地鐵深基坑施工安全控制框架思路構建

魯 俊

（中國建筑第四工程局土木公司，廣州 深圳 518000）

近年來，我國不斷加大地鐵建設投入，全國各大城市紛紛興建起地鐵；在此背景下，地鐵深基坑的開挖規模越來越大，開挖深度不斷加深，隨之而來的各種不可測、不可控因素也越來越多，風險越來越大。需要認真研究深基坑施工中出現的各種風險，重視施工安全控制。

1 地鐵深基坑施工中常見的各種風險

1.1 基坑超挖

當前，地鐵施工往往采用粗放式施工模式，一些施工單位為了搶工期，盲目加大施工進度，導致出現基坑超挖，繼而造成基坑圍護墻和支撐受力發生變形，基坑坡頂嚴重超載，變形量增大，甚至造成支撐倒塌。

1.2 降雨引發的各種問題

一些施工單位在深基坑施工中沒有做好圍護結構，圍護結構上留有裂縫，導致降雨滲入；在進行深基坑施工時，放坡太陡，由于施工期間大量降雨，導致基坑發生縱向滑坡，沖垮支撐；在進行深基坑施工時，沒有注意到基坑土體過于松散，在施工期間適逢長時間連續降雨，造成土體滑坡，鋼支撐發生位移[1]。

1.3 地下水問題

有些地鐵深基坑施工中，出現地下水滲出、透水、涌砂等險情，嚴重影響施工安全。地下水滲漏、涌出，會導致基坑護坡結構變得不穩定，繼而造成斜坡崩潰，甚至使整個基坑喪失穩定性。

2 運用PDSA循環，構建地鐵深基坑施工安全控制框架

2.1 PDSA循環

PDSA循環是美國專家愛德華茲·戴明博士提出的一種項目質量管理方法，該循環包括計劃 （PLAN）、執行 （DO）、檢查 （CHECK/STUDY）、處理 （ACT） 四個循環反復的步驟，實踐證明，PDSA循環的確可以有效地提高項目施工質量。

2.2 運用PDSA循環，構建深基坑施工安全控制框架

2.2.1 強化事先控制，完善基坑設計方案

地鐵深基坑深度往往在16～20 m之間，其長度可達200～400 m，其寬度可達18～20 m[2]。一旦出現安全問題，對整個地鐵項目建設都會造成極為不利的影響。因此，技術人員首先必須強化事先控制，完善基坑設計方案。這需要技術人員對現場進行詳細踏勘，了解基坑深度1～2倍半徑內的周邊狀況，詳細分析現場土層的內摩擦角、內聚力，詳細研究現場地下水水位，根據土體的基床系數，基坑開挖影響范圍以內建筑物荷載、地面超載、施工荷載、現場各層土層厚度以及各土層的具體物理力學參數 （包括主動土壓力、被動土壓力、土體的含水量、土體的壓縮模量、壓縮指數、固結系數、回彈指數、滲透系數等等），精心設計、完善基坑設計方案。尤其要反復計算支護結構的穩定性、基坑抗滲流穩定性，確保萬無一失。

2.2.2 通過事中控制，抓好深基坑施工

基坑設計方案制定完畢后，技術人員須做好技術交底，督促施工人員嚴格按照設計方案施工。

在進行放坡開挖時，可采用自然放坡或直立開挖，若基坑深度過大，可采用分級放坡開挖，分塊、分段、分層開挖，保持基坑的對稱性，防止發生變形，還應對放坡面采取必要的保護措施[3]。若現場土質為黏土、粉質黏土或砂土，挖方深度不宜超過3 m，邊坡坡度控制在1∶1.00～1∶1.25之間；若現場土質屬于碎石土，挖方深度不宜超過12 m，邊坡坡度控制在1∶0.50～1∶1.50之間；基坑四周地面須開挖排水溝，防止雨水滲入。在放坡施工過程中，還須實時掌握基坑穩定性與土體移動的變化狀況，防止發生滑坡。

在進行支護結構施工時，須根據現場的實際情況，采用地下連續墻、或SMW工法、或鉆孔灌注樁加止水帷幕。若采用灌注樁，須保證樁長、樁徑、以及混凝土的程度；若采用地下連續墻，須做好導墻的挖填、混凝土灌注、并處理好接頭 （地下連續墻的每幅寬度應控制在4～6 m以內）。若采用SMW工法，須控制好導槽、樁徑與混凝土等級。

在搭建支撐體系時，應將第一道支撐設置為鋼筋混凝土支撐，采用直徑609 mm的鋼管設置第二、三、四道支撐；此外，還要做好降水施工。

根據統計分析，相當一部分地鐵深基坑施工中出現的問題，是由于施工人員操作不當造成的。因此，必須對施工人員、管理人員加強培訓，增強技術人員的專業技能，嚴格按照設計方案進行標準化施工，并積極應用新技術、新工藝。在施工過程中，還須重視各種風險因素，評判它們是否屬于危險源，以及其危險等級，督促施工人員抓好自我保護，積極保護自身安全。

2.2.3 積極處理施工中出現的各種風險問題

（1） 超挖可能導致圍護墻與支撐受力發生變化，繼而出現較大的變形。若發現超挖，可根據實際情況靈活調整開挖 （及支撐） 的施工部位、施工參數，減少每步開挖的深度、尺寸，使基坑荷載保持均衡；為防止超挖，應從坡頂開始修坡，而不能從坡腳開始修坡[4]。

（2） 地下水是深基坑施工的最大危險源，但抽取地下水不可過快過猛。根據施工經驗，應當將地下水降到開挖面以下1 m，必須嚴格控制抽取地下水的時間、抽水深度與抽水量，否則可能造成大面積沉降。

（3） 在施工過程中發現滲漏、涌砂、冒水，須及時采取止水堵漏措施——在最短的時間內，以最快的速度探明水源，并切斷水源；施工人員須尋找止水體上是否存在薄弱環節，并采取措施加固止水體。若由于滲漏導致邊坡土方發生倒塌，須清除疏松的土體→填充塌坑→用水泥稀漿進行封層；若基坑底部出現大量涌水，須迅速向基坑底部填充大量沙袋，隨后迅速進行注漿作業；若基坑底部出現涌砂，須在第一時間內向基坑底部回填土方。

（4） 在整個挖土作業過程中，必須保證支撐作業緊密銜接，做到隨挖隨撐；在搭建支撐時，須確保斜撐都進行了仰焊，嚴禁漏焊，否則斜撐可能無法承載較大的剪力；每一個楔形針，都須保證適宜的切入深度；支撐活絡頭伸縮段的長度不宜超過20 cm[5]。

（5） 一旦發生安全事故，在搶險過程中須防止破壞地下管線、周邊建筑物，避免人員遭受二次傷害。

3 結語

隨著我國經濟與社會的發展，地鐵建設必將進一步加速。只有抓好深基坑施工安全控制，才能保證地鐵項目建設的順利進行。這就需要技術人員精心設計施工方案，強化全過程質量控制，切實降低基坑施工的危險系數。