富水深大基坑施工安全风险管理重点及措施总结

王晓军+刘江

摘 要：以乌鲁木齐市地铁高铁站深大基坑工程的施工安全风险管理工作为例，除了近年行业内加强推行的“精细化管理”外，还提出了“结合特点，抓住重点，做出亮点”的管理思路，分析了工程的特点和重点，并结合“精细化管理”思路制订、落实制度的具体措施，其中包括部分创新的做法。在乌鲁木齐地铁高铁站深大基坑的施工过程中，项目部严抓日常施工安全管理，重点对边坡防护、脚手架、群塔作业和富水基坑过冬等项目开展相应的管理工作，并取得了良好的实施效果，为开拓思路、做好项目管理工作提供了参考经验和基本素材。

关键词：地铁施工；项目管理；安全风险；深大基坑

中图分类号：TU753 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.051

随着全国地铁建设的高速发展，各地铁施工企业经验比较丰富，项目管理体系、制度也日趋完善，但是，项目管理水平和效果却天差地别。其实“办法总比问题多”，在项目管理过程中，最重要的就是如何创新做法、有效落实管理制度。

1 工程概况

乌鲁木齐轨道交通2号、4号线高铁站是轨道交通2号、4号线与兰新第二双线乌鲁木齐枢纽新客站的换乘站。2号、4号线站体为明挖双层（局部三层）三跨和明挖四层（局部三层）三跨钢筋混凝土框架结构。该基坑是乌市现有最深基坑，风险等级为一级，并且是不规则基坑（2号线长×宽为399.79 m×63.55 m，基坑开挖最大深度为26.81 m；4号线长×宽为243.56 m×43.66 m，基坑开挖最大深度为34.27 m）。基坑采用分级放坡开挖，土钉墙护坡。其开挖范围内的地层主要是戈壁土、泥岩，场地地下水岩层分界面的渗漏水主要是降水和周边地下水（由南向北补给），站位原状为湖泊，地势低洼，渗漏水量较大，影响了基坑的安全。另外，其周边地上、地下基本无建、构筑物，仅临近1座高压线塔，而临近的高铁站在同步建设中。

2 工程安全风险分析

根据工程设计和实际情况，该工程的特点可概括为以下几点：①该工程属于深大基坑工程，是乌市目前最深、最大的基坑，富水且要过冬；②工程结构规模大，在主体结构施工时，脚手架工作量远远大于常规车站，相当于常规车站的5倍以上；③因为车站宽度大并且分为4个区域施工，不适用龙门吊和吊车，所以，施工组织设计采用6台塔吊，其涉及群塔安装和作业。由此可以判断，该工程面临的重要的技术风险有：深大基坑开挖支护、高边坡作业、基坑降排水、基坑过冬、脚手架工程、群塔安装和作业。

3 安全风险重点的管理要点

3.1 深基坑边坡稳定措施

基坑由上向下开挖的地层主要为砂卵石、圆砾、强风化泥岩和中风化泥岩。基坑第一、二级边坡位于砂卵石、圆砾层，地层稳定性相对较差，并且边坡高度达10 m，所以，保证施工期间基坑边坡的稳定性是安全风险管理的重点。管理要点包括以下几方面。

3.1.1 坚持原则

坚持“分层分段开挖、及时支护”的原则。杜绝多层开挖，倒坡开挖，控制开挖面的长度、深度和坡度，控制超欠挖，并快速支护，尽早发挥支护的效能，从而达到控制和消灭破坏突破点的目的。分层分段开挖并支护有利于边坡土体能量的释放。

3.1.2 加强对土钉墙施工质量的控制

向质量要安全，以支护质量保证边坡的安全系数。土钉墙施工工艺有定位、钻孔，清孔、验孔，插筋，灌浆、补浆，铺钢筋网、安装压筋，布排水管、喷射混凝土，每个环节都要严格遵守“三检制”，上道工序合格并且相关负责人签字后方可进入下一道工序。这样做，不仅能够保证土钉间距、角度和长度，还能保证灌浆的饱满度，保证网喷混凝土的厚度。同时，要注意土钉成排，网喷面平整，这样既能使土钉的受力作用机理满足规范要求，也便于网片、压筋延土钉的铺设和安装，从而保证了土钉墙的实体质量和表观质量。

3.1.3 制订环境保护措施

制订临近线塔的专项保护措施。因为该处无法放坡开挖，所以，将原定计划优化为“围护桩+锚索”方案。同时，还要与临近高铁站制订施工设计、施工协调和相关已完结构的保护措施。

3.1.4 做好水的处理

由于地层含有间隙水，所以，为了减少地下水对边坡稳定性的影响，在土钉和网片安装完成后，按照设计，每层平台都要设置泄水管、水沟、集水坑、排水泵和管路等排水系统。另外，要根据渗水情况，在渗点增设泄水管，保证系统通畅，能及时引排。

3.1.5 做好软基处理

基坑地处泥塘，存在大量的淤泥，所以，会影响边坡或用作场地范围内挖除、换填等措施的落实。

3.1.6 加强监测和巡视

在现场基坑施工的过程中，要加强对车站结构自身和周边环境的监测，保证车站在施工过程中结构自身和周边环境的安全。当其变形严重，超过有关标准或场地条件变化时，应严密观测；当大雨、暴雨或基坑边载条件改变时，应及时监测；当发现危险事故征兆时，应连续观测。在施工过程中，施工单位要安排专人巡视基坑边坡及其周边环境，发现问题要及时上报处理。业主可以委托第三方监测单位实施基坑及环境安全的日常监控工作，切实实现信息化施工管理。

3.2 高边坡作业安全措施

3.2.1 基坑坑边重载限制

基坑周边是施工便道，为了避免重载车辆或其他堆载对基坑边坡的稳定性造成影响，特制订了以下控制措施：在基坑周边设全封闭护栏，护栏上每隔20 m悬挂警示牌——“基坑边2 m范围严禁重载”，并在距离基坑边2 m的位置涂刷一条黄色警戒线，特殊部位要设置限行隔离墩。在场地范围内，车辆限速行驶，并指定工作位置，要求重车形式、工作在警戒线外，限制车辆跨越警戒线工作，严禁在警戒线内堆载材料。同时，要将坑边重载纳入日常安全巡视要点工作。

3.2.2 边坡上作业安全措施

基坑边坡每级平台高约8 m，在施工过程中，监测，巡视，施做排水沟、抽排水等工作难免在高边坡平台上行走、作业。为了保证工作人员在边坡平台上行走的安全，特在平台边坡上1.0 m高的位置固定一道水平钢丝绳，以此作为系钢丝绳的固定点。鉴于此，项目部专门制订了“高边坡作业批准制度”——通道口上锁，进入平台作业必须填写审批单，明确作业内容、时间、部位、人数、工作班负责人、管理监视人、是否已交底和是否已领安全带，经过安质部长或安全副经理审批后方可领锁上平台作业。另外，进入平台的人员必须携带安全带，并将其挂设在水平钢丝绳上，防止高空坠落。

3.3 深大基坑过冬安全措施

该车站是乌市地铁首次深大基坑在结构未完成的情况下过冬，基坑深大、渗水量大并且长时间闲置、受冻，所以，需要引起各管理方的高度重视。管理要点如下。

3.3.1 专项方案，专题分析

在过冬前，要编制过冬专项方案，并组织专家论证，预见风险并制订具体的应对措施。入冬前后和进入冬季时，要组织专家、相关方定期巡视、评估基坑的安全状态。

3.3.2 基坑安全监控巡视

入冬停工后，要加强对基坑的监测和巡视，发现问题及时上报，并制订相关的处理措施，确保基坑整体的安全性和稳定性。

3.3.3 基坑积冰、积水处理

在该工程中，地层含有地下间隙水，由于冬天下雪和地下水补给，导致基坑局部出现了不同程度的渗漏水现象，基坑内积水、流涎冰较多。因为地基持力层为泥岩，受水浸泡易膨胀，所以，要在入冬前制订合理的开挖计划，不过大地暴露地基，并且开挖完成的地基要在入冬前完成底板结构施工。在入冬前，要制订积水、积雪、积冰的处理措施，入冬后专人留守负责清理。春融期，要加大抽排水工作的力度，清理、处理局部浸泡的地基。

3.3.4 做好对混凝土结构的监控工作

由于基坑内积水、流涎冰较多，地基为泥岩，所以，为了检测已完成的结构下泥岩地基是否进水浸泡膨胀及其对结构的影响，为后续工程施工积累更多的现场经验，要在已经完成的结构上标定测点，测定坐标和高程，并做好数据采集、记录工作，待春融后再重新测定，比较数据，分析变化。入冬前，要确保混凝土达到临界强度，春融后，检测结构混凝土的强度，分析过冬对混凝土结构造成的影响。

3.4 脚手架安装和拆除安全管理

该工程站的建筑面积约为7×104 m2，在主体结构中，满堂红脚手架的工程量非常大，约为常规车站的5倍，并且多为支撑架，是该工程安全风险管控的重点和难点。脚手架的施工管理主要包括方案审批、过程控制、检查与验收、停复工检查、恶劣天气过后对脚手架的检查等。管理要点包括以下几方面。

3.4.1 严把材料关

对于脚手架所用的钢管和扣件，在其进场前，要先考察厂家，针对样品主要检查钢管的壁厚、扣件焊接的牢固情况、支托的长度和直径等，货比三家，选择质量优良的厂家作为供货商。在材料进场后，要严格按照样品的质量标准逐一检查进场钢管和扣件，并随机抽取试验试件送往安监站指定的实验室检定，待出具合格报告后这些材料才能投入使用。

3.4.2 把好方案关

编制详细、合理的安全专项施工方案，并由总工和安全总监审核后，组织知名的专家评审、论证，力争施工方案最优、最安全、最方便。待方案批准后，要严格要求现场施工按照制订的方案实施。

3.4.3 抓紧人员安全教育关

在对工作人员的安全教育过程中，要做到以下几点：①施工人员进场必须进行三级安全教育，考试、考核合格后方可进入现场施工；②脚手架搭设人员必须具有架子工证，并且经过项目专业培训后才能上岗；③在脚手架工程正式施工前，由总工和安全总监牵头对工作人员进行技术培训和交底，提高作业人员的安全意识；④定期对脚手架施工人员进行安全教育，确保他们的安全意识在逐步提高，以保证施工过程中的操作安全。

3.4.4 严格过程检查验收关

在脚手架搭设的过程中，由技术员和工长按照技术规程检查脚手架的搭设过程，完成后报项目总工和安全总监组织相关人员检查验收，合格后报安全监理工程师，监理验收合格并签证后方可投入使用。在检查、验收的过程中，如果发现问题，要立即由专人值班负责旁站整改，整改完成并复查合格后才能使用。

3.5 群塔作业安全管理

按照具体的施工情况设计总体部署，结合基坑的长度和宽度，确定该基坑采用5台STT133型上回转自升式塔式起重机，其工作最大半径为55 m。在无附着架的情况下，塔式吊机最大的工作高度为45.61 m。地铁施工很少使用塔吊，而管理人员群塔管理的经验较少，所以说，它是安全管理的重点。其管理要点包括以下几点：①制订塔吊安全方案和群塔作业方案，并邀请机电专家审查；②委托专业队伍按照方案安装，安装完成后，组织内部验收，合格后报特种设备检测中心验收并备案；③建立专项运行管理责任制、巡查制度、维保制度和操作规程等，设机电部专人统筹管理，工程部、安质部部等做好相关的过程监察工作；④塔吊司机和信号工要持证上岗，定人定岗，现场要由专人负责统筹管理，统一指挥塔吊作业，以保证信号明确、指令唯一、联络通畅。

在塔吊作业的过程中，需要做好以下几方面的管理工作：①做好塔机作业范围和路线的管理。根据施工场地的划分情况和其具体的需求，确定每台塔吊的作业范围，并制订专门的行走路线。塔机垂直方向的控制要满足工程结构的施工要求。为了防止塔机立体交叉碰撞事故的发生，凡是水平交叉的塔机，要求其塔身高度必须相差2 m以上，2个塔起重机之间的最小距离应保证处于低位起重机的臂架端部，并与另一台塔塔身之间保持2 m的距离。②做好塔机的安全运行管理。低塔让高塔，后塔让先塔，动塔让静塔，轻车让重车，客塔让主塔。长时间暂停工作时，塔司机要将吊钩起升到高处，小车拉到最近点，大臂按顺风向停置。③塔机防碰撞措施。比如，吊钩超高限位，回转装置的左右旋转限位，变幅小车行程限位等。④做好塔吊的监测管理。由于塔吊基础紧邻基坑，所以，在基坑开挖期间，应监测塔吊基础的变形情况，基础沉降不得大于10 mm，基础差异沉降不得大于5 mm。塔吊的垂直度偏差允许值为4‰. 在塔吊使用过程中，如果塔身垂直度超限，应立即停止施工，与塔吊厂家分析、解决这一问题，确保塔吊自身的稳定性。⑤做好塔吊设备的日常检查、保养、维修管理和钢丝绳的保养工作。

4 结束语

虽然乌市地铁首次实施了规模较大的富水深大基坑施工，但是，管理人员在执行各方面管理制度、办法，保证日常施工安全的同时，结合工程的自身特点，分析并掌握了工程的安全风险和重点内容，并根据其特点和重点内容制订了针对性强、有效、具体的安全风险管理措施，使工程的重大风险得到了有效控制。在基坑开挖完成后，基坑开挖和支护安全、稳定，地表沉降最大为17 mm；脚手架工程施工规范、安全、可靠，受到了安监站、业主的多次表扬；塔吊运行正常、管理规范。安全管理工作重点突出、全面精细，实现了工程全年零事故，进一步验证了“办法总比问题多”这句话，验证了“结合特点，抓住重点，做出亮点”思路的有效性。文中提到的思路、分析方法、结果和具体措施，为地下明挖基坑工程施工管理者开拓管理思路、做好项目管理提供了参考经验和素材。

参考文献

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〔编辑：白洁〕