地鐵車站安全環保文明施工技術

周 波

(中鐵上海工程局，上海 200436)

1 概述

隨著社會發展水平的提高，城市地鐵車站的安全、環保、文明施工越來越受到行業內外的高度重視。越來越多的地鐵項目采用PPP等投資模式建設，投資項目的安全環保文明施工會直接影響資金回收。

優秀的施工技術能夠將進度、成本、質量和安全、環保、文明施工有機結合起來。本文總結了這些優秀的技術，分析了多方面綜合貢獻，特別說明了信息技術的應用，并討論了未來的研究方向。

2 精細管理，節約資源

工地大門的設計——項目經理部的伸縮門與施工現場的鐵扇門可以連在一起，將門衛房設置在兩門中間(見圖1)。這樣一個門衛就可以同時看管兩扇大門，節約人力成本。兩扇門組合在一起，工地入口顯得開闊。大門上方不建議設門頭，方便各種工程車輛出入。

施工便道的設計——工地大門入口路段，施工車輛出入頻繁，

一旦被壓壞后，很難封路維修，因此鋪設直徑12 mm間距200 mm鋼筋網、上筑30 cm厚的C30混凝土；場地內主便道劃分為人行道、小車道、重車道，人行道和小車道為20 cm厚C20素混凝土路面，重車鋪設直徑12 mm間距300 mm鋼筋網、上筑20 cm厚的C20混凝土。在圍護結構施工期間，可將后期車站結構施工所需使用的鋼板鋪在車站待開挖面上，做臨時路面使用，避免了先澆筑混凝土路面后期開挖還要破除。

現場物資堆碼，可利用上一項目施工中切除的格構柱制成碼架。材料堆場推薦使用伸縮式防雨棚，進/出料、晴天時將其收起，雨天展開。地鐵項目渣土多，場地沖洗耗水量大，如工地附近有河道，可設置泵站，抽取河水用于場地沖洗。經測算，自來水每噸約5元，抽水電費每噸不到1元，經濟效益良好。

3 綠色施工，循環經濟

預制拼裝結構不但能夠提高臨時設施的建設速度，還能在下個項目重復使用，形成綜合效益。

施工圍擋推薦采用方鋼立柱+加氣混凝土預制板組合。地鐵車站施工場地改移頻繁，組合式拼裝圍擋可供拆卸并多次使用。方鋼立柱強度和剛度高，能承受小型車輛的撞擊；加氣混凝土預制板重量輕，便于拼裝，萬一傾倒也不會重傷行人。

施工便道旁的排水溝和沉淀池同理采用預制混凝土板拼裝，可以隨后期多次的道路翻交和場地改遷而重復使用。

鋼墊箱(鋼道板)在臨時設施中用途廣泛。采用兩面鋼板焊夾三根型鋼制作，形成長4 m寬1 m厚0.2 m鋼箱。可墊起變電箱、倉庫，防止積水侵入；亦可作臨時棧橋的橋面板；還可插在H型鋼立柱之間，用來拼裝集土坑的擋土墻(見圖2)。

4 安全施工，重在一線

應用全球眼技術，可對地鐵車站進行全覆蓋的視頻監控。車站每隔30 m～50 m設一座綜合燈架，兼具照明、大視角監控和廣播功能，后臺管理人員在監控中發現違章作業，即可通過相應位置的燈架廣播進行制止。

推薦設置安全體驗館，兼具安全帽沖撞體驗、洞口墜落體驗、觸電體驗和急救培訓體驗等多重功能。安全講評臺要在每日上工前，抽取一名工人，讓其上臺談談本人對安全生產的認識、自己工作中出現過的教訓、今天工作要注意的安全事項，效果好于管理人員單純說教。

基坑臨邊護欄要設計在車站主體結構龍門吊的內側，避免龍門吊駕駛員需翻越護欄才能爬上駕駛室。基坑臨邊擋水墻要高于地面40 cm，防止雨水灌入基坑，淹沒盾構設備。

應每隔100 m設置一個消防水頭，并在旁邊再設一個小管出水龍頭，供日常沖洗取水，避免工人從消防水龍頭取水，既浪費水也容易損壞消防龍頭。至少設置一個微型消防站，內配鐵鍬、黃沙和各類滅火器。吸煙房做成移動式的，便于隨施工進度調整位置。

要重視五小設施，機械防護罩、電箱防護罩、砂輪切割機火星罩等，都按固定形式加工生產(見圖3)，三級電箱由總承包單位統一采購，不但能保護人員和設備，還能提升工地形象。

5 環保全覆蓋，文明無死角

施工場地內的環境監測器，可監測空氣污染與噪聲的實時數據并提前預警，提醒采取措施。通過在施工圍擋上安裝噴霧設備，能有效減少霧霾。工地大門處必須配備洗車臺，配合設計攔車擋桿，車輛沖洗完畢后方能放行。

鋼筋截斷噪聲較大，須安排在白天，并提前加工好夜間施工所需的鋼筋。場地內宜規劃專門的雜料堆場，并設置圍擋，保持施工區域整潔有序。

全封閉施工是用輕型鋼結構罩棚將整個車站封閉(見圖4)，噪聲、強光、粉塵被隔絕在罩棚內。在棚頂吊設噴霧設備降溫除霾。經實測，在棚外40 ℃的氣溫下，棚內氣溫在30 ℃左右，工地周邊噪聲可由原先的約90 dB下降到40 dB左右。

6 應用信息技術降低基坑開挖風險

基坑開挖是地鐵車站施工的最大風險所在，而突涌是基坑開挖的最大風險之一。在本案中，BIM技術被應用于構建數字化地質模型、設計降水方案和推演降水效果，并成功優化了原降水設計方案，保證了基坑開挖的安全。

某地鐵車站標準段基坑開挖深度約18.7 m～20.7 m。勘察成果表明車站大部分區域受古河道切割(見圖5)，基坑深層含水層分布不均，⑤3層粉質粘土夾粉土、⑤3t層砂質粉土透鏡體、⑤4層粉質粘土分布破碎不連續，正常土層沉積區域深部分布有⑦1-1層粘質粉土(夾薄層粘性土)含水層。水文地質條件極為復雜。

⑤3t層砂質粉土為微承壓含水層，分布不均，層頂埋深27.3 m～35.2 m，厚度5 m～11 m，距離坑底最近距離約6 m，對基坑開挖具有突涌風險，需對該層進行減壓降水處理。

車站南北兩側、東西兩側土層分布均不同，不同勘探點位得出的地質分層結果差異很大。對于需要了解土層空間位置的降水設計人員，通過傳統方法反復比對地質剖面圖，從復雜的勘查數據中推測土層分布、并準確設計降壓井的位置和深度是十分繁瑣和困難的。

針對這一問題，本案應用BIM技術，利用地質勘查單位提供的數據，對不同勘探點位之間的土層分布進行線性插值，從而得到了一個完整的土層三維BIM模型(見圖6)。

將原設計的降水井構建于BIM模型中，能直觀驗證降水井的作用部位是否在目標土層中。研究發現，⑤3t微承壓水層在基坑北側分布較薄，在南側較厚。而原設計用于該層降壓的S5號井，被布置在北側某土層較薄處，濾水管穿透了⑤3t層(見圖7)，降壓效果可能有限。據此建議調整了S5井位置，將其改遷至基坑南側⑤3t層分布較厚處，并在BIM土層模型中設計了新S5井濾水管深度，確保其在⑤3t層內。

為驗證設計變更效果，將BIM土層三維模型和降壓井導入地下水流模擬軟件Visual MODFLOW中，分別對變更前后的降壓效果進行了數值模擬。結果顯示，當S5井在原設計位置時，周邊的⑤3t微承壓水降深為2.9 m；優化設計將S5井向改遷至基坑南側，周邊的⑤3t微承壓水降深提高為8.9 m。抗突涌驗算該區域的微承壓水需要降深8.4 m。經此變更后，在后期該車站實際的土方開挖施工中，基坑降水效果良好，無突涌險情。

7 結語

地鐵建設的安全、環保、文明施工，應當和施工生產的實際需求與節約創效結合起來。通過對傳統工藝技術的改造、集成和再創新，以及新型材料設備和現代信息技術的成功應用，開發、提煉、總結了一系列具有實踐意義的安全環保文明施工技術，為類似工程提供了借鑒。