深圳地铁2226标深基坑开挖作业危险因素分析及对策

陈浩宏

摘要：地铁深基坑开挖是地下车站施工过程中风险最大的阶段，本文结合“深圳地铁2226标东门站”施工实际，分析了基坑开挖中常见的危险因素，并针对开挖过程中遇到的危险因素提出了相应的处理对策。

关键词：深基坑开挖 ；风险分析；对策

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

深圳地铁2号线东延线土建2226标段包括大剧院站、东门站及大~东区间。东门站位于深圳市罗湖区，为地下四层侧式车站，设置3个出入口。车站基坑为不规则形状，东宽西窄成“刀把”型。车站全长151.20m，最大开挖深度30.5m，开挖宽度为13.05～34.4m，开挖土石方约90000m3。车站主体采用明挖法施工，围护结构采用1000 mm厚地下连续墙+1200mm人工挖孔桩，支撑体系采用混凝土支撑+钢支撑，共5道支撑，其中第一道为混凝土支撑，其余每道支撑由混凝土支撑+钢支撑组成。

1.1基坑周边环境

（1）基坑周边主要为高层写字楼和市政道路。车站东端为45层高的罗湖商务中心，3层地下室，距离基坑约10m。车站西北侧为27层高的湖润大厦和27层高的富丽华大酒店，均为2层地下室，距离基坑分别为5.4m和25m。车站南侧为深圳市市政样板路——深南路，北侧为湖贝路，交通流量均较大。

（2）沿车站方向的管线主要有：Φ1000供水管、弱电和煤气管道，在车站建成后回迁，其中供水管距离基坑仅2.5m。横跨基坑有2捆电信光缆，不做迁改，采用悬吊保护。

1.2工程地质

（1）岩土层分布

东门站场地岩土自上而下有：素填土、填石、杂填土、淤泥质粘土、粉质粘土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、卵石、砾质粘土、全风化砂岩、强风化砂岩、中等风化砂岩、微风化凝灰质砂岩。车站小里程端分布有花岗片麻岩，局部地带揭示断层角砾及断层泥，其中微风化岩的抗压强度达到146MPa。

（2）水文地质

东门站范围内地表水不发育。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于冲洪积砂层及残积层砾质粘土层中，地下水埋深1.60～4.80m。主要由大气降水补给，水量不丰富，水质易被污染。

（3）特殊岩土主要为人工筑填土、软土、砂岩风化岩及残积土

人工筑填土主要有粉质粘土组成，局部含少量砂粒或砾石，普遍分布于深南路路面及其绿化带表层，厚0.0～5.0m，土质较差，对车站开挖有一定影响。

淤泥质粘土为软塑状，有机质含量较高，局部含腐殖质，手感光滑细腻，透镜体状分布，厚1.10～2.90m，对车站开挖影响较大，应加强支护。

砂层风化岩及残积土明显具有砂土的特征，当动水压力过大时，容易产生管涌、涌砂现象。

二、深基坑开挖风险分析

东门站于2009年7月16日开始基坑开挖施工，于2010年4月23日完成，历经8，9月台风季节。在基坑开挖过程中，我们结合以往施工经验以及实际施工中遇到的风险进行分析和评估，主要危险因素和危害见表1。从表中可以看出，边坡滑坡，钢支撑失稳，围护结构涌水、涌砂，围护结构变形，岩石爆破这五项为东门站深基坑工程的重大风险。

表1

三、深基坑开挖施工风险应急对策

1. 施工前准备

按照表1中风险及危害的分析，项目部认真贯彻“安全生产、保障健康、群策群力、争创双优”的职业健康安全方针，成立以项目经理为组长的施工风险预案应急领导小组，明确责任部门和责任人，落实责任制度。并组建应急救援队伍，筹备应急物资，做好应急准备。

1.1 技术准备

基坑开挖前，技术部门编制的方案主要有《深基坑开挖安全专项方案》、《深基坑开挖专项施工方案》、《施工监测方案》、《深基坑开挖应急方案》，并组织方案交底和技术交底会。试验部门核对进场钢支撑的性能指标，检定用于施加轴力的液压千斤顶。

1.2 现场准备

围护结构完工后，现场人员合理布置施工场地，开展基坑降水施工，并完善基坑周边排水沟、防护栏杆等配套工作，在防护栏杆上悬挂醒目的安全警示标志，安装上下基坑楼梯。

1.3 新进场工人安全教育、交底

安全部门组织新进场工人开展三级安全教育和安全技术交底，做到未进行教育人员严禁上岗。要求挖掘机手、钢支撑工、电工、龙门吊司机和思索等特殊工种必须持证上岗。

2. 开挖施工风险应急对策

2.1 基坑边坡纵向失稳滑坡

对于地铁工程而言，基坑边坡纵向滑坡将造成基坑无支撑暴露，冲垮支撑体系，掩埋作业人员及机械，并导致围护结构破坏，酿成灾难性事故。尤其是在雨季施工，因基坑排水不畅、坡脚扰动等更容易造成滑坡风险。因此，为避免该现象发生，采取了以下措施：

（1）做好开挖前施工降水和基坑周边排水沟，减少土层含水量，防止地表水侵入基坑。

（2）严格按照《东门站深基坑安全专项方案》，《东门站基坑开挖方案》中的各项要求进行开挖，重点控制开挖部位、台阶及坡度。

（3）在平台、开挖面设置排水明沟和积水坑，派专人及时抽排积水，避免长时间浸泡。密切关注天气，在暴雨来临之前在边坡铺设塑料膜防止雨水冲刷。

（4）清除坡顶堆载，禁止挖掘机爬坡扰动土体。

（5）若出现塌方事故，应立即补强支撑，如果不能补强支撑则应立即组织回填塌方处，组织人员撤离，防止进一步恶化。

2.2 钢支撑失稳、变形

钢支撑作为支护体系，一旦局部失稳或变形，将改变围护结构整体受力，严重的可能造成基坑崩塌，酿成灾难性事故。东门站在第七块土方开挖中出现第三道、第四道钢支撑轴力急剧增大，其中两条支撑活动端钢板拱起变形的现象。针对钢支撑的安全采取了以下措施：

（1）在钢支撑安装前进行验收，主要检查钢管是否有裂纹，法兰盘连接是否牢固、支撑长度是否合理。

（2）在安装过程中检查预加轴力是否到位，在安装完毕后进行日常巡查，如发现松动的应立即加力。

（3）对出现变形的部位及相邻部位加大监测频率，根据支撑轴力、围护结构变形、周边水位等数据分析，对支撑周围的钢支撑进行二次加力，降低变形支撑的受力。并对周边建筑、管线密切监测，出现异常立即开展补救措施。

（4）停止对变形部位的土方开挖，待支撑轴力稳定后根据监测轴力数据确定开挖速度。若轴力依然处于稳定状态，迅速开挖封底，进行主体结构施工。

2.3 围护结构涌水、涌砂

围护结构作为地下结构，出现渗漏现象在所难免。在开挖过程中发生涌水、涌砂现象，会造成周边地下水土流失，造成房屋及路面沉降。在基坑开挖前，技术人员对周边建筑地下室进行整体排查，对存在的裂缝进行编号标记，避免日后因房屋受损产生纠纷。

，记室员