地铁深基坑施工安全控制框架思路构建

鲁 俊

（中国建筑第四工程局土木公司，广州 深圳 518000）

近年来，我国不断加大地铁建设投入，全国各大城市纷纷兴建起地铁；在此背景下，地铁深基坑的开挖规模越来越大，开挖深度不断加深，随之而来的各种不可测、不可控因素也越来越多，风险越来越大。需要认真研究深基坑施工中出现的各种风险，重视施工安全控制。

1 地铁深基坑施工中常见的各种风险

1.1 基坑超挖

当前，地铁施工往往采用粗放式施工模式，一些施工单位为了抢工期，盲目加大施工进度，导致出现基坑超挖，继而造成基坑围护墙和支撑受力发生变形，基坑坡顶严重超载，变形量增大，甚至造成支撑倒塌。

1.2 降雨引发的各种问题

一些施工单位在深基坑施工中没有做好围护结构，围护结构上留有裂缝，导致降雨渗入；在进行深基坑施工时，放坡太陡，由于施工期间大量降雨，导致基坑发生纵向滑坡，冲垮支撑；在进行深基坑施工时，没有注意到基坑土体过于松散，在施工期间适逢长时间连续降雨，造成土体滑坡，钢支撑发生位移[1]。

1.3 地下水问题

有些地铁深基坑施工中，出现地下水渗出、透水、涌砂等险情，严重影响施工安全。地下水渗漏、涌出，会导致基坑护坡结构变得不稳定，继而造成斜坡崩溃，甚至使整个基坑丧失稳定性。

2 运用PDSA循环，构建地铁深基坑施工安全控制框架

2.1 PDSA循环

PDSA循环是美国专家爱德华兹·戴明博士提出的一种项目质量管理方法，该循环包括计划 （PLAN）、执行 （DO）、检查 （CHECK/STUDY）、处理 （ACT） 四个循环反复的步骤，实践证明，PDSA循环的确可以有效地提高项目施工质量。

2.2 运用PDSA循环，构建深基坑施工安全控制框架

2.2.1 强化事先控制，完善基坑设计方案

地铁深基坑深度往往在16～20 m之间，其长度可达200～400 m，其宽度可达18～20 m[2]。一旦出现安全问题，对整个地铁项目建设都会造成极为不利的影响。因此，技术人员首先必须强化事先控制，完善基坑设计方案。这需要技术人员对现场进行详细踏勘，了解基坑深度1～2倍半径内的周边状况，详细分析现场土层的内摩擦角、内聚力，详细研究现场地下水水位，根据土体的基床系数，基坑开挖影响范围以内建筑物荷载、地面超载、施工荷载、现场各层土层厚度以及各土层的具体物理力学参数 （包括主动土压力、被动土压力、土体的含水量、土体的压缩模量、压缩指数、固结系数、回弹指数、渗透系数等等），精心设计、完善基坑设计方案。尤其要反复计算支护结构的稳定性、基坑抗渗流稳定性，确保万无一失。

2.2.2 通过事中控制，抓好深基坑施工

基坑设计方案制定完毕后，技术人员须做好技术交底，督促施工人员严格按照设计方案施工。

在进行放坡开挖时，可采用自然放坡或直立开挖，若基坑深度过大，可采用分级放坡开挖，分块、分段、分层开挖，保持基坑的对称性，防止发生变形，还应对放坡面采取必要的保护措施[3]。若现场土质为黏土、粉质黏土或砂土，挖方深度不宜超过3 m，边坡坡度控制在1∶1.00～1∶1.25之间；若现场土质属于碎石土，挖方深度不宜超过12 m，边坡坡度控制在1∶0.50～1∶1.50之间；基坑四周地面须开挖排水沟，防止雨水渗入。在放坡施工过程中，还须实时掌握基坑稳定性与土体移动的变化状况，防止发生滑坡。

在进行支护结构施工时，须根据现场的实际情况，采用地下连续墙、或SMW工法、或钻孔灌注桩加止水帷幕。若采用灌注桩，须保证桩长、桩径、以及混凝土的程度；若采用地下连续墙，须做好导墙的挖填、混凝土灌注、并处理好接头 （地下连续墙的每幅宽度应控制在4～6 m以内）。若采用SMW工法，须控制好导槽、桩径与混凝土等级。

在搭建支撑体系时，应将第一道支撑设置为钢筋混凝土支撑，采用直径609 mm的钢管设置第二、三、四道支撑；此外，还要做好降水施工。

根据统计分析，相当一部分地铁深基坑施工中出现的问题，是由于施工人员操作不当造成的。因此，必须对施工人员、管理人员加强培训，增强技术人员的专业技能，严格按照设计方案进行标准化施工，并积极应用新技术、新工艺。在施工过程中，还须重视各种风险因素，评判它们是否属于危险源，以及其危险等级，督促施工人员抓好自我保护，积极保护自身安全。

2.2.3 积极处理施工中出现的各种风险问题

（1） 超挖可能导致围护墙与支撑受力发生变化，继而出现较大的变形。若发现超挖，可根据实际情况灵活调整开挖 （及支撑） 的施工部位、施工参数，减少每步开挖的深度、尺寸，使基坑荷载保持均衡；为防止超挖，应从坡顶开始修坡，而不能从坡脚开始修坡[4]。

（2） 地下水是深基坑施工的最大危险源，但抽取地下水不可过快过猛。根据施工经验，应当将地下水降到开挖面以下1 m，必须严格控制抽取地下水的时间、抽水深度与抽水量，否则可能造成大面积沉降。

（3） 在施工过程中发现渗漏、涌砂、冒水，须及时采取止水堵漏措施——在最短的时间内，以最快的速度探明水源，并切断水源；施工人员须寻找止水体上是否存在薄弱环节，并采取措施加固止水体。若由于渗漏导致边坡土方发生倒塌，须清除疏松的土体→填充塌坑→用水泥稀浆进行封层；若基坑底部出现大量涌水，须迅速向基坑底部填充大量沙袋，随后迅速进行注浆作业；若基坑底部出现涌砂，须在第一时间内向基坑底部回填土方。

（4） 在整个挖土作业过程中，必须保证支撑作业紧密衔接，做到随挖随撑；在搭建支撑时，须确保斜撑都进行了仰焊，严禁漏焊，否则斜撑可能无法承载较大的剪力；每一个楔形针，都须保证适宜的切入深度；支撑活络头伸缩段的长度不宜超过20 cm[5]。

（5） 一旦发生安全事故，在抢险过程中须防止破坏地下管线、周边建筑物，避免人员遭受二次伤害。

3 结语

随着我国经济与社会的发展，地铁建设必将进一步加速。只有抓好深基坑施工安全控制，才能保证地铁项目建设的顺利进行。这就需要技术人员精心设计施工方案，强化全过程质量控制，切实降低基坑施工的危险系数。