城市軌道交通地鐵車站明挖法基坑工程質量安全控制

鄭 嚴

（中鐵四局城市軌道交通工程分公司，安徽 合肥 230000）

城市軌道交通作為城市交通中規模較大的公共性工程項目，對于城市交通網絡完善、經濟運轉以及人民生活等具有重要的建設意義，同時作為城市發展與建設質量的重要體現，需要在現有的施工水平下不斷進行完善與提升，由此使其在城市發展過程中更好地發揮效用。地鐵車站是軌道交通建設的關鍵性結構之一，明挖法在實際應用上受到多種條件的影響，比如地質情況、荷載情況、征地拆遷等。對此，在對施工方法進行優化時，一方面需要加強工程施工的數據測量與環境監控，另一方面需要改善施工方法應用的形式，由此在全面的數據測量以及施工方法改進的影響下，使工程項目的建設質量安全得到保障。

1 地鐵工程明挖法安全控制存在的不足

1.1 設計風險控制不足

項目技術人員由于工程設計經驗的不足，并且在設計過程中缺乏對施工環境的勘測，使工程設計與實際施工相脫離，造成工程項目的設計風險較高，主要體現在工程項目的圖紙設計缺乏全面性，在設計項目的交接過程中主要通過口頭交接的形式進行工作傳達，該過程存在較大的安全質量風險；工程設計與實際情況協調性不足，比如在攪拌樁施工的過程中，主要通過電流值調控交底樁長，根據電流值調控可能會造成樁長不足；工程項目的設計位置與其他建筑群較為接近，對工程項目的施工存在一定影響；工期設計不合理，預期進行的施工試驗在實際應用的過程中缺乏質量保障，比如對混凝土材料的質量管理過程中，通常情況下混凝土的耐久性需要經過90d以上的驗證，相關強度指標一般要求經過不低于28d的驗證，同時由于多種工藝試驗受到工期的影響，因此往往是邊施工邊試驗，若出現較大程度的施工偏差，將對整體工程項目造成難以預估的損失。

1.2 人員質量管理不足

工程項目的管理人員與施工人員作為工程建設的重要力量，部分地鐵工程在設計與施工方面存在人員質量管理的不足。比如，因人才流動，工程項目的現場人員長期過載施工，部分施工項目崗位缺乏經驗豐富的施工人員；部分員工因工程項目施工任務繁重，對新員工的培訓與指導存在不足，進而使工程施工受到一定影響；部分員工對明挖法的設計原理、工程結構認識不足，并且在實際施工的過程中對新型工藝、技術理解不足，在相關項目的施工中不能按照新工藝標準施工，造成工程項目的實際建設存在質量與安全隱患。

1.3 實際施工與設計方案存在出入

對于地面建筑數量不多的區域，在淺埋地下工程的施工中，通常采用明挖法[1]。放坡明挖法主要應用在埋深較淺的城郊區域施工，不放坡明挖法主要在圍護結構內部施工，應用的施工環境較為有限，圍護結構類型的工程主要包括地下連續墻和鉆孔灌注樁等[2]。明挖法在施工難度上相對較低且工程持續時間較短，是以往地下工程常用的施工方法之一。部分工程團隊在實際施工過程中，對現場環境缺乏勘測與管理，一方面影響路面交通的運行，另一方面影響整體工程項目的施工質量，比如在不放坡明挖法的施工中，由于施工環境的勘測工作不足，導致該施工方案受到較大限制。另外，當圍護結構的施工流程結束后，需要通過抽水加固土體結構，觀測井的開挖深度要確保不低于基坑深度，進而通過抽水引流的方式加固土體結構，此過程要進行定期檢查，待結構施工完成后停止抽水，并在關鍵部位設置回灌井，確保施工環境具有一定的穩定性。在土方分層開挖的施工中，需要下挖到鋼支撐結構0.5m的位置?？v向高度應根據主體結構的規模進行確認，以確認冠梁施工平面?；油练絻炔康臋M向運輸使用自卸車運行，馬道收尾則通過挖掘機進行施工[3]。水槽結構需事先進行施工，確保積水能夠抽排至基坑外部的截水溝中，在降雨情況下施工需要采取抽排水及覆蓋措施，避免出現邊坡塌陷等情況。但在實際施工中，一方面質量控制、監控測量方法以及工作監督的不足，會造成實際施工與施工方案存在較大出入，影響明挖法基坑施工的建設質量，另一方面缺乏施工工藝的質量控制，會造成施工過程中存在較大的安全隱患。對此，在實際施工的過程中，需要加強實際施工的現場管理和工藝管理，對于工程設計方案則需要在現場勘測的基礎上進行規劃，由此通過設計優化和加強現場施工管理，使地鐵車站明挖法施工項目質量得到有效的保障。

2 地鐵施工監控測量的相關形式

在監控與測量的施工管理下，加強施工階段的周邊環境調查，使施工數據信息能夠得到較為全面的反映，以此為基坑施工及其管理提供必要的安全信息[4-5]。另外在工程數據勘測的基礎上，利用其數據及相關參數把握施工進程，進而根據實際施工情況進行工藝調整，如開挖施工中的相關方案參數等，由此確保工程項目施工的質量。根據工程監測系統規定的安全質量閾值，對工程施工中存在的安全和質量問題頻發的部位加強防范。工程項目施工的地質情況、開挖深度以及環境荷載力等數值，需根據基坑工程結構的數值進行質量性評估，以此確保施工項目的可行性。工程項目的數據勘測以及數據比對等工作對工程的有效進行具有重要意義。在數據對比及可行性分析的作用下，能夠及時對工程數值和施工工藝等進行優化和革新，對深基坑工程的規劃與施工質量具有一定的提升作用。明挖法地鐵車站的工程監測項目有基坑支護結構監測、施工環境的現場情況勘測以及工程項目的周邊環境勘測?；邮┕きh境的勘測形式有儀器勘測和巡視勘測兩種形式?；咏Y構勘測項目有樁頂沉降情況、立柱沉降情況、地下水位情況以及基坑回彈情況等。工程項目的周邊環境勘測有管線沉降情況、地表性質以及建筑物穩定性等。

3 主要監測項目的方法及原理

監測項目的測點設置需要結合基坑類型、地質情況以及周邊環境情況等確定[6]。監測儀器在使用上需保持精度和量程達標，目前主要采用全站儀進行測量，不同類型的監測儀器在使用方面具有一定的差異性，應結合工程建設的實際需要合理選擇。橫向位移測量一般情況下采用極坐標法和基準線法等，測量起始方向與工作基點之間的距離、工作基點與工作基點之間的距離，通過計算得出工作基點的坐標方位，以及測點和工作基點產生的水平角、距離，經過公式計算可以得出不同測點位置的坐標值，兩次坐標軸產生的差值為測點的移動數值。建筑物的沉降情況使用全站儀和電子水準儀共同進行測量。

以點A和點B作為坐標軸，以點B建立極點坐標，觀測點為P，∠PBA在一定計算下得到P點坐標，在相關已知量的情況下，分別對邊BA的方位角進行計算：

已知角β進行BP的方位角計算：

已知BP長度，求點P的坐標：

4 監測方案的實施形式

現場巡視監測工作的內容包括支護結構的勘測和工程項目的周邊環境勘測。支護結構的巡視勘測工作涉及支護結構的運行情況、滲漏情況、開裂變形以及墻后土體情況等方面。施工情況的巡視監測內容主要涉及土層性質（穩定性）、施工形式、超挖和超載等項目。工程項目的周邊環境主要涉及開裂與地表沉降等內容。監測設施的巡視內容涉及測點位的完整度等。監測工作實施次數應結合基坑施工類型、周邊環境以及地質情況等進行制訂。監測值在施工建設中變化較為穩定時可根據需要減少巡視監測次數。當監測數值高于規定閾值、與施工方案存在出入以及周邊環境出現變動時，應增加巡視監測的工作次數，由此在一定程度上確保工程項目的施工安全。預警閾值需要結合地質情況和施工區域情況等進行合理制訂，同時需要符合主管部門的相關規定。不同類型的工程項目中，其工況設計和構造物的年限等都會影響巡視監測的閾值制訂。在工程文件上主要根據《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497—2009）進行巡視監測數值制訂。為改善施工過程中的風險防范質量，需要根據工程項目施工中存在的風險因素制訂風險指標，并根據數值的大小區分出三個風險等級，如輕度、中度和重度。通過數據模型的方式對工程監測數據的變化制訂直觀的走向圖表，進而根據數據模型反饋的數據情況進行工程項目的監測質量分析，以指導工程項目相關人員更好地制訂施工方案及開展施工管理等。此外，在工程項目的現場測量中要加強巡視數據的計量和保存，根據數值之間的變化規律編制變量反應圖表，以顯示施工過程中的測量數據變化。工程項目施工過程中需保證巡視工作實施的實時性，使其能夠實時記錄數據，保證數據的準確性與及時性，為工程項目提供結構的受力情況分析，進而能夠及時根據反饋的數據優化工程施工。

5 結束語

文章根據城市軌道交通的工程性質、施工環境、施工注意事項以及施工方法等，分別進行了理論分析和實踐探究，旨在通過相關研究成果改善地鐵車站工程的施工質量。在城市軌道交通運輸發展以及工程建設質量要求不斷提高的背景下，一方面需要加強施工方法的研究，以確保工程項目的施工與安全防護質量，另一方面需要通過施工流程的優化，使工程項目在效率上得到提升。現階段明挖法在實際應用過程中仍存在一定不足，必須通過相關實踐進行管理優化和施工改進，由此確保該施工方法在實際應用的過程中能夠有效保障基本的建設質量。