城市軌道交通地下車站附屬結(jié)構(gòu)深基坑圍護滲漏風(fēng)險監(jiān)理控制

金 磊

（上海天佑工程咨詢有限公司，200333，上海∥工程師）

在城市軌道交通地下車站建設(shè)中，附屬結(jié)構(gòu)深基坑工程通常在主體結(jié)構(gòu)完成后再組織實施，其基坑深度一般比主體結(jié)構(gòu)基坑要淺，所采用的圍護結(jié)構(gòu)形式比較多，常見的如SMW（勁性水泥墻）圍護、鉆孔灌注樁圍護等。無論采用何種基坑圍護形式，圍護結(jié)構(gòu)滲漏都是控制與防范的重點內(nèi)容之一。在基坑施工過程中，如果控制不當(dāng)，容易引發(fā)基坑安全事故。因此，如何采取有針對性的控制手段，避免或降低深基坑圍護滲漏給基坑安全帶來的不利影響，是參建各方共同面臨的重要課題。監(jiān)理方作為建設(shè)方委托的現(xiàn)場管理代表，只有在工作中不斷積累風(fēng)險控制經(jīng)驗，提高管理水平，才能更好地發(fā)揮監(jiān)理方在建設(shè)管理體系中的作用，為深基坑工程的安全“保駕護航”。同時，開展監(jiān)理風(fēng)險控制總結(jié)，提高監(jiān)理從業(yè)人員風(fēng)險管理意識，確保監(jiān)理方職責(zé)履行到位，也是監(jiān)理方自我保護的需要。本文通過某地下車站深基坑滲漏風(fēng)險監(jiān)理控制過程的介紹，以供類似工程的風(fēng)險監(jiān)理控制作參考。

1 某附屬結(jié)構(gòu)深基坑工程概況

某地下車站2號出入口位于車站主體結(jié)構(gòu)南側(cè)（17～22軸范圍）。該出入口與1號風(fēng)井合并建造。其基坑平面呈長條形，結(jié)構(gòu)外包尺寸南北方向?qū)捈s31m、東西方向長約43m，基坑開挖深度約8.7m（局部設(shè)備夾層落深段開挖深度約11.2m），采用明挖法施工。基坑豎向設(shè)置三道水平支撐，第一道為鋼筋混凝土支撐（截面尺寸為800mm×800mm），其余為φ609mm鋼支撐加雙拼H型鋼圍檁，各道支撐間的豎向中心間距分別為1.73m、4.54m）。基坑保護等級為二級。基坑西南側(cè)的泵站是基坑施工重點保護對象（見圖1）。基坑距離該泵站出水總管控制閥門約3m，距離加氯間約10m。基坑圍護設(shè)計為SMW工法樁（成樁直徑φ850mm，樁長分別為19.5m、21m，H型鋼采用“隔一插一”的形式，基坑西側(cè)靠近泵站處采用“隔一插二”的形式），其28天無側(cè)限抗壓設(shè)計強度≥1.0MPa。

2 基坑圍護滲漏風(fēng)險監(jiān)理的事前控制

2.1 基坑圍護滲漏風(fēng)險分析

該基坑施工的工期緊，施工環(huán)境復(fù)雜。在前期調(diào)查排摸基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)基坑施工面臨諸多風(fēng)險，其中基坑圍護滲漏風(fēng)險發(fā)生的概率比較大。主要可能發(fā)生滲漏的重點部位有：

1）SMW圍護與地下連續(xù)墻接縫處易滲漏。根據(jù)原圍護體系設(shè)計，該基坑?xùn)|、西、南三個方向采用SMW工法樁，北側(cè)利用已完成的車站主體結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻，由于SMW工法樁與地下連續(xù)墻整體剛度存在差異，兩者接縫容易導(dǎo)致滲漏。經(jīng)與設(shè)計協(xié)商，在SMW工法樁與地下連續(xù)墻接縫外側(cè)采用高壓旋噴樁止水（樁徑φ800mm），其28天無側(cè)限設(shè)計抗壓強度≥0.8MPa。

2）SMW圍護局部改用高壓旋噴樁處理段可能發(fā)生泄漏。由于工期緊迫，受基坑內(nèi)2根主要管線（見圖1）影響（φ1 400mm上水管在圍護施工階段不能按需改遷，在開挖前才能廢除；φ1 200mm上水管暫時無法改遷，需結(jié)構(gòu)完成后才能改遷），導(dǎo)致SMW工法圍護不能連續(xù)封閉。為趕進度，承包方經(jīng)與設(shè)計方協(xié)商，原SMW圍護受管線影響段改用高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼的處理方案（成樁直徑φ1 600mm），其28天無側(cè)限設(shè)計抗壓強度≥1.2MPa。采用大直徑旋噴樁雖然理論上有一定可行性，但在實踐后能否達到預(yù)期效果，存在不確定性。因此，基坑圍護采用高壓旋噴樁處理段可能是發(fā)生滲漏的部位。

圖1 基坑圍護結(jié)構(gòu)平面示意圖

2.2 基坑圍護滲漏的后果分析

該基坑周邊環(huán)境比較復(fù)雜。基坑西南側(cè)為泵站，泵站范圍內(nèi)諸多設(shè)施的保護要求高（如泵站內(nèi)房屋、設(shè)備基礎(chǔ)、閥門井等），泵站內(nèi)外管線和閥門多，且部分距離基坑比較近。在基坑開挖期間一旦發(fā)生基坑圍護滲漏，如處置不當(dāng)，不僅影響基坑本體的安全，而且會影響基坑周邊管線的安全。

2.3 基坑圍護滲漏風(fēng)險的監(jiān)理事前控制

1）調(diào)查排摸基坑周邊管線。為配合車站出入口施工，在主體結(jié)構(gòu)施工階段改遷至該2號出入口上部的臨時管線大部分需復(fù)位到車站主體結(jié)構(gòu)上部。由于臨時改遷涉及管線的類型和數(shù)量比較多，又分別由不同的單位負責(zé)實施，且周邊管線分布情況與主體結(jié)構(gòu)施工階段已發(fā)生比較大的變化，因此在2號出入口施工前，監(jiān)理方督促承包方再次進行了管線調(diào)查工作，經(jīng)過排摸，掌握了周邊管線的分布情況。為確保調(diào)查的準確性和真實性，監(jiān)理方對需重點保護管線的調(diào)查情況進行了確認，并督促承包方及時辦理管線監(jiān)護手續(xù)。

2）及時辦理圍護結(jié)構(gòu)變更手續(xù)。由于建設(shè)方原因使基坑范圍內(nèi)部分管線不能及時改遷，為滿足建設(shè)方進度要求，原設(shè)計圍護體系不能滿足現(xiàn)場施工需要。雖然承包方根據(jù)現(xiàn)場情況提出了處理方案，但必須征得設(shè)計方同意。因此，監(jiān)理方督促承包方事前及時辦理了書面變更手續(xù)，作為監(jiān)理控制的依據(jù)。

3）高壓旋噴處理專項方案的制定與落實。雖然局部基坑采用大直徑高壓旋噴樁處理的工程數(shù)量不大，但為確保能達到預(yù)期成樁效果，同時成樁期間不影響周邊重要管線的安全，監(jiān)理方要求承包方制定了專項施工方案，并按照程序?qū)Ψ桨高M行了審批。在成樁施工期間，監(jiān)理方對成樁質(zhì)量各環(huán)節(jié)進行了監(jiān)督檢查。

4）φ1 200mm上水管保護方案制定與落實。由于φ1 200mm上水管在該出入口結(jié)構(gòu)完成后才安排改遷，對該重要管線的保護工作將貫穿整個施工過程。為確保φ1 200mm上水管安全，監(jiān)理方要求承包方制定了專項管線保護方案，并在征求管線產(chǎn)權(quán)單位意見后，對保護方案進行了完善。在施工期間，監(jiān)理方依據(jù)方案監(jiān)督檢查了保護措施的落實情況。

5）圍護滲漏處理應(yīng)急預(yù)案制定與準備。通過分析發(fā)現(xiàn)，本工程的基坑滲漏風(fēng)險較大。對于可能發(fā)生滲漏的重點部位，監(jiān)理方要求承包方制定了圍護滲漏處理應(yīng)急預(yù)案，并針對開挖期間可能遇到的不同滲漏程度的情況，制定各類相應(yīng)應(yīng)急措施。監(jiān)理方依據(jù)預(yù)案，在基坑開挖前督促檢查承包方建立應(yīng)急管理網(wǎng)絡(luò)，落實應(yīng)急物資。

6）監(jiān)理方對基坑開挖條件的評估。本工程開挖環(huán)境比較特殊，根據(jù)設(shè)計要求，第一道鋼筋混凝土支撐與第二道鋼支撐的豎向間距比較近（第二道鋼支撐在結(jié)構(gòu)頂板以上，與第一道鋼筋混凝土支撐的中心間距為1.73m），且在第一道支撐和第二道支撐之間的空間范圍內(nèi)還存在部分未改遷和需保護的管線。因此，經(jīng)與建設(shè)方、政府監(jiān)督部門協(xié)商，在完成第一道支撐和第二道支撐安裝后，將基坑范圍內(nèi)需改遷的管線廢除，對需保護的管線落實保護措施后，再組織正式的基坑開挖條件驗收。在完成正式開挖前各項工作后，組織了基坑開挖條件驗收，各方一致認為滿足繼續(xù)開挖的條件，并由參建各方負責(zé)人簽署了“同意開挖”的書面意見。

3 基坑圍護滲漏風(fēng)險監(jiān)理事中控制

在基坑開挖條件驗收后，該基坑于2009年4月11日正式開挖。回顧整個基坑水平分塊、豎向分層的開挖過程，監(jiān)理方均安排人員對基坑可能滲漏部位進行了重點監(jiān)控。

開挖期間SMW圍護與接縫以及φ1 400mm上水管旋噴處理段的總體情況比較理想。除在開挖淺層范圍（第二道鋼支撐以上）時曾發(fā)現(xiàn)過少量滲漏，經(jīng)監(jiān)理方檢查發(fā)現(xiàn)簽發(fā)一份監(jiān)理通知單后，承包方隨即采取了堵漏措施，其余開挖段均未發(fā)現(xiàn)明顯滲漏的情況，可以說通過采取技術(shù)措施在堵漏上取得了一定效果。

φ1 200mm上水管旋噴處理段位于基坑西南側(cè)，該部位從第二道鋼支撐以下土方開挖期間就曾先后發(fā)現(xiàn)過不同程度的滲漏狀況，直至最后發(fā)生圍護滲漏的險情。其險情大致可以分為以下幾個階段。

1）險情發(fā)生前的征兆階段。2009年4月15日至4月17日開挖期間，在基坑西南側(cè)φ1 200mm上水管旋噴處理段隨著開挖深度的增加（第二和第三道鋼支撐之間），發(fā)現(xiàn)有異常情況，主要表現(xiàn)在旋噴樁暴露后局部自立性較差，伴隨出現(xiàn)少量滲漏情況。經(jīng)監(jiān)理方簽發(fā)監(jiān)理通知單要求承包方及時采取坑內(nèi)堵漏措施后，雖然情況有所好轉(zhuǎn)，但繼續(xù)開挖仍存在一定隱患。從淺層開挖后暴露出的旋噴樁效果來看，成樁質(zhì)量局部有薄弱環(huán)節(jié)，若進一步向下開挖，深層的旋噴處理效果存在不確定性。另外，由于西南側(cè)有懸吊保護的φ1 200mm上水管，在發(fā)現(xiàn)少量滲漏到處理滲漏過程中，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明滲漏有上升的趨勢。綜上所述，為慎重保險起見，監(jiān)理方組織承包方召開了專題分析會，分析先前基坑滲漏產(chǎn)生的原因，并擬定了如下繼續(xù)開挖的應(yīng)對措施。

·調(diào)整底板施工順序，自東向西分塊澆筑底板（先完成東側(cè)底板，再完成設(shè)備夾層落深段底板，最后完成西側(cè)底板），結(jié)構(gòu)之間設(shè)置施工縫。

·在φ1 200mm上水管旋噴處理段的基坑外側(cè)必要時各設(shè)置1口坑外降水井，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏比較大的情況，輔助采取坑外降水措施，以降低坑外地下水位。并提前做好了補打坑外降水井的準備。

·坑外采取雙液注漿填充，坑內(nèi)安排人員繼續(xù)重點關(guān)注西南側(cè)開挖期間圍護滲漏的發(fā)展情況，一旦出現(xiàn)異常做好坑外聚胺脂堵漏的準備。

·增加對φ1 200mm上水管監(jiān)測頻率，由原先24h1次，改為12h1次，必要時再加密監(jiān)測頻率。

2）險情發(fā)生與應(yīng)急處理階段。2009年4月21日基坑?xùn)|區(qū)墊層施工完畢，進行底板鋼筋綁扎，設(shè)備夾層落深坑已開挖至設(shè)計標(biāo)高。下午15：00左右，在基坑西南側(cè)第三道鋼支撐以下范圍開挖時，φ1 200mm上水管旋噴處理段隨著開挖暴露后樁體出現(xiàn)局部坍塌，滲漏狀況比較嚴重（滲漏位置距地面約6.5m）。出現(xiàn)險情后，監(jiān)理人員及時將情況向建設(shè)方和監(jiān)理方上級主管領(lǐng)導(dǎo)匯報，有關(guān)各方接報后立即到現(xiàn)場查看情況，并成立現(xiàn)場應(yīng)急搶險領(lǐng)導(dǎo)小組，指導(dǎo)搶險工作。監(jiān)理方先后參與了應(yīng)急處理方案的討論研究和處理方案落實的監(jiān)督工作，并多次組織承包方召開專題會研究，分析發(fā)生滲漏險情的可能原因，認為地下障礙物和豐富的地下水影響了高壓旋噴樁的成樁質(zhì)量。為此，經(jīng)研究先后采取了以下控制措施。

·對坑內(nèi)因旋噴樁坍塌造成的孔洞采取水泥填充，并設(shè)引流管引水，另外采用鋼板在外側(cè)臨時封堵。

·對應(yīng)坑內(nèi)發(fā)生滲漏的位置和深度，在基坑外側(cè)壓注聚胺脂止水。

·為提高基坑被動區(qū)土壓抗力、控制基坑變形，在坑內(nèi)已完成的設(shè)備夾層落深坑四周采取黃砂回填措施，并實施邊坡防護。

·在基坑內(nèi)設(shè)臨時擋水壩，防止?jié)B流水?dāng)U散，浸泡坑內(nèi)土體。

·為防止φ1 200mm上水管發(fā)生爆管，經(jīng)與上水管產(chǎn)權(quán)單位協(xié)商，采取臨時停水措施，待險情有效控制后再恢復(fù)供水。

·為防范險情惡化，便于坑內(nèi)作業(yè)人員能及時疏散。在基坑內(nèi)設(shè)置正式上下梯籠，作為坑內(nèi)“應(yīng)急逃生”通道。

·加密監(jiān)測頻率，通過監(jiān)測信息反饋指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

·針對坑外不明“活水源”較多的情況，在基坑周邊的閥門井內(nèi)進行抽水。

4 基坑圍護滲漏風(fēng)險監(jiān)理的事后控制

通過采取上述措施，雖然基坑圍護滲漏情況基本得到了控制，但是基坑周邊管線和地表變形速率并未明顯放緩。為進一步控制和緩解因基坑圍護滲漏對基坑本體和周邊環(huán)境造成的影響，監(jiān)理方多次組織承包方召開專題會議，研究商討采取進一步深化補充措施以控制可能發(fā)生的險情。

1）督促承包方進一步增加現(xiàn)場勞動力投入，分區(qū)、分塊調(diào)配人力，加快后續(xù)未完混凝土結(jié)構(gòu)的施工進度。

2）為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)回筑階段基坑周邊的變形，經(jīng)與設(shè)計方協(xié)商，將西南側(cè)裙邊側(cè)墻厚度增加。

3）應(yīng)急搶險期間增加了臨時斜撐，在結(jié)構(gòu)底板上設(shè)置混凝土支座，形成了“拋撐“，可進一步控制結(jié)構(gòu)回筑階段的基坑變形，待正式結(jié)構(gòu)全部完成后，再拆除“拋撐”。

4）對先前變形較大的閥門井實施跟蹤注漿動態(tài)監(jiān)測。監(jiān)理方安排人員24h對注漿過程進行安全檢查，定期向搶險領(lǐng)導(dǎo)小組匯報控制情況。待變形穩(wěn)定后，再與管線產(chǎn)權(quán)單位協(xié)商，恢復(fù)供水。

5 基坑圍護滲漏風(fēng)險監(jiān)理控制總結(jié)

該地下車站附屬結(jié)構(gòu)深基坑的施工風(fēng)險高、難度大，由于種種原因?qū)е禄訃o滲漏風(fēng)險貫穿了整個施工過程，雖然通過采取一系列措施最終完成了工程任務(wù)，但是回顧施工歷程，有以下兩方面值得總結(jié)。

1）車站附屬結(jié)構(gòu)管線改遷的發(fā)包方面。目前地下車站建設(shè)中常見的管線改遷的模式是由建設(shè)方發(fā)包給專業(yè)管線單位分別實施。該工程基坑施工前由于建設(shè)方協(xié)調(diào)管線改遷工作滯后，為趕節(jié)點工期，在管線改遷未完成情況下被迫組織基坑施工。這給基坑施工安全埋下了諸多隱患。應(yīng)該說，建設(shè)方負責(zé)管理前期管線改遷工作的模式有利、有弊。因此，選擇其他發(fā)包模式（如將管線改遷工作委托給車站土建承包方）也值得嘗試。

2）大直徑高壓旋噴樁的慎重選用方面。本工程圍護施工階段受大直徑管線未改遷影響，局部圍護采用了大直徑φ1 600mm高壓旋噴樁處理，主要目的是在確保工期的前提下能起到基坑防漏的作用。從實踐效果看，不同位置成樁效果差別很大，其原因也是多方面的。旋噴樁直徑確定是一個比較復(fù)雜的問題，在實踐中為實現(xiàn)旋噴樁防漏目的，既要求成樁達到設(shè)計直徑，又要滿足相鄰樁之間的有效搭接。目前高壓旋噴樁成樁直徑多在φ1 000mm及以下，超過φ1 000mm的大直徑高壓旋噴樁的施工經(jīng)驗需要不斷總結(jié)和積累。因此，對于大直徑高壓旋噴樁的選用應(yīng)慎重。

［1］中國建設(shè)監(jiān)理協(xié)會.建設(shè)工程監(jiān)理概論［M］.北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2003.

［2］JGJ—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］原文奎，黨海軍，郭慶昊，等.軟土性質(zhì)對基坑圍護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響［J］.城市軌道交通研究，2010（5）：75.