城市繁華地段明挖基坑風險源管控分析

武洪海

摘 要：在城市地鐵明挖深基坑工程施工過程中，存在各種施工風險。文章以實際工程為例，首先對主要風險源識別進行分析，然后對主要風險源管控和應對措施進行了討論，以確保施工安全。

關鍵詞：繁華地段明挖基坑 地鐵風險源辨識 風險控制措施

1.工程概況

青島市地鐵1號線工程井岡山路站屬于T型換乘站，地處黃島區域最繁華的地段，位于長江中路與井岡山路交叉口。附近的主要建筑物為利群集團、佳世客超市、世紀商城、家佳源超市車站總長297.9m，基坑寬度25.8～33.4m，深度17.7m，車站埋深3.7～4m。基坑范圍內主要管線有路燈（DN50）、通信管（TX600×300、TX600×200）、雨水管（DN600、DN300）、污水管（DN400、DN800）等管線，需加強監測、做好應急預案，若管線出現滲漏情況，立即采取注漿加固等必要措施。

2.主要風險源分析

2.1基坑臨近既有建筑物風險

井岡山路站位于黃島區繁華地段，周邊建筑物較多，主要是東南側21m處利群集團超市（3層磚混結構），風險等級II級。基坑在開挖和支護作業過程中對使建筑物產生較大沉降、傾斜等風險事故。

2.2市政管線風險

井岡山路站大里程有一條的通信管線，位于基坑的中部；一條300×300mm電力管線，距離基坑北側4m，東側3m。地下管線風險等級均為III級。基坑開挖施工可能會導致管線沉降、破裂、損壞等風險。

2.3圍護結構及基坑開挖自身風險

2.3.1支護結構失穩

由于地質條件、護筒周邊土體加固不足、鉆進工藝、鋼筋籠上浮、卡鉆、樁底沉渣過多、混凝土塌落度小造成樁身中斷等原因導致樁身質量不合格；

由于施工預應力錨索，導致原有止水帷幕被破壞，錨索孔位置漏水，而且上部錨索在淤泥層和雜填土層，通過水的沖刷致使樁間土被帶走，導致小范圍的基坑塌陷；

預應力錨索在施作時由于多種原因不能及時張拉，長時間使基坑處于無支撐狀態，導致基坑整體發生變形和失穩；

由于施工場地狹小，現場空間不足，個別大型機械或材料長時間放置于基坑附近，基坑邊荷載過大，導致基坑失穩；

基坑未按照設計要求布設樁頂水平位移、樁頂沉降、錨索軸力、地表沉降、地下水位監測點等，并且監測頻率不足，導致基坑某一項數據或多項數據超過規范的控制值，在對超標的數值召開分析會時，分析不到位，沒有及時解決監測數據的問題。

2.3.2基坑坍塌

基坑坍塌的原因比較復雜，主要有基坑開挖深度過大未能及時按照時空效應進行縱向分段、豎向分層、橫向分塊、先支后挖；錨索張拉不及時、錨桿打設不及時；地下水處理方法不當；基坑圍護結構變形過大；圍護結構開裂、支撐斷裂破壞。

2.4爆破風險

明挖基坑爆破開挖時會引起爆破飛散物事故、基坑塌方事故或管線損壞、建筑物沉降事故。風險等級為II級。

車站基坑爆破中，施工條件對個別飛散物距離影響很大，當單耗量過高或抵抗線過小，以及藥卷位置不當時，容易產生爆破分散。

井岡山路站地處城市繁華路段，城市主干路井岡山路與長江路交匯處，交通量大，周圍過往人員、車輛密集；同時，車站明挖基坑周圍給排水管線、電力管線、通信管線較多，距離較近，爆破施工難度大，車站爆破施工需嚴格控制炮孔深度及起爆藥量，否則容易出現基坑坍塌及管線損壞、建筑物沉降。

爆破施工點距支護結構3～5m時，如果爆破方法選擇不當，可能會導致基坑圍護結構失穩，甚至會產生基坑坍塌。

3.主要風險源管控措施

3.1基坑臨近既有建筑物風險

3.1.1基坑臨近既有建筑物風險控制措施

地鐵車站明挖基坑開挖前，周邊建筑物部分已建成，主要建筑為利群集團超市（裙樓3層，塔樓20層），佳世客超市（3層），世紀商城（4層）、家佳源超市，施工前對周邊建筑物進行全面調查，根據調查的結果，考慮對車站基坑的圍護結構影響。在施工前對建筑物布設沉降監測點，并取得初始數值，并按照圖紙及方案要求的頻率進行監測。施工前對基坑周邊的主要建筑物進行房屋鑒定。

3.1.2車站基坑臨近既有建筑物風險應對措施

立即執行應急預案，組織力量進行先期處置，迅速切斷危險源，控制事態發展。立即撤離危險區域的施工人員，疏散周邊無關人員。設立警戒線或警示標志，防止次生、衍生事故。加強現場監控，組織本單位技術人員對現場態勢進行研判，調集本單位應急救援力量和物資，在確保安全的前提下，開展應急救援。

根據現場監測結果分析建筑物沉降過大的原因，召開監測報警分析會，各相關單位形成統一意見，及時處理建筑物沉降，如沉降繼續加大應立即召開專家分析會，根據分析結果提出應對風險的措施，同時對沉降位置進行加固處理，提高地層承載力，調整其變形。

3.2市政管線風險

3.2.1市政管線風險控制措施

井岡山路站為明挖站，在地鐵車站施工前，首先將詳細調查市政管線的基礎資料，包括其平面位置、直徑、材料類型、埋深、接頭形式、壓力、建造年代等情況，并制定相應的保護和監測方案，以確保鄰近市政管線的使用和安全。對市政管線均應設置位移、變形、傾斜、開裂振動監測點，加密監測頻率，密切監視其動態，準備好預案對策，遇到發展趨勢，及時加固處理。對市政管線日夜巡查并作記錄，隨時掌握周邊動態并隨時反饋信息。

3.2.2市政管線風險應對措施

（1）自來水、污水管線

首先立即與供水、污水單位聯系，關閉閥門，與管線產權單位共同分析原因，及時做出應急處理措施，同時組織人員用水泵把水從基坑中排出，以防基坑積水過長對結構造成影響。

（2）電力管線

立即與沿線的電力公司聯系，派專人維持現場，將管線位置用防護欄圍好，遠離人群，避免造成事態擴大，及時對電力管線進行搶修，并制定管線保護方案，防止造成更大的損失。

（3）通訊管線

如果是機械挖斷的，應立即停止作業，通知管線單位及速向上級單位匯報，組織人員開挖管線斷裂的周邊土方，以便及時修復。如果是部隊通訊電纜，應立即加強現場保護，派現場人員配合管線單位搶修，必要時動用機械設備。

3.3圍護結構及基坑開挖自身風險

3.3.1圍護結構及基坑開挖自身風險控制措施

按照專家評審的井岡山路站基坑開挖專項安全施工方案實施，遵循“分層、分段、平衡、限時”、“先支護后開挖、嚴禁超挖”的原則；重型車輛及設備進入基坑的施工便道，其坡面應進行支護，便道寬度應保證車輛正常行駛，坡度應≤12.5%；基坑開挖至坑底0.3m時停止機械開挖，采用小型機械配合人工開挖清底，禁止超挖。基坑內做好防洪措施，分段設置集水井，并通過水泵排除基坑外。深基坑施工，由于土方開挖影響鄰近建筑物、構筑物和管線的使用安全，應事先采取有效措施，如加固、改遷等，以確保安全。按照圖紙及監測方案要求布設監測點，每日對基坑的的樁頂位移、變形等進行監測。根據監控信息及時進行分析和反饋，制定相應處理措施。

3.3.2圍護結構及基坑開挖風險應對措施

首先立即停止現場的基坑開挖支護作業，上報項目負責人，及時封閉塌方范圍內影響的道路，并上報交通部門，進行道路調流，保證坍塌影響范圍外的道路運行順暢。及時疏散現場人員，如果塌方范圍增大，立即組織對周邊單位或住宅內的人員進行疏散；如塌方范圍內地層存在管線，應通知相關產權單位，并配合對其管線進行處理，根據坍塌情況和發展趨勢成立項目部現場施工指揮領導小組進行現場施工管理。

3.4爆破風險

3.4.1爆破風險控制措施

爆破飛石控制措施：對于部分裂隙發育、破碎嚴重、有夾層的巖石以及形狀不規則的孤石，視情況減小爆破規模，或采用非爆破手段進行開挖。

優化爆破參數控制措施：根據試爆效果調整爆破參數。創造良好的自由面，直接覆蓋防護。采用橡膠炮被覆蓋，重點部位雙層炮被覆蓋，同時要提前做好爆破警戒工作。

3.4.2爆破風險應對措施

若爆破引起人員受傷事故，應立即停止施工，根據人員受傷程度，及時采取相應處置措施，避免出現傷情惡化或遭受二次傷害。設法控制或消除現場的險情。

若管線發生損壞，立即組織現場警戒人員封鎖現場，阻止車輛、人員進入危險區域，同時聯系管線產權部門派專業人員到現場處理，并向項目經理報告。管線修復前，不可繼續施工。

若發生爆破作業引發的基坑坍塌事故，及時通知現場施工負責人，由施工負責人根據情況通知應急救援領導小組，同時組織救援工作，并啟動應急預案，避免塌方范圍擴大。

4.結語

綜上所述，文章通過對基坑的周邊建筑物、管線、結構自身以及爆破風險進行全過程辨識、分析、管控，達到了降低項目風險和減少風險損失的目的，值得參考應用。

參考文獻：

[1]張頂鋒.北京東部地鐵車站明挖基坑開挖變形規律分析[J].鐵道建筑，2015（10）：101-104.

[2]張明聚，由海亮，杜修力，等.北京地鐵某車站明挖基坑施工監測分析[J].北京工業大學學報，2006（10）：874-878.