浅析换乘站深基坑施工安全管控技术

浅析换乘站深基坑施工安全管控技术

陈少征

中交一航局城市交通工程有限公司天津300451

摘要：城市地下交通工程施工受到诸多不确定性因素影响,这些因素主要包括复杂的场地水文条件和地质条件、密集的地面交通流量、错综复杂的市政管线分布、多种不同结构形式的组合、不同种类的施工方法、不同地铁线路的预留衔接等,这些都构成了大型地铁换乘站施工风险源.为了确保工程施工的可靠性,必须详细深入分析工程中可能会遇到的各种技术难点和重点,有针对性地制定行之有效的技术措施,并配合相应的管理制度,这样才能真正降低地下工程施工风险,确保地铁换乘站的建设安全.

关键词：基坑施工；安全管控；工艺安全；质量安全；行为安全

天津地铁北站站属天津地铁十字换乘站，主体为现浇钢筋混凝土地下三层三跨箱型框架结构，标准段基坑深25.6m，端头井底板埋深27.2m。除基坑自身的施工风险和基坑施工对周边建（构）筑物的影响外，因为是换乘站，基坑施工给正在运营的线路所带来的风险，处理不慎将回事难以估量。

1优化设计，确保工艺安全

1.1施工方案论证、关键节点验收

对危险性较大的分部分项工程施工方案如《降水深化设计方案》、《基坑开挖施工方案》经过公司、监理、业主审批后，报专家论证。

基坑开挖前，项目部组织基坑开挖条件验收会，邀请业主、设计、勘察、监理、质量安全督查总队参加，并邀请在基坑勘察、设计、施工领域有丰富经验的地铁施工专家对基坑开挖的20条必备条件逐条分析，切实具备开挖条件后再进行基坑开挖。

1.2支护体系设计及优化

由于本基坑处在地下水丰富的软土地基环境下,开挖深度超过10m，周边分布市政管线及建筑物，安全等级为一级。支护设计采用了地连墙加内支撑支护体系，有良好的止水效果并有利于控制周边环境变形。考虑基坑支护结构体系安全，项目部将原车站主体基坑钢支撑加混凝土支撑支护体系，变更为全混凝土支撑支护体系，增设混凝土腰梁，加强围护结构整体性，有效的协调支撑与围护结构间的受力与变形，大大提高了基坑的安全系数。

1.3围护结构设计优化

将原设计的45m地连墙积极变更加深至49m，穿透透水层深入至粘土层，隔断粉土粉砂承压水含水层，降低坑外承压水沿地连墙墙底绕流至基坑内的可能，提高了基坑抗突涌安全系数，进而降低基坑施工对周边环境产生的影响。

换乘站冷接缝处时基坑渗漏水是基坑施工的主要风险点，项目部与设计沟通在每幅地连墙接缝处增加3根双高压旋喷桩、在既有线换乘节点地连墙冷缝处设计4幅素混凝土地连墙及433根双高压旋喷桩，并将旋喷桩桩长增至49m，降低基坑开挖过程接缝冷缝涌水涌砂的可能性，增加了基坑施工的安全性。

2加强关键工序过程控制，确保质量安全

2.1严控地连墙垂直度

地连墙施工采用宝峨GB34液压抓斗成槽机，选用优秀的成槽机机操手，利用成槽机自带的GCS测量系统，实时观测成槽垂直度偏差，成槽过程中出现偏差时及时纠偏，确保成槽垂直度达标，成槽完成后，利用超声波再次检测成槽垂直度。地连墙良好的垂直度是提升其接缝止水效果的关键。

2.2严控降水井成井质量、分层降水、按需降水

施工员对降水井下管、填料、洗井等关键工序质量进行旁站控制，在降水前进行降水试验，检验降水井抽水效果，每个井管均安装水表，统计单井抽水量，通过降水量及水质判断围护结构是否有渗漏。

降水是影响基坑周边环境的主要因素之一，车站施工降水过程中树立“以水位控制为前提、以沉降控制为核心”的降水理念，严格分层降水、按需降水，控制围护结构变形，降低对周边环境的影响。每层土开挖前提前7天将水泵放至开挖面下4m，将坑内水位控制在开挖面下1m，保证开挖前提下，控制抽水总量，确保围护结构内外土体、水压力平衡。

2.3科学管理土方开挖，确保基坑安全

2.3.1严格土方开挖顺序

根据本工程支撑布置情况，土方开挖严格遵循“时空效应”理论，按照“分层、分段、对称、平衡”和“先撑后挖”的原则进行，每层土方开挖以既有线为中线由远及近对称开挖，保证既有线两侧土体压力卸载对称均衡。

每层土方开挖时，先在盾构井处采用盆式开挖，留土护坡减少围护结构墙暴露时间，利用被动土压力控制围护墙变形，开挖到支撑底标高时再从端头井向换乘段退台开挖，充分利用时空效应，降低对周边环境的影响。

2.3.2严格土方开挖作业时间

支撑混凝土浇筑时，留置5组同条件试块，分别在3、7、10、14天进行抗压试验，通过试块强度报告数据及时掌握混凝土支撑强度发展情况，达到100%后，在支撑梁上予以标识，试验员将试验数据及时通知施工员，施工员确认后，给队伍签发开挖令后进行土方开挖。

2.4加强基坑施工监测，及时发现安全隐患

按照《建筑基坑工程监测技术规范》要求，基坑内外布置了地连墙测斜、墙顶水平、竖向位移、立柱桩沉降、地面沉降、坑外水位观测井、支撑钢筋应力计、建筑物沉降及倾斜、裂缝、既有线沉降位移等监测点，基坑支护结构及周边建筑物管线（2倍基坑深度）全面覆盖，施工过程中注意监测点的保护，保证各项目监测点正常发挥作用。基坑施工前对监测点进行初始值采集，通过监测实时掌握基坑结构受力变形及周边环境的细微变化，对数据进行分析，数据突变或累计接近报警值时及时分析原因，对可能危及结构、施工、环境安全的隐患尽早做出应对措施，降低深基坑施工风险。

3高度重视安全管理，确保行为安全

3.1对重大风险源进行动态监控

在工地主要出入口设置《重大风险日公示牌》，根据现场施工内容对重大风险进行实时监控，把重大风险预控措施以醒目形式展示于施工作业人员面前，时时提醒、潜移默化提高作业人员对重大风险的防范意识。

3.2落实安全标准化，确保作业人员安全

3.2.1基坑临边围护标准化

项目部制作工具化的标准护栏，中间设计了640mm*400mm薄铁板，铁板上张贴企业标识和安全警示标牌。在基坑土方开挖施工过程中需频繁拆装防栏，工具式护栏拆装方便体现了优势，较传统的脚手管搭设的护栏拆装节约人工且拆卸范围小；施工拆除护栏必须向安全部门申请，经许可后方可拆除，工作完成后及时恢复，确保安全。

3.2.2临时用电及夜间照明标准化

采用TN-S接零保护和三级配电两级保护系统，全部采用“博群”标准电箱；动力电和照明电分开架设，夜间照明设置先经过照度计算，按需求在支撑梁上设置18盏1000w金属卤化灯，保证在基坑底施工时平均照度能达到252Lx，满足作业人员施工需要。

3.2.3劳动防护用品、标志标识标准化

施工现场所有作业人员项目部均统一配备安全帽、工作服、胸卡等，电焊机、气瓶均配备标准化小车，特种作业人员佩戴特种作业臂章，起重信号工配备口哨，起重吊装作业安全员旁站监督，施工现场标志标识均为局统一标准化格式，美观大方。

3.2.4高空临边作业防护标准化

为杜绝作业人员在混凝土支撑梁上行走，在冠梁与支撑梁连接处设置围栏；6根砼支撑梁中间立柱桩顶布设了沉降监测点，在这6根支撑梁上设置封闭围栏，给监测人员、起重作业指挥人员提供安全的作业平台，围栏上张挂安全标语，提高全体作业人员安全意识。

3.2.5上下基坑楼梯标准化

基坑施工设置钢结构楼梯，根据挖土深度及结构施工安排，楼梯分段安装，每段高2.1m，采用螺栓连接、安装时辅以焊接连接，分高度用槽钢夹持，四周设置安全网，确保人员上下安全。

3.3坚持日安全巡视，召开日风险例会

北站站设立施工风险管理办公室，组织日风险例会，邀请业主代表、监理、第三方监测单位参加，对基坑开挖过程中基坑自身结构及周边环境等11项，233个监测点的数据进行综合分析，结合基坑周边安全巡视情况，对数据异常及巡视中发现的安全隐患和不安全状态及时响应，分析原因，及时采取相应措施，保证基坑安全。

4结语

在地铁北站站的施工中，项目部严格落实各项安全管控措施，不断探索新的管理技术和手段，使施工现场安全生产、文明施工形势始终处于高水平运行状态，确保了换乘站深基坑施工的安全。

参考文献

[1]基坑工程手册.