復雜環境下地鐵深基坑施工動態監測及應用

吳前進

中鐵二十二局集團軌道工程有限公司 北京 100000

1 地鐵深基坑施工概述

隨著城市施工環境的越來越復雜，對于地鐵深基坑施工也提出了嚴峻的考驗，而且，地鐵工程是一項重要的民生工程，受到了全社會的關注。鑒于此，在地鐵深基坑施工過程中，首先，施工單位需要做好地質測量工作，在地質測量的過程中，不僅需要測量地下土層的結構，分析土層的穩定性，同時還需要做好周圍建筑的調查工作。其次，施工企業結合地質調查的數據，科學合理地規劃地鐵工程的施工線路，保證地鐵線路的科學性和合理性。制定科學合理的深基坑施工方案，加強對深基坑施工的監測，保證地鐵深基坑施工的穩定性和科學性。最后，要加強地鐵深基坑施工管理工作，保證地鐵深基坑施工的安全性。

2 地鐵深基坑工程施工的特點和難點

2.1 前期地下障礙物范圍廣、埋深

一般而言，城市地鐵主要是為了緩解城市交通擁堵，所以，城市地鐵主要是圍繞著城市的市中心開展設計施工。但是，城市市中心的建筑密度大，而且，在城市發展的過程中，市中心經過了數次的改建或者是擴建，地下的障礙物比較多，并且埋深比較大。在進行地鐵深基坑施工過程中，需要對這些障礙物進行清除，這樣一來，不僅增加了城市地鐵深基坑工程的施工量，同時也增加了施工的難度，對市中心的建筑影響也比較大。

2.2 地質復雜、軟土地基地下水充足

城市地下土層比較復雜，在深基坑施工過程中，不可避免地會遇到硬土層和軟土層。如果在施工過程中遇到硬土層的話，可以采用盾構施工或者是爆破施工的方式，施工的難度也并不是很大。但是，如果在地鐵深基坑施工過程中遇到軟土層的話，施工的難度則會比較大，究其原因主要是因為軟土層的土質比較松軟，并且軟土層中的含水量比較大，很容易在施工過程中出現塌方的情況，嚴重地影響了地鐵深基坑施工的安全性，同時也會對周圍的建筑造成嚴重的影響，增加了地鐵深基坑的施工難度[1]。

2.3 車站與周邊保護建筑物距離近，保護要求高

城市地鐵主要是解決城市交通擁堵，服務于城市的經濟發展，所以，城市地鐵建筑主要是圍繞著市中心開展建設。這樣一來，地鐵車站與周圍的城市建筑的距離就會比較近，有一些城市地鐵站甚至與城市高大建筑采用了貼臨的方式。這樣一來，在城市地鐵深基坑施工過程中，就需要采取有效的施工方式，避免對城市建筑的地基造成影響，還需要做好必要的支撐與保護，避免建筑地基出現傾斜或者是開裂的情況，影響建筑的施工壽命。

2.4 周邊環境復雜

在城市地下，有很多的生活配套設施，比如，天然氣管道、自來水管道、污水管道、電纜通訊管道等。除此之外，還有一些熱力管道，這在一定程度上增加了地鐵深基坑施工的難度，在地鐵深基坑施工過程中，需要避免對生活配套設施造成破壞或者是影響，這就需要在地鐵深基坑施工過程中，需要采取合理的規避措施，或者是修改地鐵深基坑施工的線路，增加了地鐵深基坑施工的難度。

3 地鐵深基坑施工監測工作的目的及原則

3.1 監測工作的目的

地鐵深基坑施工工程的規模比較大，在進行深基坑施工過程中，施工企業需要做好安全圍護工作，要想做好安全圍護工作，就需要科學合理地選擇支護方式，而保證支護的科學性和有效性就需要進行監測。所以，在地鐵深基坑施工過程中，需要對地鐵深基坑的圍護結構、支撐結構進行必要的監測。除了對深基坑工程施工進行檢測之外，還需要對周圍的建筑物、城市的綜合管線、地面交通等情況進行必要的檢測，避免對周圍工程造成不必要的影響，保證地鐵深基坑施工的安全性和穩定性，保證地鐵深基坑工程施工的質量和效率[2]。

3.2 監測的原則

在地鐵深基坑施工過程中，需要保證施工現場的安全性，同時還需要滿足地鐵深基坑施工的基本要求，保證地鐵深基坑施工符合設計要求，滿足地鐵工程施工的實際需要，減少施工過程中的誤差。

4 復雜環境下地鐵深基坑工程的相關施工方案

在地鐵深基坑施工之前，需要對周圍的施工環境進行科學地勘察，勘察的內容包含周圍的建筑情況，施工場地的土質情況。還需要對地鐵深基坑施工方案進行反復地推敲，組織專家組對施工方案進行研究討論，制定科學合理的施工方案。

4.1 坑壁支護方面

在深基坑施工過程中，如果深基坑的施工深度與周圍的環境有差異，則需要采取不同的支護方案，所以，施工企業需要制定不同的支護方案。如果深基坑的坡度與周圍的坡度不大于3m，在施工過程中可以采用一次性放坡的施工方式。如果深基坑的深度在4～5m 之間，則需要采用梯次放坡的施工方式。采用不同的支護方式，主要是為了保證深基坑施工的安全性。

4.2 坑邊負荷方面

在深基坑施工過程中，不可避免地會在施工周圍出現土方堆積的情況，為了避免造成深基坑塌方的情況，或者是土方墜落的情況，需要施工企業采取必要的保護措施，如果土方堆積高度不宜超過1.2m，最高不宜超過1.5m。

4.3 排水措施方面

地鐵深基坑施工主要是戶外施工，如果遇到強降雨，就會出現積水的情況，進而對地鐵深基坑施工嚴重的阻礙。鑒于此，建筑施工企業需要做好排水工作，在對深基坑排水過程中，可以采用集水井的方式，將積水集中到排水井當中，然后利用水泵排水的方式進行排水，以此來保證地鐵深基坑施工的安全。

4.4 上下通道方面

地鐵站主要集中在地下，所以，需要地下通道，因為地鐵深基坑施工的深度比較深，所以，對于上下通道之間也需要做好施工安排工作，需要使用專用的施工設備進行施工，并且做好施工人員的安全保護工作，進而保證地鐵深基坑施工的安全性。

4.5 土方挖掘方面

在地鐵深基坑施工過程中，主要是采用工程施工機械進行施工，施工企業需要保證施工機械的工作狀態。在實際的施工過程中，嚴禁施工人員出現在機械操作范圍內，只有到施工機械施工完畢之后，施工人員才能進入施工區域。另外，在交叉作業過程中，施工企業需要做好施工隔離工作，同時還需要保證施工電力的正常供應，避免因為施工對電氣設施造成破壞。

5 地鐵深基坑動態監測實施

5.1 常規監測

5.1.1 支護結構水平位移監測

在地鐵深基坑施工過程中，支護結構發揮著重要的作用，是保證地鐵深基坑施工安全的重要保障。所以，在對地鐵深基坑施工過程中，施工企業需要加強對支護結構的監測。在檢測之前，施工企業需要對原始的地質結構進行測量，掌握原始數據，然后，在支護結構的周圍設置監測點，監測的主要目的就是避免支護結構出現水平位移的情況。需要注意的是，在實際觀察的過程中，同一臺觀測設備需要同一人操作，以此來保證觀測的準確性。

5.1.2 支護結構側向位移的監測

地鐵深基坑施工面積比較大，對土層的破壞也比較大，所以，土層在力的作用下，會出現不同方向的位移情況，在對地鐵深基坑進行監測的過程中，不僅需要對支護結構水平位移進行監測，還需要對支護結構的側向位移情況進行監測，以此來準確地掌握地鐵深基坑橫向位移情況。在對支護結構橫向位移進行檢測的過程中，檢測的周圍進行每日監測，只有這樣，才能及時準確地掌握支護結構側向位移的情況，以便于施工企業及時地制定科學合理的預防措施。

5.1.3 建筑物沉降、傾斜、裂縫監測方法

在對地鐵深基坑施工進行監測的過程中，不僅要對支護結構的水平和側向位移情況進行監測，還需要對周圍的建筑物進行監測。因為地鐵深基坑施工與周圍建筑物的距離比較近，因此，很容易對周圍的建筑物地基造成一定影響。鑒于此，施工企業需要加強對周圍建筑物的監測，避免周圍建筑物出現沉降、傾斜以及裂縫的情況，檢測的周圍為每日檢測，及時發現周圍建筑物的變化情況，及時采取有效的應用措施。

5.2 自動化監測

5.2.1 建筑物的監測

在對地鐵深基坑施工監測的過程中，除了采用人工監測之外，還需要采用自動化設備進行監測，常用的自動化檢測設備主要有靜力水準儀和智能化測斜儀。對于自動化監測設備的監測點的選擇上，施工企業需要結合監測對象的實際情況進行確定。需要注意的是，要避免對監測點造成破壞，還需要避免監測點發生較大的震動，以此來保證自動化監測數據的準確性。

5.2.2 臨時立柱的監測

在地鐵深基坑施工過程中，會使用到很多的臨時立柱，這些臨時立柱很可能因為施工因素的影響，導致臨時立柱出現移動或者是倒塌的情況，為了保證地鐵深基坑施工的安全性，施工企業還需要對臨時立柱進行監測，及時掌握臨時立柱的情況，采取有效的加固措施，保證施工人員和施工設備的安全。

6 動態監測可能產生的結果以及監測數據如何應用

地鐵深基坑施工具有復雜性和艱難性等特點，為了保證地鐵深基坑施工的安全性，需要施工企業采用必要的監測方式。在對地鐵深基坑施工進行動態監測的過程中，需要嚴格地按照設計要求，保證監測數據的準確性，如果在監測的過程中發現異常情況，需要及時地向相關的負責人進行匯報，發出預警信息。相關的調查部門也需要針對監測數據進行調查，分析監測數據的變化的原因，進而制定科學合理的預防措施，保證施工人員的人身財產安全，保證地鐵設計和施工的順利開展。在對地鐵深基坑施工采用動態檢測的過程中，可能會出現不同的結果，特別是對于周圍建筑物進行動態監測的過程中，相關的監測人員需要采用24h 值班的方式，第一時間發現監測數據的變化情況，及時地對周圍建筑物進行加固或者是補救措施。對于地鐵深基坑施工動態監測方面，施工企業需要保證監測人員的專業素養和綜合能力，還需要監測人員具有高度的責任心，只有這樣，才能保證動態監測的準確性和及時性。除此之外，在動態監測的過程中，還需要監測人員做好數據的對比和分析工作，對可能發生的情況進行分析，并且提前制定有效的措施進行預防，只有這樣，才能保證地鐵深基坑施工的順利施工，保證地鐵深基坑施工的效率和質量。

7 結語

地鐵深基坑施工范圍廣，施工難度大，技術復雜，施工周期也比較長。地鐵深基坑施工直接決定著地鐵工程的施工質量和施工進度，所以，在地鐵深基坑施工過程中，需要做好施工的動態監控工作，加大對動態監測團隊的管理力度，保證動態檢測人員的專業性，保證動態監測設備的先進性，只有這樣，才能保證動態檢測數據的準確性，便于施工企業及時制定科學合理的預防措施，保證地鐵深基坑施工的順利，促進我國地鐵工程施工技術的發展。