地鐵軟土基坑施工安全風險管控

徐加文

（中鐵二院（成都）咨詢監理有限責任公司， 四川 成都 610031）

1 地鐵基坑分類

（1）按基坑開挖深度可分為普通基坑、深基坑。①普通基坑：開挖深度≥3m的基坑以及開挖深度雖未超過3m，但地質條件、周圍環境和地下管線復雜，或影響毗鄰建、構筑物安全的基坑（槽）；②深基坑：開挖深度≥過5m 的基坑（槽）。

（2）按地層可分為軟土基坑、普通土基坑及土巖組合基坑。①軟土基坑：基坑開挖范圍、基坑被動土區內存在軟土（淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等）、飽和粉細砂、飽和粉土等軟弱土層的基坑；②普通土基坑：非軟土土質基坑；③土巖組合基坑：基坑開挖范圍內存在土層及巖層的基坑。

（3）按基坑降水形式可分為明排基坑、坑內降水基坑、坑外降水基坑。

2 完善風險設計

設計文件中的風險設計是設計階段風險管理重要成果。但受客觀條件限制，部分風險因素可能在設計階段未能及時發現、正確識別，部分處置措施無法實施，施工過程中應結合周邊環境條件核查、風險設計與交底、風險應對措施落實等情況完善風險設計文件。

當發現下列情形時，設計單位組織應對風險源進行再評價，提出應對措施：（1）地面高程與設計文件存在明顯差異；（2）周邊環境條件與設計文件存在明顯差異；（3）設計周邊環境應對措施無法實施，或實際措施與原方案存在明顯差異；（4）設計圍護結構、基底加固等方案無法實施，或無法按常規工法實施，安全風險增大。

3 確定風險管控等級、建立管控臺帳

有關各方應根據風險設計（含完善設計）初始風險等級，結合危大工程管理、工程具體特點及管理職責分工確定風險源管控等級，建立管控臺帳。

（1）危大工程：深基坑工程一般確定為二級，普通基坑工程一般確定為三級；

（2）基坑工程：存在下列情形之一，宜提升一級或按一級風險進行管控：①軟土基坑；②采取坑內降水方式且基坑開挖范圍內存在厚度＞1m 及以上砂層的非軟土基坑；③鄰近存在江河湖等大型水體的基坑；④鄰近存在軍用光纜、輸油管、中壓及以上的燃氣管、DN800 以上鑄鐵或承插式接口混凝土供水管、砌體排水涵（渠）等風險因素的基坑；⑤建設單位、監理單位或施工單位認為應歸入一級重大安全風險的其他情況。

（3）環境因素：采取原位保護措施的，按風險設計初始等級確定；采取遷改措施的，按遷改后的實際情況確定；原位拆除、廢除的，不再管控。

4 落實風險管控措施

4.1 嚴格落實重大風險因素應對措施

4.1.1 確保圍護結構設計斷面

明挖基坑施工中圍護結構侵限是普遍存在的質量問題、安全風險。當侵限達到或侵入受力骨架時必須制定專項處理方案并嚴格實施，嚴禁無方案處理、不按方案處理。為保證不侵限，圍護結構施工定位時一般外移一定量，外移量根據基坑深度、圍護結構類型、施工管理水平等因素合理確定。

4.1.2 嚴防圍護結構“踢腳”

圍護結構輕微“踢腳”可能造成圍護結構侵限，嚴重“踢腳”可能造成圍護結構失穩、基坑坍塌等嚴重后果。

（1）認真核對設計文件：圍護結構錨固長度是否符合設計意圖，主體結構底板底標高（重點關注局部加深部位）是否與基坑底設計標高一致；

野外采樣在設計點位的引導下實地根據地形和GPS結合的方法進行定點，采用化探采樣航跡監控系統對主點、副點、副副點進行監控[17]，確保采樣到位率。

（2）嚴格控制圍護結構底面標高：當實際嵌固地層面標高低于設計圖紙標高、或嵌固地層力學指標低于設計圖紙，嚴格按調整后的錨固長度、底面標高施工；當嵌固地層面標高高于設計圖紙、或嵌固地層力學指標高于設計圖紙，調整后的圍護結構長度不僅需滿足嵌固長度要求，還必須同意滿足基底以下錨固長度要求；

（3）基坑開挖前根據圍護結構施工情況再次核對主體結構設計文件；

（4）重視墻底位移分析，發現異常時認真分析原因并采取有效措施。

4.1.3 確保坑底軟弱土層加固效果

坑底軟弱土層加固是控制基坑變形、確保基坑安全的重要措施。某地鐵施工標段7 個軟土車站分別采用了裙邊+抽條加固、不帶裙邊抽條加固及基坑降水三種方式，從實施的效果看，帶裙邊加固明顯優于其他方式。

4.1.4 確保地連墻接頭質量

某地鐵施工標段共7 個明挖工點，地連墻接頭設計方案是H 鋼+后貼鋼板，施工時在首期槽段增加防止繞流薄鋼板（厚1mm，寬500mm）加接頭箱措施，僅1個工點發生了接頭處漏水漏砂（該站共167 幅地連墻，兩處接頭漏水漏砂，單工點保證率為98.8%），達到了設計意圖。后貼鋼板根據基坑開挖后接頭質量評估情況選擇性施作，鋼板適當加寬，厚度≤5mm，并建議在后續施工中增設厚10～20mm止水橡膠墊。

4.1.5 嚴防地連墻墻身缺陷

地連墻墻身缺陷（貫通性滲漏通道）是造成基坑漏水漏砂另一個重要因素。雖然地連墻墻身質量有可靠的檢測手段，但目前大多按一定的頻率（如20%）進行抽檢，存在缺陷的地連墻不能在基坑開挖前發現、處理，造成基坑漏水漏砂。

地連墻貫通性滲漏通道主要由以下因素造成：（1）砼灌注施工過程中槽壁坍塌，坍塌體侵入砼墻身；（2）砼灌注工藝控制不當（如清碴不徹底、泥漿質量不佳、超拔管），造成斷墻、墻身嚴重夾碴夾泥、骨料離析等；（3）首期槽段接頭回填砂袋受繞流砼包裹、固定，在二期槽段施工中未清理干凈，部分袋身、袋內雜物侵入砼墻身。

施工中要嚴格落實施工工藝，加強過程控制并認真做好施工記錄，及時組織對墻身質量進行分析。必須安排有經驗的技術人員全程盯控。要對存在異常的槽段采取抽芯等措施進行檢測，查明異常情況及其嚴重程序，制定針對性處理措施：一般質量缺陷可采取墻身注漿、墻外土體注漿等加固措施，嚴重質量缺陷宜加作地連墻并確保隔水帷幕效果。

4.2 制定切實可行的基坑開挖方案，嚴格報審論證程序

軟土基坑變形的顯著特點是“空間效應明顯，早期速率快，最大變形點位置低”，施工中實測位移大于控制值的現象時有發生，極端情形下最大值可能超控制值數倍。基坑過大變形會造成嚴重風險，處理不當可能造成嚴重安全事故。

為控制基坑變形，軟土基坑施工應滿足“分層分段開挖，嚴禁超挖；先撐后挖，及時支撐”的原則：（1）按設計支撐位置分層，每兩道支撐間土方一次開挖到位。分層面位于支撐底面（砼撐）或支撐以下≤50cm（鋼支撐）處；（2）分段長度宜≤基坑寬度，分段面位于同層相鄰支撐之間；必須層頂部支撐完成后才能開挖；（3）限時完成開挖、支撐工作：內支撐為鋼支撐時宜在24～36h 內完成開挖、支撐工作；（4）內支撐為砼時應加快支撐施工進度（3～7d 完成），變形控制嚴格或變形速率過大時宜先架設鋼支撐，砼撐完成后拆除。

4.3 其他措施

（1）嚴格落實開工條件驗收程序。制定詳細的基坑開挖開工條件驗收細則，經有關各方面批準后執行。一定要將風險設計中的風險處置措施落實情況納入驗收細則，未落實處理措施、或達不到設計要求時嚴禁通過開工條件驗收。

（2）嚴格按批準的方案施工。

（3）按崗位職責定期組織風險評估，建立評估臺帳。

5 結束語

軟土基坑是地鐵施工重大風險工程，影響因素眾多，有關各方應根據軟土基坑的具體特點完善風險設計，確定管控等級并建立管控臺帳、落實各項管控措施，確保施工安全。