地铁深基坑施工风险及控制措施探讨

金学胜

（中建四局华东公司，上海 201100）

1 地铁深基坑施工风险

在多数地铁工程施工中，普遍存在深基坑施工环境复杂、地下设施与障碍物密布、工期压力大等施工难点，深基坑施工存在较高风险。目前，部分施工人员对于各项施工风险源没有全面掌握，缺乏针对性的风险控制措施，各类施工安全事故频繁发生，造成严重经济损失，甚至是人员伤亡。常见地铁深基坑施工风险及表现特征如下。

1.1 基坑护坡渗漏

基坑护坡渗漏是在深基坑施工中，基坑护坡结构持续受到地下水渗透影响，使得边坡土质逐渐疏松，进而出现基坑边坡渗漏、局部结构失稳或是护坡结构坍塌等问题。同时，在基坑护坡渗漏程度较为严重，且没有得到及时、有效控制时，将有一定可能引发涌水涌砂现象的出现。目前，基坑护坡渗漏问题主要在饱和土层变层处出现。此外，在深基坑止水帷幕达到预定防渗设计要求时，也将出现自然渗漏问题，或是局部渗透问题，并不会对深基坑施工安全造成影响。而在出现非正常渗漏问题时，需及时采取控制措施，对问题进行治理。

1.2 基坑边坡滑塌

在地铁工程深基坑施工中，如若出现深基坑开挖顺序不合理、边坡存在堆重或振动荷载、未按相关施工规范及时开展放坡与支护作业，或是受到地下水因素影响时，都有一定可能出现基坑边坡滑塌安全事故。地铁工程在放坡开挖环节，一些施工人员未及时开展边坡支护作业，并存在违章施工问题，导致深基坑边坡结构缺乏承载力，进而出现基坑边坡滑塌现象。

1.3 基坑支撑不稳

在深基坑原土层含水量过高，或是出现严重失水现象时，都将导致基坑支撑不稳，出现深基坑大面积沉降现象。同时，在深基坑边坡出现涌砂涌水、坍塌等安全事故时，也将导致基坑支撑不稳。而基坑支撑不稳施工风险的主要表现特征为，深基坑支撑结构出现明显下沉或拱起现象。针对这一深基坑施工风险，应严格控制坑内降水方法，并在必要情况下，中止深基坑施工，做好人员与设备退场工作，避免造成更严重的经济损失。

1.4 基坑底部突涌水

地铁工程深基坑施工中，由于基坑内外部水位的水平高度有较大差异，因此采取的深基坑降水措施不合理，未将深基坑内地下水位高度控制在合理区间范围内时，可能出现基坑底部涌水现象，对深基坑内外部的土体结构造成破坏，使得基坑结构稳定性有所下降。在问题严重时，将出现基坑塌陷等安全事故。基坑底部突涌水施工风险的主要影响因素包括工程地质勘察工作不明确、设计方案不合理、施工顺序有误等。例如，在地铁工程施工场地处于正在发育成溶洞的地区时，如若未提前采取相应施工措施，将出现这一施工风险。

1.5 基坑底部土体隆起

在地铁工程深基坑施工中，基坑周围土体在自重等因素影响下，将会使得基坑底部土体向上隆起，这一问题无法避免，且在底部隆起量小于一定数值时，并不会对深基坑施工质量与安全造成明显影响，因此，允许基坑底部土体产生一定量的隆起。但在基坑底部隆起量过大时，将存在一定的安全隐患，需及时采取控制措施，对问题进行治理。

而基坑底部土体隆起现象的主要原因包括：原土层平衡应力场造成破坏，使得基坑底部回弹，回弹后的土体相对较为松弛；受到侧水土压力作用影响，地下连续墙的墙角处与内外侧土体出现塑形变形现象，使得基坑底部土体上涌；在基坑底部分布一定量积水、地下水位过高，且基坑土质为黏性土时，黏性土将持续吸收周边所分布积水与地下水，土体体积增大，加之受到侧水压力作用影响，基坑底部土体出现塑形变形、上涌现象。目前来看，基坑底部土体隆起现象主要出现在软土地区，或是存在基坑支护结构变形、基底分布弱透水层、护坡稳定性差、基坑降水效果差的地铁工程中。

1.6 保护结构涌砂涌水

在地铁工程深基坑施工中，保护结构是控制施工质量和保证施工安全的关键所在，对于地铁工程建设有重要的意义。但在部分地铁工程中，由于连续墙的防水性能较差，持续受到地下水渗透影响，墙体出现多处渗漏，进而引发保护结构涌砂涌水施工问题的出现。

2 地铁深基坑施工风险直接控制措施

2.1 基坑护坡渗漏控制

在出现基坑护坡渗漏施工问题时，应及时了解护坡结构渗漏范围、具体水源点，并将水源加以切断。避免基坑护坡渗漏问题严重程度持续升级；在出现基坑涌砂涌水现象时，施工人员应及时排查、锁定与封堵涌砂涌水口。在必要情况下，对涌砂区域进行加固处理；当出现大面积基坑与边坡结构坍塌事故时，中止深基坑施工，撤离非相关工作人员与机械设备。同时，向塌方处开展堆土作业，抑制土体结构滑落。待基坑与边坡结构稳定后，按顺序开展虚土清理、引水管埋设、固定沙袋、挂设钢筋网以及混凝土喷射作业；当基础桩处出现渗漏现象时，及时埋设引水管，并对桩间土支护结构进行加固处理；当基坑与边坡出现滑塌现象，所滑落土体对支护结构造成外力碰撞，且支护结构扭曲变形时，应在指定位置架设临时支护结构，增加支撑物品。

2.2 基坑边坡滑塌控制

为预防基坑边坡滑塌事故的出现，在地铁深基坑施工中，应提前根据工程地质勘察报告，有针对性地开展降水施工，设置排水沟，将地下水位高度、土层含水量控制在合理范围内。同时，定期对基坑土层含水量、地下水位涨幅情况进行检测，在必要情况下采取临时性基坑降排水措施。

2.3 基坑塌陷风险控制

首先，在地铁深基坑施工中，应注重严格控制钢筋混凝土支撑体系施工进度，在保障施工质量与安全的前提下，尽可量缩短施工时间；优先配置钢制模板，合理设定钢模板厚度。其次，在模板安装作业开展前后，对模板表面结构的平整度、光滑度与完好性进行检查，确保拼缝严密；实时监测支撑体系施工情况，定期对格构柱垂直度进行检测、校正；遵循“快插慢拔”施工原则，控制振捣质量。此外，在基坑结构失稳现象出现前，有明显的事故征兆，如支撑结构下沉或拱起。因此，在出现这类事故征兆时，要及时中止深基坑施工，分析问题成因，对支撑结构进行加固处理，并做好人员与设备退场工作。

2.4 基坑底部突涌水控制

在深基坑施工中，提前在施工现场储备适当数量的沙袋。在施工中出现底部突涌水现象时，施工人员应及时使用所配置沙袋向涌水处加以填充。随后，及时在坑底开展注浆作业。待彻底解决坑底涌水问题后再组织开展后续施工活动；提前做好基坑降水工作，设置适当数量的排水设施；在施工准备阶段，组织开展全面性工程地质勘察工作，并以地质勘察报告为主要依据，科学编制深基坑施工方案。

2.5 基坑底部隆起控制

基坑底部土体隆起现象是一种正常的施工现象，无法规避，且在隆起量小于一定数值时，并不会对施工质量与安全造成不利影响。因此，在地铁工程深基坑施工中，应在施工现场架设沉降观测点，实时监测基坑底部土体隆起量。底部土体隆起量超过或临近相应标准时，及时发送预警信息、采取有效控制措施。常见控制措施包括中止深基坑开挖作业、对隆起部位开展注浆加固作业、开展临时性基坑降排水作业等。同时，基坑底部隆起现象的成因较为复杂，也需对现象成因进行分析，采取适当的控制措施。例如，在基坑土层含水量过高、土体体积增大而出现隆起现象时，需重点开展基坑降排水施工作业。

2.6 保护结构涌砂涌水控制

在地铁工程深基坑施工中出现保护结构涌砂涌水现象时，相关人员应对渗漏部位的具体位置、渗漏面积加以了解。如若渗漏面积较小、所涌入水量低于一定标准时，可直接对渗漏部位开展注浆作业。在保护结构渗漏面积过大，或是同时出现多处保护结构涌砂涌水事故时，需及时埋设排水管，将基坑底部所涌入水体排至坑外。随后，施工人员应使用钢板等材料，对保护结构的渗漏点进行封堵处理，直至漏水口封闭强度达到一定标准、涌砂涌水问题得到控制、且坑底积水完全排出后，再封闭排水管口。

3 地铁深基坑施工风险管控措施

3.1 加强过程控制力度

在地铁工程深基坑施工中，唯有配置与之相匹配的地下水控制体系、科学编制基坑开挖方案，制定问题应急预防，在出现保护结构涌砂涌水、基坑底部土体过度隆起、基坑塌陷等施工事故时，及时采取有效控制措施，才能为地铁深基坑施工质量与安全提供有力保障。而对这一目的的实现，企业应注重加强深基坑施工过程的风险控制力度，而具体控制要点如下。

在深基坑施工中，综合分析各项施工因素、构建风险评估模型，预测所存在的各处施工风险源。随后，制定合理的深基坑施工方案，方案内包括周边建筑物及地下设施的保护措施、深基坑开挖顺序、分层开挖深度、各类施工风险的应急措施、降排水施工措施等，为后续施工活动的开展提供明确参照。将施工现场所堆置土方、施工材料与基坑边缘保持3m以上的间隔距离，而在采取放坡开挖、土钉支护施工方式时，应将基坑边缘与材料堆置处的间隔距离保持在5m以上。同时，将弃土堆置高度控制在1.0m以下，将各类施工机械社而被与基坑围护结构、止水帷幕保持安全间隔距离，确保施工机械设备的停置、作业位置的平稳性，不会出现设备倾斜、破坏围护结构等问题。

3.2 基坑监测

由于多数地铁深基坑施工安全事故均存在突然出现的征兆，因此为及时发现、预防与控制施工风险与安全事故，需组织开展基坑监测作业，对基坑与边坡土体结构稳定性、支护结构内力变化状态等进行实时监测。当监测到异常施工现象时，分析问题成因、判断施工事故类别，执行预定应急控制方案，避免造成不必要的损失。

4 结束语

综上所述，地铁工程地质条件较为复杂恶劣，在深基坑施工中时常出现各类施工安全事故，不但造成严重损失，还对地铁轨道交通体系的发展造成阻碍和限制作用。因此，企业与工程参建人员必须树立正确的安全施工与风险预防意识，正确评估所存在的施工风险，健全工程风险评价体系，灵活采取上述施工风险控制措施，保障地铁工程建设顺利实施。