地下變電站超深基坑綜合施工技術探討

陳 宏

（四川電力送變電建設公司，四川 成都 610000）

隨著經濟的發展，城市的規模不斷擴大，地下變電站在很多的城市中心地帶修建，由于地下變電站具有良好的電磁屏蔽特性，在城市中心地帶修建，很容易被公眾認可和接受，一般地下變電站和城市用電負荷中心區的輸電距離之間的路程較短，具有很強的覆蓋能力，并且效果直接明顯。雖然地下變電站的優勢很多，但另一方面需要注意的一點是，地下變電站的建設需要較高的資金投入，成本較高，費效比相對很高。

通過對相關的數據分析和研究表明，地下變電站、半地下變電站、地面變電站的造價比為5: 2.5-3:1，另外，地下變電站的建造以及后期維修、擴建都比較復雜。從短期來看，地下變電站需要投入巨額的資金，建造成本確實較高，但從電網的長期發展，乃至對城市的健康持續發展來說，對地下電網進行提前的規劃和布局，是經濟、環境共同發展機會成本比較小的一種手段。

1 地下變電站超深基坑工程施工的主要特點

地下變電站超深基坑工程的特點在目前主要表現是，深度增加、面積擴大、難度上升、風險性提高。基坑向深處開挖，隨著挖的范圍不斷擴大，周邊的建筑物、道路、市政地下管線及地鐵隧道等設施密集，施工場地更加緊湊，環境的復雜敏感性提高，基坑工程的施工風險日趨增加。

1.1 復雜性

地下變電站超深基坑工程的復雜是由于它包括土力學中的很多方面，牽涉強度、變形和滲流等領域，有的基坑土壓力過大導致支護結構的不穩定，有的基坑土中滲流引起土體破壞，有的基坑產生形狀的改變。由于基坑工程的施工涉及很多方面，當地的地質條件和水文情況對施工造成影響，相鄰基坑工程的建筑物、道路、市政地下管網及隧道等都具有不同程度的影響，基坑開挖如果防護措施做的不好，會對周圍的環境產生破壞作用。

1.2 風險性

地下變電站超深基坑作為一個地下工程，是一種與一般的建筑物不同的特殊工程構筑物，由于不均勻的地質條件，復雜的水文條件，給勘察帶來了很大的難度，測量結果精確度下降，基坑要選擇合適的支護形式，基坑開挖作業更加困難。基坑的風險性隨著開挖的深度和面積的增加不斷提高，基坑的施工時間都較長，容易受到天氣和周圍環境的影響，不利的條件增加了基坑施工的安全隱患，不注意進行防護，容易引發各種施工的事故。

1.3 時空效應性

科研手段的提高，施工技術的進步，超深基坑的設計和施工近年來有明顯的提高，在設計和施工的時候，注重時空效應的考慮。因為基坑開挖的深淺程度決定著基坑的穩定性，開挖的平面形狀影響著后期是否會產生變形的情況，基坑存放土體空間的大小影響著土體釋放應力的高低。

1.4 環境效應性

超深基坑工程影響的不僅僅是工程自身，隨著基坑的開挖深度增加，引起地下水位的變化，原來設計的基坑支護也會在各種應力的作用下產生結構變形和位置移動，對周圍的建筑物、道路、市政地下管網及地鐵隧道等帶來不良的反應，可能會使周邊的建筑物產生地面的沉降、道路開裂、地下管線變形，嚴重者導致地鐵停運。基坑開挖出來的大量土方需要運輸，會給城市道路的交通帶來不便。

2 超深基坑施工中的技術要素

2.1 基坑開挖的風險預防措施

施工前，基坑開挖要按照一定的施工原則進行，橫向時分塊進行，豎向時分層進行，要對開挖的深度進行嚴格控制，避免圍護樁在基坑支護支撐前的過長時間暴露，導致變形，開挖后及時架設鋼支撐。施工中，在進行施工的過程中要及時進行監測，由于開挖的過程中會產生意想不到的情況，要不停的頻繁進行監測，對各種數據信息進行及時分析研究，根據掌握的實時信息指導工程的施工。施工受地質條件和水文條件的影響很大，要對地質情況和水文狀況進行嚴謹的分析，對開挖過程中的地質和水文變化及時掌握，采取應對措施。

2.2 鋼管對撐失穩的風險預防措施

為了防止出現鋼管對撐中出現的不穩定情況，要嚴格按照前期制定好的施工方案進行。在基坑開挖的時候，挖到哪里就及時支撐鋼管。運用各種機械作業的時候，防止機器碰到支撐體導致體系破損。進行實時的工程檢測，如果發現收斂值出現異常的狀況，及時對情況進行分析。拆除鋼支撐體系的時候，監控體系的圍護結構，一旦出現異常，立即解決。在施工的現場要準備好各種各樣的應急設備，比如木樁、鋼鋸、釘子等，以防出現異常情況時不能及時的處理。

2.3 管線滲漏水造成基坑失穩引起坍塌的風險預防措施

施工之前檢查井內的水量多少，抽干井內的積水。基坑施工中，配備專業的人員每天檢查開挖后的樁間土土質及含水情況，把具體的情況記錄下來。一旦發現土層含水量增或側壁出現滲水的時候，立即上報部門的管理人員進行處理。為意外情況做好準備，準備好一定量的袋子、鋼管、木樁、鋼筋等應急設備放在基坑內，在緊急的情況下使用。

2.4 建筑物差異沉降超限的風險預防措施

實行實時的監測控制，可以及時掌握具體的情況。可以在建筑物的墻體上布置沉降監測點，及時掌握建筑物的傾斜程度和沉降限度，監測到建筑物差異沉降超出限度的數據信息時，立即采取有效的應對舉措。在鋼支撐拆除過程中，加強對圍護結構的監控量測，發現問題，立即解決。同樣，在基坑施工的現場要準備好各種各樣的應急設備，比如木樁、鋼鋸、釘子等，以防出現異常情況時不能及時的處理，給工程帶來的損失。

2.5 深基坑抗浮托的風險分析

對地下變電站的抗拔樁進行設計研究，可以根據情況選用選用不同的樁型，比如擴底抗拔樁和樁側注漿樁等，然后對這兩種樁型在工程的現場進行試樁，如果樁側注漿樁抗變形性能優于擴底抗拔樁， 而且樁側注漿樁施工周期短，那么， 施工的質量就比較有保證，因此，可以選用樁側注漿樁作為抗拔樁型。此外，還對深開挖卸荷條件下抗拔樁的受力特征和承載力進行研究，通過數值模擬計算來查明深層地下開挖對抗拔樁產生影響力的大小，如果發現工程對于等截面樁，其樁基承載力削弱達50%左右，可以在設計施工過程中對基坑抗浮托計算采取有效的應對措施。

2.6 深基坑支護結構選型的注意事項

隨著我國城市化的不斷發展，城市的人口增加，規模擴大，為了改變城市的發展狀況，逐漸加大了對地下空間的開發和利用。深基坑作業作為一門系統性的工程學科，充分利用在對地下空間的施工之中。由于地下變電站的超深基坑工程開挖的規模很大，容易受到周邊復雜環境的影響，工程的難度和風險性很大。但是近年來，隨著新技術、新工藝的大量出現，不斷完善了超深深基坑的設計和施工，施工的難度和風險性都有所下降，提高了基坑施工的安全性和可靠性，加強了對地下變電站超深基坑工程的各種管理。

城市深基坑平面結構型式大體可分為圓形、矩形、不規則形。從力學角度來說，圓形應是首選形式，圓形布置沒有應力突變點，在土壓力的作用下， 圓形基坑可以發揮圓拱效應和箍緊效應，確保結構的受壓均衡，可以充分發揮鋼筋混凝土的力學性能，且基坑整體的穩定性較強。矩形和不規則形由于存在結構拐點， 支護結構受力較為復雜， 基坑開挖深度較大時需設置多層支撐，容易造成滲漏，抗滲能力較低。

3 地下變電站超深基坑施工的風險控制措施

設計是工程施工的藍圖，合理的設計方案是工程施工的先決條件。作為工程的設計人員要在提高設計水平的基礎上，優化設計方案。設計的前期調研是是非常重要的，要確保設計與實際情況相符，必須深入實際，了解情況。在施工的過程中，設計人員也要深入現場，對實際情況研究，不斷修正前期的設計方案。工程的監理部門要對設計的圖紙進行重點審核，對深基坑工程設計進行嚴格把關， 確保工程的安全性。

3.2 審查施工方案

工程監理對工程的安全性有重要的作用，要對施工方案的操作性進行嚴格的把關。制定的施工方案要與施工單位的實力相匹配，確保有效實施。審核施工資源的準備情況，如材料、人力、機械設備是否準備就緒，做好施工之前的風險控制。要確保嚴格按照施工的方案進行，規范操作，確保安全。整個深基坑的施工過程以基坑開挖時空效應理論作為指導，充分發揮信息法施工作用，合理安排工序，確保施工的人性化。

3.3 施工方面

要選擇具有一定施工能力的施工單位承包工程。施工單位根據自身的施工資質、技術水平、機械能力、材料情況、人員配備等，衡量是否可以按照施工方案執行作業。因此，施工單位是否具有相應的能力，對各種資源進行配置，有效的實施作業是考察的關鍵。在工程施工招標的時候，選擇實力強、知名度高、技術和管理水平高的施工承包單位是工程安全建設的重點。

結語

[1]劉暉，楊宇，曹玉.地下變電站建設中的巖土工程問題[J].湖北電力，2011（04）.

[2]朱玉明，張永軍，沈瑞鶴.地鐵車站深基坑施工風險分析及控制[J].建筑技術，2011（01）.