可以为相关深基坑工程的安全施工提供帮助。

参考文献

[1] 吴波，杜君，温小栋，等.基于改进熵权-DEMATEL-ISM的富水软土层深基坑施工安全风险评估[J].中国安全生产科学技术，2023，19（10）： 106-114.

[2] 莫乃学，哈吉章，陈世胜，等.基于蛛网模型的膨胀土地区深基坑施工安全风险分析[J].工程与建设，2023，37（4）： 1262-1266.

[3] 王乾坤，朱科，郭佩文.DEMATEL和模糊认知图在地铁深基坑施工安全风险动态评估中的应用[J/OL].安全与环境学报， 2023，8（470）：1-10.

[4] 黄华.基于AHP-模糊综合评价法的深基坑施工安全风险评估研究[J].江西建材，2023（1）： 373-375+378.

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[6] 胡园园，刘俊生，王行风.基于BIM与知识图谱的深基坑施工安全风险识别研究[J].金属矿山，2023（9）：180-186.

[7] 何燕，李晓阁，杨莉琼，等.基于动态故障树的深基坑施工安全风险分析[J].建筑经济，2022，43（S1）：323-327.

[8] 靳隆.深基坑施工安全监控及风险预警系统探究[J].中国建筑装饰装修，2022（3）：181-182.