北京地铁 16 号线丰台站深基坑监理要点

2021-07-22李子刚北京赛瑞斯国际工程咨询有限公司北京100070

建设监理 2021年4期

李子刚（北京赛瑞斯国际工程咨询有限公司，北京 100070）

0 引言

北京地铁 16 号线丰台站，邻近既有线 10 号线车站，与国铁丰台站一体化共构施工，施工区域为不良地质条件。为保护邻近既有地铁线的运行安全，针对不良地质条件，采用较为复杂的围护结构形式和施工方法。该站基坑采用地下连续墙＋钻孔灌注桩（隔离桩＋锚索＋钢筋混凝土与钢内支撑）的围护体系，地下连续墙施工采用较为先进的双轮铣槽机，围护桩采用全护筒＋孔施工技术。该工程施工工期短，投入劳动资源大，参与单位、人员、重型设备众多，施工组织、协调难度大。

1 工程概况

丰台站综合交通枢纽工程整个占地面积约为 18 万 m2。10 号线南北走向，位于地下 2 层；16 号线东西走向，位于地下 3 层。两条地铁线在丰台火车站交叉，形成换乘。

本站位于国铁站房下方，为地下 2 层 2 跨框架箱涵结构；基坑宽 31 m，长约 406 m，深约 32 m；包含 1 个换乘厅（基坑宽×长×深约为 75 m×81 m×24 m)、2 个风亭。车站总建筑面积约为 4.6 万 m2。地铁基坑采用地下连续墙加混凝土支撑体系。车站范围内地下水位高于结构底板，采用坑内降水施工。

工程地质及水文地质情况，如表 1 所示。

表 1 各土层岩性及分布特征表

2 工程的重难点

（1）基坑深、风险大。基坑深度约为 32 m，临近既有 10 号线，考虑到地铁运营、国铁基坑地铁基坑开挖、国铁站房基础施作、区间盾构下穿的综合影响，依据《建筑地基基础设计规范》《建筑深基坑工程施工安全技术规范》《建筑基坑支护技术规程》等，经专家论证、安全评估、专项审查，确定风险等级为一级。

（2）紧邻运营线路。建设的车站基坑紧邻 10 号线车站与隧道，10 号线位于基坑东端东侧，10 号线区间隧道外侧与基坑东侧间距约 8 m～18 m。

（3）技术复杂，施工难度大。建设的车站基坑分两级：一级基坑深度约为 12 m，采用 1∶1 放坡施工；二级基坑深度约为 20 m。基底位于卵砾石层，地下 2 层和地下3 层采用地下连续墙加混凝土支撑（及钢支撑）体系；地下1 层范围内采用双排围护＋锚索的支护形式。车站主体基坑采用地下连续墙＋ 3 道钢筋混凝土内支撑＋2 道钢支撑（钢支撑，2 根为 1 组，即“双拼”形式）＋1 道钢倒撑的围护体系。丰台站保护区基坑采用钻孔灌注桩＋1 道混凝土内支撑＋1 道钢支撑的围护体系。基坑东侧（16 号线盾构区间位置）采用三重管高压旋喷桩进行加固。

（4）基坑需降水施工。基坑深约 32 m，车站范围稳定水位标高为 22.74 m。车站范围内地下水位高于结构底板，基坑采用地下连续墙止水＋坑内降水施工。

（5）与国铁站房一体化施工。

（6）重型设备多。工程采用龙门吊 1 部，塔吊 2 部，400 t、300 t 履带吊各 1 部，200 t 以下汽车吊 20 余部。多个流水段同时施工。

（7）工期紧。地铁地下施工是国铁站房施工的紧前工序，工期紧；在保证安全、质量的前提下，采取了大幅度增加劳动资源，包括现代施工机械、施工人员和材料等；是极限工期条件下的劳动密集型施工，施工组织难度大。

（8）协调难度大。参建方众多，有政府、部委、职能部门，以及设计、建设、施工、监理等单位，涉及产权单位、土地权属、界面划分、利益分劈、资金压力、多个单位交叉施工、工期紧、场地狭小、道路拥挤，毗邻居民小区、矛盾冲突等问题，严重制约着工程实施。

3 基坑施工监理控制要点

3.1 事前监理控制要点

3.1.1 施工专业分包资质审查

由于基坑深、跨度大、邻近既有线施工，基坑施工难度大、风险高、持续时间长。项目监理部对施工专业分包单位资质进行了严格审查，对生产企业的规模、技术实力、人员资格和类似工程业绩进行了详细考察，以确保优选一家符合现场实际施工要求的专业队伍。

3.1.2 专项方案与技术交底审查

对涉及基坑开挖等超危大工程，依据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第 37 号）、《北京市房屋建筑和市政基础设施工程危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则》（京建法 [2019]11 号）的规定，监理部要求施工单位及时编制《丰台站基坑开挖与支护施工方案》《临近 10 号线基坑开挖与支护专项方案》《钢筋笼吊装施工方案》《双轮铣施工方案》《旋挖桩（全护筒）施工方案》等专项施工方案。严格履行报审程序，及时组织专家论证，并根据专家意见和各参建方要求进行补充与完善；督促施工单位编制具有针对性的安全技术交底，并及时向现场管理及施工人员进行书面交底，确保现场管理人员和作业人员熟知各种风险和控制要点。

3.1.3 基坑施工专项监理细则编制

针对基坑施工的重难点，监理部组织专业监理工程师及时收集设计、施工、地质和周边环境资料，编制专项监理实施细则，并做好培训和宣贯工作，做到监理人员预先熟悉和掌握，并严格按照细则实施。

3.1.4 施工前条件核查要点

根据《北京市城市轨道交通建设工程关键节点施工前条件核查管理办法》（京建法 [2018]1 号）的附件 6-14 《有管线区域钻孔、成槽等动土作业（降水、围护结构等）施工前核查内容》，应按 B 类进行条件核查，而考虑到本工程特点，决定升级调整至 A 类进行核查。监理部依据条件核查标准，严格把控安全质量风险，做好事前预控。

3.1.5 不同坐标与高程系统联测转换控制

该工程与国铁站房共建，由不同设计院参与设计，沿袭和采用各自坐标及高程系统，因而出现 2 套坐标与高程系统：京石客专第一施工坐标系和北京独立坐标系；1985 年国家高程基准高程值＋0.416 m＝北京市高程系统高程值。

3.2 事中监理控制要点

3.2.1 基坑降水

通过对勘察资料、结构施工顺序、现场施工场地条件等多方面因素的分析，车站施工采用地下连续墙截水帷幕及坑内疏干井降水、车站主体采用基坑外截水及基坑内疏干的方法将地下水位降至底板底以下 1.0 m。降水井成井工艺采用钻机成井。

控制降水井的合理布置和成井质量是保证降水效果的一个重要环节。从整体布局上考虑，需要避让格构柱、钢管柱等，并适当调整位置，最终布置车站疏干井共 59 口。车站疏干井在一级基坑内部进行施工。

3.2.2 加强 10 号线的风险隔离措施

为减少地铁丰台站施工对运营线路的影响，车站主体邻近既有线基坑采用地下连续墙＋钻孔灌注桩（隔离桩）＋3 道锚索＋5 道钢筋混凝土内支撑＋1 道钢倒撑的围护体系。基坑围护体系本身安全可靠。其中本部位连续墙采用双轮铣施工，隔离桩采用全护筒旋挖施工。严格限制施工超载，不得超过设计荷载。严格加强基坑及 10 号线隧道监测。施工过程中加强对基坑支护结构及邻近地面、市政道路的沉降监测，根据监测情况增加钢支撑预加轴力控制基坑变形，并实行信息化施工。

3.2.3 土方开挖

基坑工程开挖方法、支撑和拆撑顺序与设计工况相一致，做到先撑后挖、随挖随撑、及时支撑、整体分片、纵向分段、竖向分层、对称、平衡、限时，禁止超挖。充分考虑土层、围护墙、支撑体系三者的时空效应，严格控制每一步工序开挖支撑施工的时间、空间参数，控制基坑位移。

考虑到钢支撑安装后土方开挖及运输机械的通道，从每层开挖面的中部预先拉槽，槽底与上一层钢支撑底部净距控制在 6 m 以内，两侧必须保证 2 m～3 m 宽的平台作为护墙土体。基坑土方开挖与内支撑紧密配合，土方开挖后及时架设钢支撑及施加轴力。

3.2.4 钢支撑安装

安装钢支撑，其重点是对施加钢支撑轴力进行旁站监督，并定期检查轴力监测情况，如发现钢支撑轴力损失，需及时补偿。

3.2.5 邻近 10 号线区间影响监测

既有 10 号线丰台站先后受到站房基坑开挖、16 号线丰台站一级基坑开挖、国铁与 10 号线换乘厅开挖及条形基础和行包通道基坑开挖的多重影响，多处监测断面监测点呈现上浮状态，之后监测数据稳定。为此，需充分应用信息化手段对监控量测进行管控，做到及时收集数据、分析数据，以便指导施工。

3.2.6 安全风险专项控制

基坑工程的重要安全风险点：一是对基坑开挖渗涌水的风险防控，二是对支撑结构变形失稳的风险防控，三是对基坑及既有线上浮的变形控制，四是对 10 号线运营安全的风险控制，五是对起重吊装的风险防控。

（1）在重大风险点实施中的过程监控和信息反馈。在重大风险点的施工过程中，针对工程特点及时调整方案措施，按照标准制定相应的预警值和警戒值，通过监控量测数据严格指导施工。达到警戒值时，施工单位必须按程序逐级上报，并立即准备紧急预案的启动。

（2）建立风险点动态管理档案。风险点动态管理档案的主要内容：重大风险点预防评估方案和应急预案的编制情况，包括不同施工阶段重大风险点识别、专项方案、应急预案、执行程序、组织机构、物资设备情况和相关方联系方式等；方案的审批记录；风险点实施前的准备情况记录；风险点实施过程记录表；督促收集风险点规避结束后的经验教训总结。

3.2.7 施工进度控制

由于工期短，车站划分流水段后，采取从车站两端向中间开挖的方式。在保证安全的前提下，采取拉槽、下掏的方法，最大限度地减少垂直出土，以实现高效出土。

审核施工单位提交的进度计划，对流水段划分进行认真分析研究（车站全长为 406 m，每个流水段约 20 m，划分 20 个流水段）。

监督施工资源的配置和投入。要求施工人员按专业类别划分多个作业班组，实行 24 h 不间断作业；多个流水段同时施工，每层结构均形成流水；采用龙门吊 1 部，塔吊2 部，400 t、300 t 履带吊各 1 部、200 t 以下汽车吊 20 余部，相互配合运输车辆，形成地下、地上立体运输体系。

在进度实施过程中，需周密部署筹划、科学组织，及时对比纠偏，确保工期目标的实现。

4 效果评价与经验教训

4.1 效果评价

通过努力，尤其在极限工期条件下完成如此大体量工程，未出现任何安全、质量事故。主体结构提前完成预定工期目标，顺利移交。成绩受到各方的肯定，业主为此发来表扬信。

在整个施工过程中，对基坑变形的控制，尤其对邻近既有地铁线的监控达到稳定，其监测数据都在允许范围内。施工组织合理，协调有力，安全、质量管控到位，未出现安全质量事故。

4.2 经验教训

4.2.1 钢支撑预加轴向压力后泄压频繁

由于钢支撑预加轴向压力后的泄压频繁，时常出现预警、复加预应力的情况，工作量巨大。主要原因：基坑临时立柱在引孔和浇筑过程中发生平移和偏转，钢支撑在安装时要穿越、避让临时立柱，但钢围檩厂家预制了排列编号，焊接位置被严格固定，导致钢支撑轴线不在钢围檩加强板中心；钢围檩与地下连续墙不密贴，填充混凝土振捣不密实；随着气温、开挖工况的变化，未及时实行轴力监测、预应力损失复加等措施。今后在条件允许情况下，应采用轴力伺服系统和深基坑智慧建造技术。

4.2.2 钢筋笼难以就位

主要原因：槽壁平整度、垂直度偏差大、沉渣厚度大；成槽后，下道工序未及时跟进，槽壁变形、缩孔；在钢筋笼下放过程中定位块或垫块剐蹭砂卵石槽壁，导致塌孔；已浇筑完成的相邻槽段端部接头封堵不严，漏浆现象凸出，槽段接头清槽不干净，下笼前没有进场超声检测，卡住钢筋笼。

4.2.3 协调管理

（1）业主之间的协调。该工程实行国铁站房与地铁一体化共构，有两大业主，即国铁建设单位与地铁建设单位，其规划红线范围内“你中有我，我中有你”。监理单位通过召开协调会，及时表明观点，提出有利于开展工程建设的原则。尤其对于基层无权、无力解决的问题，要及时向集团公司、业主等上报，并适时提出解决方案、提交意向书，并留好资料。

（2）与外部单位的协调。施工前期和施工过程中及时主动与安监、质监、环保、交警、城管、市政、街道等单位充分协调与沟通，提前对工程实施中可能存在的问题进行综合考虑，避免工程实施过程中受阻而被迫暂停施工，或者被动地协调各类问题而影响工程进度。

（3）与施工单位的协调。参与施工的单位众多，尤其国铁系统施工单位处于优势地位，在工期制定、施工工筹、场地、道路交叉使用等倾斜自身利益，由此产生大量的矛盾冲突。监理在协调此类问题时，应主要抓住利益共同点。施工单位在投入大量机械、劳动力和物资以后，对施工组织、指挥与管理还略显粗放。对于加速施工造成的成本增加，及时召开协调会，提出意向，及时记录、保留原始数据资料，及时向建设单位报告并供审核结果，以公平公正、积极协调的工作方式推动工程的顺利开展。

（4）与设计单位的协调。参与设计的单位有多家，标准不一，如铁路行业标准高于国家标准，使得地铁施工局部节点工程、接口移交验收因标准问题而产生矛盾。碍于部门规章、企业制度、业主授权等因素，工程变更的审批流程冗长繁杂、条件苛刻，工程实际发生的一些变更问题难以及时得到解决。施工中，有些图纸不够详尽，施工主体不够清晰，资金分配不够明确，诸如此类，不一而足。针对以上问题，监理应及时收集证据，适时组织相关方召开协调会，督促施工单位及时提出意向，并注重所提意向的时效性，为下一步实现变更做好程序、资料的准备，有效保证工程施工的正常进行。

（5）监理单位内部的协调。对于安全、质量、工期等目标，监理单位应适时召开内部会、动员会，统一思想，步调一致，即便在工期紧的情况下也要保证质量安全等突出问题的及时解决。为此，要事前预控，并主动加强事中过程的管控，真正落实服务思想；要增加有经验的监理人员，加大巡检频次和力度；要早发现、早解决，避免出现返工，影响工程进度、质量和安全。此外，在项目实施中还应清晰把握全局、厘清头绪，果断处理问题，有效协调矛盾，赢得管理的主动权。