深基坑施工安全管理技術研究

黃蘭州

（中鐵十八局集團第五工程有限公司，天津 300451）

隨著我國城市基礎建設水平的提升，道路及周邊情況愈加復雜。在進行深基坑施工時風險較大，一旦操作不當會引起嚴重的支護傾斜、坍塌等事故。因此，需要結合工程特點，采取科學合理的施工安全防護和安全管理措施，確保深基坑施工安全，降低安全事故的發生幾率。

1 工程概況

廣渠路東延（怡樂西路~東六環路）全長約7.6 km，道路規劃為城市主干路，道路紅線寬度為60 m，道路按地面、地下2 套系統設置，地下道路預留遠期提級城市快速路的條件，采取全線下穿方案，設計速度為80 km/h，車道數雙向六車道，2 側各含1 條公交專用道，地面維持現況城市主干路不變，設計速度60 km/h，車道數為雙向六車道。本標段為第二標段，全長1 440 m，地面道路為景觀大道，地下道路為雙層閉合框架結構，底層為地下道路，上層為綜合管廊。地面道路起訖點樁號：K13+220~K14+660，1 440 m；地下道路起訖點樁號：左幅（北半幅），Z1K13+220.209~Z1K14+662.642，1 442.433 m；右幅（南半幅），Z2K13+219.914~Z2K14+661.857，1 441.943 m；根據與地鐵的關系分為2 種斷面尺寸，其中臨近地鐵段隧道凈寬13.25 m，管廊層凈高3.5 m，行車道凈高5.8 m；非臨近地鐵的標準段隧道凈寬13.75 m，管廊層凈高3.5 m，行車道凈高6.8 m。主要施工內容為：地面道路、地下隧道及綜合管廊、八通線節點、救援中心（K13+480~K13+590）、雨污水管線工程、果園環島改造后地下設施（監控設備室、變配電室、通風豎井和送排風機房）等[1]。

2 深基坑施工安全管理技術的必要性

在城市化進程中，建筑物形式、規模逐漸拓展，對基坑挖掘深度提出了更高的要求，導致施工難度加大。而且部分地區的地質條件比較復雜，開挖后的土方會產生一定程度的應力釋放作用，會影響深基坑強度；而且在基坑開挖作業中，容易引起基坑底沉降現象，甚至會遇到一些城市地下管道等設施，影響深基坑施工安全。此外，建筑工程深基坑施工是一項綜合性較強的工程，涉及到工程力學、地理學等知識，施工技術較為復雜，而且深基坑施工容易受到自然因素的影響，出現坍方等問題。在本工程施工中，基坑平均深度達到18.6 m，最深達20.2 m，屬于深基坑施工，基坑長度1 440 延米，工期經過雨季，風險性較大，如何安全平穩地度過汛期是安全風險控制的關鍵任務之一。深基坑施工作業中，工序較為復雜，技術難度大，需要使用到大量的大型機械設備，容易出現交叉作業現象，安全隱患較大，一旦發生安全事故，易造成嚴重的人員傷亡問題，甚至延誤工期，對施工企業造成極大的經濟損失[2]。而且基坑塌方具有突發性，人員、設備難以及時撤離被掩埋；坑壁塌方會引起坑頂下陷，損壞設備，影響施工安全；一旦出現深基坑坍塌事故，會引起周邊土體位移、塌陷現象，危害周邊構筑物的穩定性，甚至引起構筑物傾斜、不均勻下沉等問題，甚至引起路面開裂現象。由此可見，加強對深基坑施工安全管理技術的優化應用，可以保障深基坑施工有序開展，對安全風險隱患進行有效性預防和控制，最大程度上降低安全事故的出現幾率，保障深基坑施工安全平穩推進（圖1）。

圖1 施工部署情況

3 深基坑施工安全管理技術的應用要點

3.1 做好施工準備工作

在深基坑施工前，需要項目安全、技術等管理人員及施工人員詳細研究工程設計方案和圖紙，了解設計意圖，并科學合理的結合現場勘查作業，及時掌握施工現場天氣情況、環境條件、材料情況等，同時了解現場地質、地形等條件，全面掌握詳細的現場資料信息，以便制定可行性的施工計劃，提出針對性的安全技術措施，保障現場安全管理水平的提升。同時需要對設計圖紙進行詳細研究，及時發現不足之處并進行修正，減少安全隱患[3]。在此基礎上制定具有可行性和針對性的應急預案，尤其要對管涌、流沙、圍護體坍塌、地面或建筑物塌陷等潛在的安全風險進行針對性預防和控制，提早化解險情，并做好搶險物資儲備工作，組織召開專題安全分析會議，定期查看深基坑情況，及時發現安全隱患，及時對發現的安全隱患進行閉合整改，把安全風險扼制在搖籃里。同時結合勘察報告，采取針對性的支護、降水措施，并對周邊建筑物進行針對性保護，采取科學的地下管線保護措施；針對安全薄弱區域，制定針對性的安全防護措施，并成立應急救援指揮部，一旦發生險情，可以及時響應。

3.2 科學編制專項施工方案

深基坑施工存在較大的風險性，需要結合工程特點，編制科學可行的專項施工方案，以便為深基坑安全施工作業進行正確指導，確保施工工藝、施工流程、施工工序的規范性進行。深基坑專項施工方案中，要明確支護形式，對人員、機械、材料等進行優化配置，選擇合適的施工方法、土方開挖方式、運輸方案等，同時加大施工監控，完善應急措施等，進而對深基坑施工風險進行有效防范，加大安全管理力度[4]。完成施工方案編制工作后，需專家審查論證，論證通過獲得施工許可證后，施工需在有效期中進行。在深基坑施工作業中，容易受到各種因素的影響，導致實際施工情況與施工方案存在一定的出入。因此，要做好施工現場的動態監控工作，及時發現異常情況，并對施工方案進行適當調整，采取針對性的應急措施，避免嚴重安全事故的發生。

3.3 強化現場安全管理

在開挖作業中，一旦邊坡土壤的抗剪強度不足，就有可能引起基坑失穩、滑動現象，引起嚴重的安全事故。通常來說，土壤抗剪強度涉及到內阻磨力、粘聚力等。隨著外界環境的變化，內阻磨力會隨之改變。如當土體中的含水量增加時，會加大土體自重，滲流率和靜水壓力加大，容易降低土體抗剪強度。因此，需要采取合理措施加強邊坡穩定性，減少基坑邊坡失穩現象。

優化排水處理，在深基坑作業中，需要利用排水溝、降水井等方式排出坑底的積水，并降低地下水位，從而對土體進行加固，強化土體抗剪強度，保障整體基坑的穩定性。

施工原則，在深基坑作業中，需要結合現場的地質條件，制定可行性的開挖方案，保障施工操作規范性；要先設置臨時支撐才能進行分段開挖作業，避免出現無支撐開挖的現象；開挖方式需要與現場地質條件保持契合，與撐錨聯合進行，防止出現欠挖、超挖現象；同時需要選擇穩定的支護結構，降低基坑變形程度，確保整體基坑結構的穩定性[5]。

要對基坑邊荷載進行合理控制，在基坑開挖作業中，如果在基坑邊堆放大量的土體，會加大土體剪應力，引起坑邊失穩現象。因此，要對開挖的土方進行合理堆放，放置在距離基坑邊緣2 m 的位置，避免材料、設備等距離基坑邊緣太近。

采取科學合理的安全防護措施，在深基坑開挖作業中，需要注意高空墜落的問題，有效控制施工安全風險。如設置安全立網和雙道欄桿，從而強化安全防護，如圖2 所示；設置專門的安全通道，供施工人員上下移動，從而有效降低安全事故的發生幾率，避免深基坑施工被迫中斷。

圖2 深基坑安全防護欄桿

3.4 做好安全監測工作

深基坑施工工程較為復雜，施工工序較多，存在大量的交叉作業，容易出現多種安全事故，危害施工人員的人身安全。因此，在深基坑施工過程中進行安全監測是非常有必要的，全程動態監測能夠及時、有效地發現施工隱患及施工中存在的不足之處，幫助工作人員實時了解施工現場環境變化情況，并掌握深基坑土體變化情況，及時發現異常情況。采取針對性的安全措施，實現施工現場的科學指導，降低安全事故的發生幾率。通過監測結果，施工人員可以對施工方案進行持續性優化，強化施工安全性[6]。在具體的現場監測作業中，需要動態監測地下水位、基坑變化情況以及周邊構筑物變化情況，并了解地下管線變形情況；同時還需要動態監測基坑周邊土體內部結構的變化情況，及時發現地面塌陷、隆起等現象；監測支護結構的位移現象等。要結合施工現場具體情況，制定科學合理的現場監測方案，明確監測點、監測周期等，并對監測數據進行實時采集，繪制圖形曲線，直觀化描述沉降、時間、位移曲線等情況，從而結合數據分析結果，及時發現超警報值的現象，并及時查找原因，調整支護措施，優化施工方案，強化深基坑施工安全。

3.5 完善應急預案

為了減少深基坑施工中的安全事故，需要結合工程特點，采取科學合理的事故應急預防措施，針對重大危險源進行重點勘測，加大危險源的控制力度，有效規避風險，制定針對性的預防控制措施；同時要完善安全事故應急救援預案，形成可行性的應急救援體系，一旦發生安全事故，需要立即啟動應急救援預案，高效有序地開展救援行動，避免事故擴大化，減少人員傷亡和經濟損失，保障深基坑施工的順利進行[7]。同時需要明確安全管理目標，制定系統化的安全保證體系，促進安全管理工作的規范性開展（圖3）。

圖3 深基坑施工現場警示標牌

3.6 提高人員素質

深基坑施工工程較為復雜，工藝較多，施工質量安全要求較高，對施工人員的綜合素質提出了更高的要求。因此，需要組建高素質的人才隊伍，強化專業技術服務質量，促進整體工程施工安全的提升。要對施工隊伍人員進行嚴格選拔，確保具有較高的專業水平、豐富的實踐經驗、正確的安全生產意識等；要開展科學合理的安全教育工作，強化施工人員的安全意識，強化安全第一的施工理念，保障施工人員熟悉現場施工規章制度、熟練掌握安全操作規程，避免出現人為操作失誤的現象，提前消滅事故隱患；現場施工技術人員需要做好安全技術交底工作，安全監督管理部門開展系統化的三級安全教育、班前安全教育工作，強化施工人員的安全生產意識，避免僥幸心理，確保施工技術的規范性、標準操作，強化安全保證；要定期組織各個班組人員開展安全技能和安全知識學習活動，使其對施工現場特點、周邊環境變化等情況進行熟悉了解，明確注意事項，充分掌握安全操作規程，強化安全意識，保障安全技術措施的貫徹落實[8]。

3.7 強化信息化安全管理

隨著科學技術的發展，信息化技術手段在深基坑工程中得到有效應用，實現了安全管理工作的信息化、智能化，有效保障施工安全。在施工作業中，可以引進信息技術，構建信息化施工平臺，采用智能化的監測手段，對施工現場、周邊構筑物、地下水位等進行智能化、自動化、動態化監測，其中監測對象主要為土體側向變形、支護結構變形、地面沉降和地下水位等；安排專業人員專門負責現場監測工作，及時采集監測數據，并對其進行智能化處理和分析，結合分析結果對潛在的安全風險進行科學預測，做好信息反饋工作，幫助工作人員及時發現超預警現象，為深基坑安全管理決策的制定提供依據。對施工現場的安全隱患進行有效性控制，為現場施工提供正確的指導[9]。

3.8 健全安全管理制度

結合深基坑施工工程特點，編制科學合理的安全生產規章制度和條例條規，強化安全管理工作的重要性，為安全施工提供依據和保障；嚴格實施安全管理制度，組建專門的安全管理組織部門，定期進行安全管理和風險排查活動，及時發現安全隱患并整改；要完善安全生產責任制度，劃分安全責任，全體參建人員簽訂安全生產責任狀，明確各級人員的安全管理責任，強化其責任意識，確保安全管理水平的提升；完善各級安全檢查制度，組織工作人員定期、不定期進行安全檢查工作，確保現場施工的規范性，優化安全生產環境[10]。

4 結束語

綜上所述，深基坑施工較為復雜，對施工安全質量要求較高，需要結合實際情況，強化安全管理技術措施的優化應用，保障現場施工的安全性、有序性，降低安全事故的發生幾率，減少經濟損失。