高速铁路临近营业线粉砂粉土地质条件下深基坑开挖安全分析和探索

陈寒+张国才

摘 要：粉土对工程性质起着控制作用，有一定的结构性。粉土有别于沙类土与粘性土。粉土粘粒的含量少，并且只是起到了联系的作用。粉土地质条件下基坑开挖工作需要防范安全风险。本文就以郑州至万州铁路河南段高速铁路临近营业线粉砂粉土地质条件下深基坑开挖安全分析和探索作简要阐述。

关键词：高速铁路；粉砂粉土；深基坑开挖；安全

铁路项目建设过程中可能会遇到基坑开挖时临近既有铁路线问题。而从地质条件方面看，在施工过程中也会遇见如粉砂粉土一类地质。因此在基坑开挖时，需要考虑到对临近既有铁路线的影响，同时也要结合到特殊的地质条件。并且要考虑到施工安全问题。为解决施工安全问题首先需要了解在临近既有铁路线同时存在粉砂粉土地质条件上的安全风险因素有哪些，并从参与到施工过程的相关要素来分析， 如人的因素，设备因素，工艺方法因素，环境因素等。从而确保施工过程安全。

1 项目施工条件

高速铁路深基坑开发是铁路建设过程中一项重要工程。为了保证建设工程质量、安全技术标准、规范落实加强项目的质量安全生产监督管理，因此要在工作中完善、实施安全开挖方案，切实保证施工人员生命财产的安全，防止施工安全生产事故发生。在项目开工前要对施工场地进行资料收集，具体收集施工区域内的自然环境和社会环境状况。前者包含了施工区域的地形条件，如山地，丘陵，平原，盆地，峡谷地质条件又包括了岩土的类型，地质构造，水文条件。除此之外还要考虑到当地的气象条件，气候特征，年降雨量，降雨的时节分布，一年内最高温度及高温的持续时间，这一类资料通常由历史积累得到。对于社会经济状况而言，考虑到对该区域产生的不利影响，沿线经济的带动作用。

以郑万上行联络线为例，该项目区域岩性主要为粉砂、粉质黏土、粉土，无不良地质。桥址区地下水分布于砂类土和粉质土中，主要由大气降水补给，具明显的动态变化特征，随季节、降水量变化而变化。桥址区地表水有对混凝土有冻融破坏，环境等级为D1；具有氯盐侵蚀。气候条件方面，属北温带大陆性气候，四季分明，春季温暖，干燥多旱，夏季炎热，多雨易涝，秋季天气多变，旱涝交错，冬季寒冷多风，干燥少雨雪。降雨多集中在6～9月份，年平均气温14.4℃，7月最热，平均27℃；1月最冷，平均0.1℃；年平均降雨量632毫米，无霜期220天。平均风速3m/s，最大风速18m/s。

2 项目施工环节安全管理工作

2.1 项目施工简介

项目施工需要考虑到由自然环境条件带来的施工过程中存在的安全问题，因此在项目施工前要准备好详细的施工方案流程，从完善施工流程、方案；落实工人安全操作来保证工程施工安全。以郑万上行联络线为例，该项目在施工前为了保证项目施工安全做了边坡防护设计、具体施工流程以及具体施工方法。

坡防护设计：为满足放坡开挖条件，故基坑开挖优先选用放坡开挖的方式。联络线特大桥60#承台开挖范围内土质主要为粉砂及粉质粘土，坡顶无荷载，基坑开挖采用1：1.3的坡度。采用两级放坡开挖方案，具体如图1图所示。

具体施工流程及施工方法：施工流程和方法是确保工程安全的重要途径，施工流程是严格按照保证施工安全作业前提制定的，具体流程如图2。流程中的每一个环节、先后顺序及衔接都是安全开挖的保证。具体施工方法中体现安全作业的措施有设置排水坡，避免地表既有水沟，防止雨水进入基坑内；分级开挖，在挖掘机在开挖过程中，应及时做好临边防护；锚杆、注浆施工特别注意检查钻杆左右倾斜度、成孔深度、注浆压力；基坑回填期间对承台混凝土的不间断养护等，落实以上方法可减少施工安全隐患。

2.2 施工过程中的安全管理工作

施工过程中的安全管理工作是整体安全管理工作的重点，施工管理单位要建立安全体系，成立安全工作小组，由主要领导负主要责任，由专业安全工作人员实施安全监管工作。并将安全工作与个人的绩效、薪酬，晋升等方面结合到一起，强化管理及施工人员的安全责任意识。安全管理工作人员要严格按照国家相关法律法规及施工单位相应规范开展管理工作，对于安全工作要做到零容忍。

2.3 安全防范工作

基坑開挖深度较深，在开挖过程中应严格按方案要求分级开挖，放坡，并做好支护。机械交叉作业、运土车产生的动荷载对基坑支护产生一定的影响。采取全封闭的防护围栏，防止人员、物体坠落。基坑开挖安全防范重点：机械开挖及人工开挖坍塌伤害挖掘机、自卸汽车等机械交叉作业安全临时用电安全。

施工前对相关数据进行计算，作为后期施工的依据。在施工过程中要严格的执行设计标准，以此来防范安全事故的发生。在对坡面进行计算的时候，涉及到的参数有：坡线参数，土层参数，超载参数，土钉参数，花杆参数，锚杆参数等。基本参数又包括了所依据的规程及方法，支护结构的重要性参数，坑基的深度，坑基内地下水深度，坑基外地下水深度。抗拔承载力计算条件则包括：抗拔力土压力值，抗拔承载力计算锚杆是否分担土压力，旗工期局部抗拉安全系数折减，土钉荷载分项系数，土钉抗拔安全系数，土钉墙面支锚轴向拉力经验系数。以土层层数2为例，其具体的参数如表1。

通过对相关数据进行计算，按照1：1.3坡比，进行两组放坡开挖，坡面采用锚杆注浆的方法，挂设钢筋网片，喷射混凝土防护，基坑最危险滑移面稳定系数KS=1.255，坑基处于稳定状态，满足相关技术标准与要求。不仅是在坑基开挖的过程中要严格的进行计算并且依据设计方案的相关标准，施工的其它环节同样要依据相关的标准，这样才能保证施工过程安全。

基坑支护安全措施。土方开挖严格分级开挖，开挖一级使用锚杆支护一级。开挖后的土方及时外运出场。基坑四周不得堆放钢筋等材料，挖掘机、运土车等车辆、设备避免在基坑边沿行驶，不得停放在基坑边沿。基坑挖土施工应做到“四边”即：边挖、边整、边铺、边浇，保证基坑土体不长期暴露，确保基坑稳定。在土体开挖过程中出现异常情况时，应立即停止开挖。endprint

机械交叉作业安全措施。现场机械、设备在进场验收合格后，方能投入使用。现场机械有明显的安全标志和安全技术操作规程牌。所有机械设备保持清洁、润滑，经常紧固调整，不超负荷和带病工作；机械在停用、停电时必须切断电源。挖掘机作业安全保障措施。挖掘机操作中不应过急。人员不得进入挖机回转半径内。挖掘机沿基坑四周循环挖土，挖掘机需离基应距边沿保持安全距离，防止坍塌造成设备倾覆。挖土作业时，挖机操作人员应高度注意力集中，关注周边环境及人员，发现人员进入回转半径内作业应停止作业并鸣笛警示。运土车辆安全保障措施运土车司机在运土前，应熟悉本工程场地内外环境，服从指挥人员的指挥，严格按规定的运输路线行驶。运土车辆机械性能应良好，严禁酒后、疲劳驾驶。进入施工现场内应缓慢行驶，注意坑边安全警戒标志及警示灯。距基坑较近行驶时注意力应高度集中，关注基坑状况。

临边防护、上下基坑安全措施。工作结束时，应在基坑四周做临时围护，并悬挂安全警示标志；在基坑一侧放坡，方面人员上下通行。在防护栏杆上悬挂安全警示标志，夜间设置警示红灯，防止人员或车辆坠落。

用电安全技术措施。施工现场用电及电线电缆的敷设等应严格按《施工现场临时用电安全技术规范》及临时施工用电安全专项方案执行。地下施工动力、照明线路应设置专用的防水输电线路，采用专用防水电箱。所有机电设备均应有安全防护设施和专人管理，做到“一机、一箱、一闸、一漏”，确保人身安全。施工严禁私拉乱接电线，应由专业电工持证上岗，规范接线。施工用电设施须经验收合格后方可使用。夜间施工应满足照明亮度，在基坑周边设大型镝灯照明。

作业人员安全措施。所有施工人员均应遵守严格执行项目部各项安全规章制度及安全管理规定。严禁无特种作业证人员私自操作机械设备及电器。进入施工现场的所有人员配戴所需安全用具，遵守各项安全生产规定，遵守安全生产法，劳动保护法规以及有关规程和标准。作业人员必须严格遵守劳动保护规定，正确佩带和使用个人防护用品。进行电、气焊作业时，要有防火措施和专人看管。特殊工种必须有特殊工种上岗证，并佩带相应的劳保用品，不得无证上岗，违章操作。交叉作业时，要有可靠的防护措施，不得伤害他人，避免被他人伤害劳动者对管理人员违章指挥、强令冒险作业，有权拒绝执行，对违反法律法规的行为有权检举和控告。其它安全措施定期举办安全会议，适时分析安全形势，指定有关管理人员参加，并做好记录，各作业班组对班前班后的安全作业情况进行检查和总结，及时处理安全作业中所存在的问题。

雨雪天后，作业前应及时清理基坑上下通道，配备防滑防冻物资，雨雪、雷暴天气禁止作业。

2.4 事故预防

在安全管理工作方面，最重要的一点就是事故预防，要将事故消除在萌芽阶段，而不是在事故发生之后才开展相应的管理工作。针对施工过程中的不同环节，安全管理工作细分重点也不一样，涉及到的内容也不同。比如加强对作业人员的安全教育，认真学习操作规程，落实安全技术交底。对可能出现塌方、滑动的地段，预报其部位、形式、规模及发展趋势，并提出处理措施。对于雨季加强现场检查和监测监控，加强现场巡查，尤其雨后、新开挖之后，周边支档情况，出现小范围垮塌或护壁裂纹等情况必须立即上报并处理；加强监控量测工作，对基坑进行监控，对于部分地区插设简易标记，做好地表变化情况登记。

设备操作人员是事故监控的直接责任人，在日常保养、检修的过程中，若发现设备自身的故障，要及时解决，避免设备带病作业。在机械集中作业、作业现场条件较差的地段，安监人员要重点监控。特种设备操作人员要按照国家政策的要求，经过专业部门培训并考核合格、取得特种设备操作证，方能上岗。按要求对设备进行维护保养维修工作，做好维修保养记录。有针对性的配备消防器材。经常组织设备操作人员进行安全学习，增强安全意识、提高安全生产技能。

2.5 安全管理工作坚持的原则

在安全管理工作中要坚持四不放过的原则，即事故原因未查清不放过，责任人员未处理不放过，责任人和群众未受教育不放过，整改措施未落实不放過。除此之外对于建设过程中出现的安全问题，要坚持零容忍的态度，对工作负责也是对所有工作人员的生命健康安全负责。

安全管理工作重在预防，要从施工设计环节入手，在施工过程中严格的按照设计方案执行。要建立事故防范体系，将安全管理工作任务层层落实，从制度，技术，管理方面为项目建设保驾护航。将安全教育工作贯穿于施工的整个环节，加强对施工过程的监督，将事故消除在萌芽阶段。

3 施工结束后期安全管理工作

在项目施工结束后要对本次施工过程中存在的安全问题进行总结，如出现问题，需对负有主要领导责任的相关人员要给予相应处理。并就本次项目建设工作中，安全管理工作还存在哪些方面的不足作出总结，提出相应的改进措施。安全总结工作内容要传达到全体人员，并在后期工作中，发挥工作人员的主观能动性，对工作中出现的安全问题进行监督，并对安全管理工作人员工作进行监督，营造良好的工作氛围，创造安全的工作环境。

4 结束语

安全管理工作关系到每一个人的生命健康安全，需要工作人员有强烈的责任心，专业的知识体系。建设单位要建立健全安全管理体系，不断完善复杂环境下安全管理工作标准，严格依照国家相关法律法规行事。安全管理工作，重在对各类事故的预防，预防是安全管理工作的重点所在，做好第一步后面的工作相对就较为容易。

参考文献

[1] 袁钎.深基坑开挖对邻近高速铁路桥墩变形影响分析[D].华东交通大学，2016（5）.

[2] 戴珅.软土深基坑开挖下铁路桥梁安全监测系统研究[D].中南大学，2013（5）.

[3] 尹光明.城市隧道临近建筑物超深基坑支护理论与安全控制技术研究[D].中南大学，2012（4）.endprint