富水深大基坑施工安全風險管理重點及措施總結

王曉軍+劉江

摘 要：以烏魯木齊市地鐵高鐵站深大基坑工程的施工安全風險管理工作為例，除了近年行業內加強推行的“精細化管理”外，還提出了“結合特點，抓住重點，做出亮點”的管理思路，分析了工程的特點和重點，并結合“精細化管理”思路制訂、落實制度的具體措施，其中包括部分創新的做法。在烏魯木齊地鐵高鐵站深大基坑的施工過程中，項目部嚴抓日常施工安全管理，重點對邊坡防護、腳手架、群塔作業和富水基坑過冬等項目開展相應的管理工作，并取得了良好的實施效果，為開拓思路、做好項目管理工作提供了參考經驗和基本素材。

關鍵詞：地鐵施工；項目管理；安全風險；深大基坑

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.051

隨著全國地鐵建設的高速發展，各地鐵施工企業經驗比較豐富，項目管理體系、制度也日趨完善，但是，項目管理水平和效果卻天差地別。其實“辦法總比問題多”，在項目管理過程中，最重要的就是如何創新做法、有效落實管理制度。

1 工程概況

烏魯木齊軌道交通2號、4號線高鐵站是軌道交通2號、4號線與蘭新第二雙線烏魯木齊樞紐新客站的換乘站。2號、4號線站體為明挖雙層（局部三層）三跨和明挖四層（局部三層）三跨鋼筋混凝土框架結構。該基坑是烏市現有最深基坑，風險等級為一級，并且是不規則基坑（2號線長×寬為399.79 m×63.55 m，基坑開挖最大深度為26.81 m；4號線長×寬為243.56 m×43.66 m，基坑開挖最大深度為34.27 m）。基坑采用分級放坡開挖，土釘墻護坡。其開挖范圍內的地層主要是戈壁土、泥巖，場地地下水巖層分界面的滲漏水主要是降水和周邊地下水（由南向北補給），站位原狀為湖泊，地勢低洼，滲漏水量較大，影響了基坑的安全。另外，其周邊地上、地下基本無建、構筑物，僅臨近1座高壓線塔，而臨近的高鐵站在同步建設中。

2 工程安全風險分析

根據工程設計和實際情況，該工程的特點可概括為以下幾點：①該工程屬于深大基坑工程，是烏市目前最深、最大的基坑，富水且要過冬；②工程結構規模大，在主體結構施工時，腳手架工作量遠遠大于常規車站，相當于常規車站的5倍以上；③因為車站寬度大并且分為4個區域施工，不適用龍門吊和吊車，所以，施工組織設計采用6臺塔吊，其涉及群塔安裝和作業。由此可以判斷，該工程面臨的重要的技術風險有：深大基坑開挖支護、高邊坡作業、基坑降排水、基坑過冬、腳手架工程、群塔安裝和作業。

3 安全風險重點的管理要點

3.1 深基坑邊坡穩定措施

基坑由上向下開挖的地層主要為砂卵石、圓礫、強風化泥巖和中風化泥巖。基坑第一、二級邊坡位于砂卵石、圓礫層，地層穩定性相對較差，并且邊坡高度達10 m，所以，保證施工期間基坑邊坡的穩定性是安全風險管理的重點。管理要點包括以下幾方面。

3.1.1 堅持原則

堅持“分層分段開挖、及時支護”的原則。杜絕多層開挖，倒坡開挖，控制開挖面的長度、深度和坡度，控制超欠挖，并快速支護，盡早發揮支護的效能，從而達到控制和消滅破壞突破點的目的。分層分段開挖并支護有利于邊坡土體能量的釋放。

3.1.2 加強對土釘墻施工質量的控制

向質量要安全，以支護質量保證邊坡的安全系數。土釘墻施工工藝有定位、鉆孔，清孔、驗孔，插筋，灌漿、補漿，鋪鋼筋網、安裝壓筋，布排水管、噴射混凝土，每個環節都要嚴格遵守“三檢制”，上道工序合格并且相關負責人簽字后方可進入下一道工序。這樣做，不僅能夠保證土釘間距、角度和長度，還能保證灌漿的飽滿度，保證網噴混凝土的厚度。同時，要注意土釘成排，網噴面平整，這樣既能使土釘的受力作用機理滿足規范要求，也便于網片、壓筋延土釘的鋪設和安裝，從而保證了土釘墻的實體質量和表觀質量。

3.1.3 制訂環境保護措施

制訂臨近線塔的專項保護措施。因為該處無法放坡開挖，所以，將原定計劃優化為“圍護樁+錨索”方案。同時，還要與臨近高鐵站制訂施工設計、施工協調和相關已完結構的保護措施。

3.1.4 做好水的處理

由于地層含有間隙水，所以，為了減少地下水對邊坡穩定性的影響，在土釘和網片安裝完成后，按照設計，每層平臺都要設置泄水管、水溝、集水坑、排水泵和管路等排水系統。另外，要根據滲水情況，在滲點增設泄水管，保證系統通暢，能及時引排。

3.1.5 做好軟基處理

基坑地處泥塘，存在大量的淤泥，所以，會影響邊坡或用作場地范圍內挖除、換填等措施的落實。

3.1.6 加強監測和巡視

在現場基坑施工的過程中，要加強對車站結構自身和周邊環境的監測，保證車站在施工過程中結構自身和周邊環境的安全。當其變形嚴重，超過有關標準或場地條件變化時，應嚴密觀測；當大雨、暴雨或基坑邊載條件改變時，應及時監測；當發現危險事故征兆時，應連續觀測。在施工過程中，施工單位要安排專人巡視基坑邊坡及其周邊環境，發現問題要及時上報處理。業主可以委托第三方監測單位實施基坑及環境安全的日常監控工作，切實實現信息化施工管理。

3.2 高邊坡作業安全措施

3.2.1 基坑坑邊重載限制

基坑周邊是施工便道，為了避免重載車輛或其他堆載對基坑邊坡的穩定性造成影響，特制訂了以下控制措施：在基坑周邊設全封閉護欄，護欄上每隔20 m懸掛警示牌——“基坑邊2 m范圍嚴禁重載”，并在距離基坑邊2 m的位置涂刷一條黃色警戒線，特殊部位要設置限行隔離墩。在場地范圍內，車輛限速行駛，并指定工作位置，要求重車形式、工作在警戒線外，限制車輛跨越警戒線工作，嚴禁在警戒線內堆載材料。同時，要將坑邊重載納入日常安全巡視要點工作。

3.2.2 邊坡上作業安全措施

基坑邊坡每級平臺高約8 m，在施工過程中，監測，巡視，施做排水溝、抽排水等工作難免在高邊坡平臺上行走、作業。為了保證工作人員在邊坡平臺上行走的安全，特在平臺邊坡上1.0 m高的位置固定一道水平鋼絲繩，以此作為系鋼絲繩的固定點。鑒于此，項目部專門制訂了“高邊坡作業批準制度”——通道口上鎖，進入平臺作業必須填寫審批單，明確作業內容、時間、部位、人數、工作班負責人、管理監視人、是否已交底和是否已領安全帶，經過安質部長或安全副經理審批后方可領鎖上平臺作業。另外，進入平臺的人員必須攜帶安全帶，并將其掛設在水平鋼絲繩上，防止高空墜落。

3.3 深大基坑過冬安全措施

該車站是烏市地鐵首次深大基坑在結構未完成的情況下過冬，基坑深大、滲水量大并且長時間閑置、受凍，所以，需要引起各管理方的高度重視。管理要點如下。

3.3.1 專項方案，專題分析

在過冬前，要編制過冬專項方案，并組織專家論證，預見風險并制訂具體的應對措施。入冬前后和進入冬季時，要組織專家、相關方定期巡視、評估基坑的安全狀態。

3.3.2 基坑安全監控巡視

入冬停工后，要加強對基坑的監測和巡視，發現問題及時上報，并制訂相關的處理措施，確保基坑整體的安全性和穩定性。

3.3.3 基坑積冰、積水處理

在該工程中，地層含有地下間隙水，由于冬天下雪和地下水補給，導致基坑局部出現了不同程度的滲漏水現象，基坑內積水、流涎冰較多。因為地基持力層為泥巖，受水浸泡易膨脹，所以，要在入冬前制訂合理的開挖計劃，不過大地暴露地基，并且開挖完成的地基要在入冬前完成底板結構施工。在入冬前，要制訂積水、積雪、積冰的處理措施，入冬后專人留守負責清理。春融期，要加大抽排水工作的力度，清理、處理局部浸泡的地基。

3.3.4 做好對混凝土結構的監控工作

由于基坑內積水、流涎冰較多，地基為泥巖，所以，為了檢測已完成的結構下泥巖地基是否進水浸泡膨脹及其對結構的影響，為后續工程施工積累更多的現場經驗，要在已經完成的結構上標定測點，測定坐標和高程，并做好數據采集、記錄工作，待春融后再重新測定，比較數據，分析變化。入冬前，要確保混凝土達到臨界強度，春融后，檢測結構混凝土的強度，分析過冬對混凝土結構造成的影響。

3.4 腳手架安裝和拆除安全管理

該工程站的建筑面積約為7×104 m2，在主體結構中，滿堂紅腳手架的工程量非常大，約為常規車站的5倍，并且多為支撐架，是該工程安全風險管控的重點和難點。腳手架的施工管理主要包括方案審批、過程控制、檢查與驗收、停復工檢查、惡劣天氣過后對腳手架的檢查等。管理要點包括以下幾方面。

3.4.1 嚴把材料關

對于腳手架所用的鋼管和扣件，在其進場前，要先考察廠家，針對樣品主要檢查鋼管的壁厚、扣件焊接的牢固情況、支托的長度和直徑等，貨比三家，選擇質量優良的廠家作為供貨商。在材料進場后，要嚴格按照樣品的質量標準逐一檢查進場鋼管和扣件，并隨機抽取試驗試件送往安監站指定的實驗室檢定，待出具合格報告后這些材料才能投入使用。

3.4.2 把好方案關

編制詳細、合理的安全專項施工方案，并由總工和安全總監審核后，組織知名的專家評審、論證，力爭施工方案最優、最安全、最方便。待方案批準后，要嚴格要求現場施工按照制訂的方案實施。

3.4.3 抓緊人員安全教育關

在對工作人員的安全教育過程中，要做到以下幾點：①施工人員進場必須進行三級安全教育，考試、考核合格后方可進入現場施工；②腳手架搭設人員必須具有架子工證，并且經過項目專業培訓后才能上崗；③在腳手架工程正式施工前，由總工和安全總監牽頭對工作人員進行技術培訓和交底，提高作業人員的安全意識；④定期對腳手架施工人員進行安全教育，確保他們的安全意識在逐步提高，以保證施工過程中的操作安全。

3.4.4 嚴格過程檢查驗收關

在腳手架搭設的過程中，由技術員和工長按照技術規程檢查腳手架的搭設過程，完成后報項目總工和安全總監組織相關人員檢查驗收，合格后報安全監理工程師，監理驗收合格并簽證后方可投入使用。在檢查、驗收的過程中，如果發現問題，要立即由專人值班負責旁站整改，整改完成并復查合格后才能使用。

3.5 群塔作業安全管理

按照具體的施工情況設計總體部署，結合基坑的長度和寬度，確定該基坑采用5臺STT133型上回轉自升式塔式起重機，其工作最大半徑為55 m。在無附著架的情況下，塔式吊機最大的工作高度為45.61 m。地鐵施工很少使用塔吊，而管理人員群塔管理的經驗較少，所以說，它是安全管理的重點。其管理要點包括以下幾點：①制訂塔吊安全方案和群塔作業方案，并邀請機電專家審查；②委托專業隊伍按照方案安裝，安裝完成后，組織內部驗收，合格后報特種設備檢測中心驗收并備案；③建立專項運行管理責任制、巡查制度、維保制度和操作規程等，設機電部專人統籌管理，工程部、安質部部等做好相關的過程監察工作；④塔吊司機和信號工要持證上崗，定人定崗，現場要由專人負責統籌管理，統一指揮塔吊作業，以保證信號明確、指令唯一、聯絡通暢。

在塔吊作業的過程中，需要做好以下幾方面的管理工作：①做好塔機作業范圍和路線的管理。根據施工場地的劃分情況和其具體的需求，確定每臺塔吊的作業范圍，并制訂專門的行走路線。塔機垂直方向的控制要滿足工程結構的施工要求。為了防止塔機立體交叉碰撞事故的發生，凡是水平交叉的塔機，要求其塔身高度必須相差2 m以上，2個塔起重機之間的最小距離應保證處于低位起重機的臂架端部，并與另一臺塔塔身之間保持2 m的距離。②做好塔機的安全運行管理。低塔讓高塔，后塔讓先塔，動塔讓靜塔，輕車讓重車，客塔讓主塔。長時間暫停工作時，塔司機要將吊鉤起升到高處，小車拉到最近點，大臂按順風向停置。③塔機防碰撞措施。比如，吊鉤超高限位，回轉裝置的左右旋轉限位，變幅小車行程限位等。④做好塔吊的監測管理。由于塔吊基礎緊鄰基坑，所以，在基坑開挖期間，應監測塔吊基礎的變形情況，基礎沉降不得大于10 mm，基礎差異沉降不得大于5 mm。塔吊的垂直度偏差允許值為4‰. 在塔吊使用過程中，如果塔身垂直度超限，應立即停止施工，與塔吊廠家分析、解決這一問題，確保塔吊自身的穩定性。⑤做好塔吊設備的日常檢查、保養、維修管理和鋼絲繩的保養工作。

4 結束語

雖然烏市地鐵首次實施了規模較大的富水深大基坑施工，但是，管理人員在執行各方面管理制度、辦法，保證日常施工安全的同時，結合工程的自身特點，分析并掌握了工程的安全風險和重點內容，并根據其特點和重點內容制訂了針對性強、有效、具體的安全風險管理措施，使工程的重大風險得到了有效控制。在基坑開挖完成后，基坑開挖和支護安全、穩定，地表沉降最大為17 mm；腳手架工程施工規范、安全、可靠，受到了安監站、業主的多次表揚；塔吊運行正常、管理規范。安全管理工作重點突出、全面精細，實現了工程全年零事故，進一步驗證了“辦法總比問題多”這句話，驗證了“結合特點，抓住重點，做出亮點”思路的有效性。文中提到的思路、分析方法、結果和具體措施，為地下明挖基坑工程施工管理者開拓管理思路、做好項目管理提供了參考經驗和素材。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕