地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)與控制策略分析研究

余思唯

中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司 湖北武漢 430073

隨著城市交通的鐵軌數(shù)量不斷增加，地下空間被不斷使用，地鐵車站的基坑工程也朝著“密集，深層，大型”的趨勢(shì)發(fā)展。地鐵站臺(tái)也變得越來越復(fù)雜。例如，站臺(tái)上有很多換乘區(qū)間。所以需要更大的空間用于基坑建造。車站的位置，地質(zhì)條件和地下水位都會(huì)影響施工。完整的施工過程需要巖土工程和結(jié)構(gòu)工程系統(tǒng)之間的密切合作。同時(shí)完善地鐵深基坑施工管理制度，降低深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于地鐵建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量非常重要[1]。

1 地鐵深基坑施工面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

在項(xiàng)目的初步勘測(cè)調(diào)查中，收到的信息和數(shù)據(jù)可能與實(shí)際情況不符，因此可能導(dǎo)致工程計(jì)劃偏離。在地鐵的建造中，這些偏差可能會(huì)產(chǎn)生無法估量的后果。工程設(shè)計(jì)存在土方未完成的問題，導(dǎo)致地下勘探無法順利進(jìn)行，而且由于地下環(huán)境變得更加復(fù)雜，所以在有限的研究區(qū)域內(nèi)無法充分調(diào)查有關(guān)建筑區(qū)域的特定地質(zhì)信息。因此，勘探部門必須進(jìn)行設(shè)計(jì)和工程投標(biāo)。當(dāng)前建筑領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。為了節(jié)省資金成本，投標(biāo)人可能要求建筑公司承擔(dān)地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。這本身就會(huì)增加地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)因素的形成，地質(zhì)工程方面很多問題通常很難避免。

1.2 沉降風(fēng)險(xiǎn)

該項(xiàng)目是一個(gè)充滿水的區(qū)域，在施工過程中可能會(huì)引起周圍建筑物的沉陷問題。如果建筑物的沉降嚴(yán)重，則可能導(dǎo)致無法修復(fù)的破壞。通常引起沉降縫的因素是：

（1）不進(jìn)行深基坑鉆探支撐作業(yè)。如果支架放置不正確或未及時(shí)完成，則地面壓力可能會(huì)失衡，圍欄結(jié)構(gòu)會(huì)彎曲，周圍的建筑物會(huì)倒塌。

（2）由于排水導(dǎo)致地下水流向坑外。地下水流導(dǎo)致了基坑土體的固結(jié)和沉陷，從而導(dǎo)致建筑物沉陷。

（3）深坑圍欄的設(shè)計(jì)存在問題。如果開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深度不足，則開挖支撐結(jié)構(gòu)將無法達(dá)到指定的滲透層深度，并且將無法隔離開挖內(nèi)部和外部的地下水，從而導(dǎo)致地基上升。

1.3 基坑底部涌水

由于深坑內(nèi)的水位與坑外的水位之間的特定高度差引起的涌水現(xiàn)象。坑底的涌水問題最常發(fā)生在地下水位高的地區(qū)，還有采取了不合理降雨的措施的地方。道路土木工程期間工作不當(dāng)，地質(zhì)勘測(cè)不清，設(shè)計(jì)方案的變更等可能使水和沙子流到開挖的底部，導(dǎo)致土壤穩(wěn)定性失衡。基坑周圍的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，甚至是結(jié)構(gòu)損壞，都會(huì)導(dǎo)致各種事故發(fā)生。為解決開挖底部的涌水問題，請(qǐng)確保開挖前沉淀工作的合理性，清理排水井，在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備沙袋，并確保在出現(xiàn)涌水現(xiàn)象時(shí)可以及時(shí)處理。如果噴水或噴沙問題更加嚴(yán)重，則應(yīng)在基坑中回填以降低風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2 地鐵深基坑開挖施工過程的控制對(duì)策分析

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏的對(duì)策

一旦墻縫繼續(xù)泄漏需要及時(shí)處理。否則，圍欄結(jié)構(gòu)后面的土壤會(huì)過度下沉，從而影響周圍結(jié)構(gòu)的安全性。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致基坑塌陷。在連續(xù)的墻縫處發(fā)生泄漏后，根據(jù)泄漏的大小需要采取不同的處理方法。如果泄漏量較小，請(qǐng)用帶閥門的管道將其排放，然后用防水的雙作用混凝土密封，并在達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)關(guān)閉閥門。如果穿透力強(qiáng)且難以直接堵塞，請(qǐng)先在坑內(nèi)填滿土壤，阻止水流，然后在坑外用水泥砂漿灌漿。通常兩種解決方案一起使用。由于圍護(hù)的結(jié)構(gòu)是在地下的，因此在施工質(zhì)量方面存在一些無法控制的因素。水下混凝土區(qū)域夾雜沙子和泥土，而縫隙是最薄弱的地方。因此，控制建筑表皮的質(zhì)量是防止泄漏的最有效手段。

2.2 基底管涌的對(duì)策

（1）如果管道僅通過一小部分區(qū)域，則可以使用無底桶設(shè)置井以及出水口，并在編織袋或麻布袋內(nèi)填滿土用它們進(jìn)行圍堵。同時(shí)將填筑材料放入桶中，防止沙子進(jìn)入水中并保持水通道正常。如果管道較大，采取其他措施為時(shí)已晚，則可以將過濾介質(zhì)填充到需要的地方，過濾介質(zhì)從小顆粒到大顆粒逐層填充。

（2）降低水壓。鋪設(shè)管道時(shí)，應(yīng)在井坑外部安裝排水井，以減少井坑內(nèi)部和外部之間的壓力差。排水井的深度應(yīng)根據(jù)開挖深度和地質(zhì)條件設(shè)置，管井可用于降水。在降水過程中，需要采取措施防止進(jìn)一步破壞管道。

（3）基底加固。用注漿樁或攪拌站預(yù)加固底座，以承受滲透水的壓力。

（4）用注漿樁和攪拌站加固圍欄結(jié)構(gòu)。大部分管道發(fā)生管涌是由于圍欄的結(jié)構(gòu)沒有阻塞由旁路流動(dòng)引起的坑內(nèi)和坑外水。因此，在鋪設(shè)管道時(shí)，圍欄的結(jié)構(gòu)可以通過混合裝置或噴射漿樁進(jìn)行加固。

2.3 沉降控制對(duì)策

（1）如果監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)房屋或構(gòu)筑物的累計(jì)變化值或變化率超過警告值，則必須采取措施加固建筑物。一種常用的方法是使用集成的襯套閥將灌漿注入管道中。這意味著對(duì)于基坑沉陷內(nèi)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，必須預(yù)先鉆孔并安裝帶有閥套的管道，并且在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)開始對(duì)帶有套筒閥的管道進(jìn)行灌漿。

（2）當(dāng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)沉降的累計(jì)值或變化率超過警告值時(shí)，可使用鋼制托架和千斤頂作為臨時(shí)支撐，以確保平板的平直度。

（3）在開挖勘測(cè)周圍土壤沉降異常的情況下，首先需要檢查在定居點(diǎn)區(qū)域是否有巖溶洞穴。在某些情況下，需要對(duì)水泥漿進(jìn)行補(bǔ)注。如果不是這種情況，則應(yīng)集中監(jiān)視[3]。

3 結(jié)語

通過分析地鐵基坑施工中的典型風(fēng)險(xiǎn)情況以及詳細(xì)的基坑施工要點(diǎn)，在以后的建造中，有必要盡早預(yù)測(cè)在施工過程中可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)格遵守技術(shù)和建設(shè)性要求以防止風(fēng)險(xiǎn)，并確保深基坑的順利運(yùn)營(yíng)，確保施工過程不受影響。