城市敏感区域超深地铁车站施工中的风险控制*

上海建工二建集团有限公司 上海 200080

1 工程概况

上海轨交12号线漕宝路站位于漕宝路北侧地块和道路结合部的地下，沿漕宝路呈东西走向。车站东端设换乘通道跨沪闵路，与沪闵路东侧的既有1号线漕宝路站采用通道换乘。车站主体结构地下4 层，标准段开挖深度约为28.6 m（含底板厚度约1.4 m），端头井开挖深度约为30.1 m（西端）和30.4 m（东端）（含底板厚度），主体结构基坑面积为3 610 m2。采用地下连续墙作为围护结构，车站主体采用地下1层顺作、地下2、3层板逆作法施工。

本工程基坑开挖面已进入⑤2层微承压水层。当基坑开挖至接近坑底时，坑内⑤2层水头降深与坑外水头高差巨大，易产生流砂。

2 深基坑施工中存在的风险

2.1 环境风险分析

（a）漕宝路下方铺设年代较久远的管线众多，对于基坑产生的变形比较敏感。车站主体结构所碰管线已在前期进行翻除。管线翻交后，车站主体南侧，离车站地下连续墙最近的（距离基坑4 m）为1 根Φ1 200 mm合流污水管，埋深7 m，该污水管为闵行、徐汇两区污水输送主干管线，铺设与上世纪80年代，保护相求极高。另外还有煤气、上水、雨水等众多管线，也都在基坑1 倍开挖深度内。万一施工不当，可能会造成管线的断裂。

（b）周边需要保护的建筑有徐汇污水泵站、沪闵路高架、及1号线漕宝路车站。漕宝路南侧的徐汇污水处理泵站距离基坑35 m，建成于上世纪80年代，地下室采用沉井施工，深度11 m，负责Φ1 200 mm合流污水泵送的任务，该建筑需要重点加以保护。

2.2 基坑本体的风险分析

（a）根据勘察报告，本工程范围内分布有⑤2层微承压水层，⑤3-3层承压含水层及⑦2层承压含水层，需进行基坑底部抗突涌稳定性验算。且本工程开挖深度深，开挖面已进入⑤2层微承压水层。当基坑开挖至接近坑底时，坑内⑤2层水头降深与坑外水头高差巨大，即使地下连续墙墙缝存在细微渗漏缝隙，也有可能产生流砂危害。

（b）本工程基坑开挖深度超深，标准段基坑开挖深度达到28.6 m，端头井开挖深度达30.4 m。基坑施工周期长，基坑开挖后长期暴露容易导致基坑变形，更严重可导致基坑坍塌事故。

2.3 作业人员的操作风分析

（a）本工程半逆作法施工，施工时作业人员在基坑下施工作业条件风险性大，如地下施工的自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或氧含量不足或将直接影响操作人员的身心健康或将间接影响人员的施工安全[1]。

（b）施工时如应急通道的不通畅，将直接影响到工人的逃生，施工空间的狭小。

（c）本工程基坑较深、支撑较密，工人操作时容易发生碰撞事故。

3 采取的风险控制措施

根据上述的环境风险、基坑本体风险，作业人员风险，分别从设计、施工、应急预案等方面进行了风险控制措施。

3.1 环境风险控制措施

（a）在基坑内布置监测点，做好基坑以及基坑周边的监测保护[2]，施工时发现现场某项指数达到报警值后，立刻组织人员进行商谈研究、及时更正，把基坑的危险源杜绝于源头。

（b）施工过程中对周边建筑物监测：在建筑物墙体上布置沉降监测点，对建筑物的倾斜及差异沉降进行监测，发现监测数据异常时，马上分析处理，采取应急措施。如建筑物出现问题，立即停止施工，邀请专家和设计制定相应的加固方案，加固施工完毕后，继续对建筑物的监测，掌握建筑物变形的动态。

（c）车站基坑B3板底以及大底板下采用三重管高压旋喷桩加固，防止基坑开挖过程中坑内隆起回弹，减少了对Φ1 200 mm合流污水泵的影响。

（d）施工现场制定应急预案机制，配备相应的人员。

3.2 基坑施工风险控制措施

3.2.1 基坑降水控制

（a）本工程基坑施工前先进行降水施工，坑底以下均有微承压水层或承压水层，渗透系数很大，所以若降水水头控制不好，就会因浮力造成基坑底部土体隆起。遇到该情况应马上停止开挖并对坑内进行堆载处理，并加紧坑内疏干井的降水。

（b）由于各车站③夹层、⑤2-1层、⑤2-2层砂性都比较重，透水性较高，在基坑开挖过程中围护结构接缝处若出现开叉渗漏，极易造成大量水加泥砂由坑外向坑内涌流形成流砂，或从土下涌入形成管涌。

对此，首先停止开挖，流砂和管涌部位采用蛇皮袋（内装泥块）或水泥包等材料进行围、堆，对泥沙进行封堵，减少和控制坑外地面的沉降，然后在坑内管涌部位采用双液注浆。其次在坑外采用双液注浆加固等措施进行封堵。

3.2.2 基坑开挖控制

（a）本工程基坑施工时编制相应的施工组织设计，施工期间事先了解施工工况与设计工况是否相符，若不符及时作出设计修正，满足工程的实际情况。

（b）为减少地下连续墙变形量引起对周边环境影响，车站主体结构采用半逆作法施工，地下1、2层采用明挖顺作法施工，地下3、4层采用逆作法施工。

（c）基坑开挖时，按照时空效应进行施工，以“开槽支撑、随撑随挖、分层开挖、严禁超挖”的原则施工。如此方可有效控制开挖时的基坑变形。

（d）在基坑开挖过程中，超挖、放坡坡度不够和停机面堆载造成基坑局部塌方和滑移，雨季施工设置排水系统，遇到塌方停止开挖，在停机面卸载（或排水）及时修坡到正常坡度。对该区域支撑与预埋铁焊接部位进行检查，发现脱焊及时补焊。支撑应力较大时，需增设支撑和附加应力。

3.2.3 应急预案[3,4]

（a）对于基坑工程施工中可能遇到的紧急、突发、高风险事件，先期制订各项应急预案，基坑工程施工前，按照应急预案的要求配备好应急物资和设备，组建应急小组、人员到位。

（b）基坑内准备数量充足的编织袋、钢管、方木、工字钢、钢筋等应急材料，以备急需。

3.3 作业人员风险控制措施

（a）施工时编制安全施工方案，为作业工人配备必须的劳防用品和安全防护设施，并进行安全教育及技术交底。

（b）挖土时的扬尘较多，采取便携式气体探测器，能连续检测作业环境中可燃性气体浓度或者有毒有害气体浓度，确保作业人员在黑暗的地下室施工不受有害气体的伤害。

（c）地下施工时采用SWF系列混流风机，风管采用圆形螺旋风管，Φ700 mm、风管截面积为0.385 m2。结合实际，风管安装应搭设专用井架，并搭设操作平台，主要用于地下基坑内空气的流通，将基坑内的废气排出，时刻保持基坑内空气新鲜。

（d）为确保工地和工人的安全，在大门口设置安全门禁系统，地下结构施工时设置工人逃生通道。

（e）制定应急救援保障，做好应急救援工作。

4 结语

地铁车站深基坑施工是地铁建设过程中事故多发的一个阶段，所以风险控制要求高，本工程通过上海轨交12号线漕宝路站工程实例，对其采取的有效保护措施，基坑周边环境控制在正常范围内；基坑本体的最大变形一般控制在70 mm左右，施工完成后未发生人员伤亡事故，取得了良好的社会效应。