市政地鐵明挖車站深基坑支護施工安全防護技術

張玉

摘要：為控制深基坑支護施工豎向累計變化量、橫向累計變化量，以某市政地鐵明挖車站為例，對深基坑支護施工中的安全防護技術展開研究。根據工程實際情況，進行市政地鐵明挖車站深基坑支護施工中的監控量測布置。根據深基坑的水文地質條件，對深基坑支護措施、施工技術參數進行合理選擇。通過對開挖施工速度控制，對深基坑隧道排水、降水進行防護處理，完成安全防護技術的設計。實例應用結果表明：按照規范進行市政地鐵明挖車站深基坑施工，可以有效控制施工中深基坑橫向、縱向累計變形，有利于降低工程項目的施工風險。

關鍵詞：降水防護；安全防護技術；支護施工；深基坑；明挖車站

0? ?引言

近年來，隨著城市、交通、市政等領域的大規模建設，我國深基坑工程得到了快速發展。在深入市場研究中發現，基坑開挖深度已從原來的6m、8m發展到現在的10m甚至20m以上，與深基坑的設計與施工相關的技術已經取得了很多成功經驗。但在施工過程中，由于各種原因的影響，基坑施工事故時有發生。這不僅危及基坑本身的安全性、穩定性，嚴重時還會對周邊建筑物、道路、橋梁、管線等造成嚴重的危害[1]。

造成基坑事故的因素很多，既有地質條件的制約，也有一些是由于技術人員安全意識不強、質量觀念較差、施工敷衍了事或偷工減料所導致。盡管基坑施工過程中會出現一些安全隱患，但通過在基坑勘察、設計和施工的整個過程中提前防護，大部分安全隱患還是可以避免的。

市政地鐵工程屬于地下結構，此類結構的施工與地面結構施工存在差異，前者在施工時存在著更高的事故風險，一旦處理不好，將會導致大面積的土體沉降，嚴重影響地面工人的生命安全[2]。有關文件指出， 5m以上的深基坑施工具有很大的風險，需組織專家對其進行安全評價，以便于為后續施工予以技術指導。

為規范深基坑施工，避免施工中發生安全事故，本文以某市政地鐵明挖車站為例，對深基坑支護施工中的安全防護技術展開設計研究，旨在通過此次設計，為相關工程或類似工程現場作業予以幫助。

1? ?市政地鐵明挖車站深基坑支護監控量測布置

1.1? ?監控量測布置的必要性

為實現對市政地鐵明挖車站深基坑支護施工的安全防護，應根據工程實際情況，進行深基坑支護施工中的監控量測布置[3]。在基坑開挖和主體工程建設過程中，利用全站儀、水準儀和測斜儀等設備對施工過程、現場進行現場監控。

1.2? ?監測量測布置要點

在采集到足夠多的資料后，應及時將測量資料制成散點圖，并依據散點圖的形態，選取適當的函數，對測量資料進行回歸處理，得到時間狀態曲線[4]。根據回歸曲線，可以對這一測量點可能發生的最大位移或應力值進行預測。對監測測量信息進行及時反饋，利用信息反饋，從而保證基坑施工的科學性和安全性。

為確保施工過程中的結構穩定和安全，結合基坑工程地形地質條件、防護類型、施工方法等特點，確定在監測項目基坑每一開挖段（10～20m），設1組邊坡土體水平位移、邊坡土體地表沉降和邊坡體豎向位移的監測點[5]。在基坑底板凸起處布設一組觀測斷面，每斷面布設3個監測點，以實現在施工中地表的及時觀測。

2? ? 深基坑支護方案選擇與開挖施工速度控制

2.1? ?支護方案選擇

在上述內容的基礎上，應進行深基坑支護措施的合理選擇。在此過程中，根據深基坑的水文地質條件，設置如表1所示的深基坑支護方案。

支護過程中，為保證支護結構的穩定性，應在完成基礎支撐方案的設計后，按照下述公式，計算鋼支撐的最小配筋率[6]。

公式（1）中：δ表示鋼支撐的最小配筋率；Amin表示第二道鋼支撐的最小截面面積；A表示樁基礎截面面積。以此為依據，進行深基坑支護參數的設計，通過此種方式，確保深基坑支護施工可以達到預期。

2.2? ?開挖施工速度控制

基坑開挖速度直接影響工程的穩定性，基坑開挖要遵循“分層分段、隨挖隨支護”的原則，根據設計圖紙和專項施工方案，對基坑開挖層厚和布距開挖一段、支護一段，以此種方式，嚴格控制開挖速度。

同時還應結合實際監測資料，適時地調節開挖速率，一旦發生預警情況，應立即停止開挖，并對其成因進行分析。必要時應采取合理有效的防護措施后，才能繼續施工，以保證基坑開挖支護的安全穩定。

3? ?深基坑隧道排水、降水防護處理

在市政地鐵明挖車站深基坑開挖施工時，應特別關注地鐵隧道中地下水源和地表水兩個方面對深基坑施工的影響。

地下水是明挖隧道深基坑施工安全的重要因素之一。地下水位較高，在采取降雨措施之前、開挖過程中，很可能會造成基坑突涌塌方雨水、工業用水和居民用水等地表水進入基坑，從而對基坑周邊土體造成地表水侵蝕，破壞基坑圍護體結構的穩定性，從而引發安全事故[7]。

為解決此方面問題，應在基坑開挖之前，對基坑周邊的土地進行硬化處理，并按照特殊的施工計劃，對地面的排水系統進行完善。一般在工程項目施工30天之前，根據基坑的開挖狀況，在地面上布設井點。同時，在地面上設置一個縱向和橫向的臨時排水系統，用收集的水井將基坑內的明水抽出來，以防地下水對基坑的開挖造成影響。

4? ?實例應用效果分析

為實現對提出的安全防護技術在地鐵明挖車站深基坑支護施工中應用效果的檢驗，本文以某地區大型市政地鐵工程項目為例，對深基坑支護施工中的安全防護技術展開研究。

4.1? ?工程概況

施工前，對此工程項目的施工基本情況進行分析，具體內容如表2所示。

工程項目所在地的土體以雜填土、素填土為主，部分土層中含有坡積粉質黏土、殘積砂質粘性土，在對此工程項目進行地質勘查時發現，項目所在地的局部土層中含有強風化花崗巖）、全風化花崗巖，區域的地勢整體存在一定的起伏，地鐵車站兩側的房屋、道路、居民分布較為密集。

4.2? ?施工難點分析

為排除施工中相關因素的影響，規范深基坑支護施工，避免安全事故的發生，應在施工前，對深基坑在開挖過程中容易出現的難點、問題進行集中分析。

此工程項目施工中的基礎數據比較難掌握，一些特殊地區的土層環境數據收集不夠理想，例如，在土層成像中，不同地質對波速的要求不同，波速波動范圍也相對較大，如果沒有充足的經驗，會對后期土層成像質量產生很大的影響。同時項目所在地的地質環境較為復雜，該工程地處濱海，總體地質、土層差別較大，如施工行為未按照規范實施，會導致施工難以取得預期效果。

工程項目所在地的地面環境也較為復雜，工程周邊建筑眾多，工程周邊高層建筑在一定程度上占據了該工程的地下建筑空間，地面建設環境復雜，地下空間極度受限，十分容易對深基坑工程的施工造成影響。

此外，由于本文研究的工程項目基坑最大開挖深度為20m，狹窄的操作空間，對大型起起重機及大型挖掘機等設備的使用產生了一定限制，這也對地下結構施工質量和效率造成了很大的負面影響。

4.3? ?安全防護效果檢驗

為解決上述問題，使用本文設計的方法，對工程項目的施工過程進行安全防護處理。在此過程中，先進行市政地鐵明挖車站深基坑支護施工中的監控量測布置，再進行深基坑支護措施的合理選擇與開挖施工速度控制，最后，通過對深基坑隧道的排水、降水防護處理，完成本文方法在此工程項目中的應用。

將安全防護后地鐵明挖車站深基坑支護施工豎向累計變化量與橫向累計變化量，作為檢驗安全防護效果的關鍵指標，明確地鐵明挖車站深基坑支護施工豎向累計變化量允許值為18mm，橫向累計變化量允許值為20mm。以此為依據，進行安全防護施工效果的檢驗。

在安全防護后地鐵明挖車站深基坑支護施工累計變形值穩定不變的前提下，進行實驗結果的統計，得到如圖1與圖2所示的結果。

從圖1與圖2所示的監測結果可以看出，安全防護后地鐵明挖車站深基坑支護施工豎向累計變化量＜18mm，橫向累計變化量＜20mm。

由此可見，本文此次設計的方法，在深基坑支護施工安全防護中應用效果良好，按照規范進行市政地鐵明挖車站深基坑施工，可以有效控制施工中深基坑橫向、縱向累計變形，以此種方式，降低工程項目的施工風險。

5? ?結束語

深基坑的開挖作業，勢必會對其周邊建筑、地表等造成一定的干擾，如果技術人員對安全保護措施不夠重視，便十分容易造成安全事故，從而給項目工程建設造成不必要的損失。為了提高明挖深基坑工程的質量，提高深基坑現場作業人員、技術人員的人身安全，全面提升施工方、工程承包方的經濟層面效益，有必要對其進行全面的安全防護。

為落實此方面工作，本文以某市政地鐵明挖車站為例，通過支護施工中的監控量測布置、支護措施的合理選擇與開挖施工速度控制、深基坑隧道排水降水防護處理，對深基坑支護施工中的安全防護技術展開設計研究。完成施工后，對該方法的施工效果進行檢驗，檢驗后結果證明本文此次設計的方法，可以有效控制施工中深基坑橫向、縱向累計變形，實現對工程項目施工的安全防護。

參考文獻

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[2] 許正鵬.高速公路機電工程通信系統技術應用分析[J].中國高新科技，2022（8）：102-103.

[3] 廖宏斌，張海泉.交通運輸管理中的高速公路機電系統通信技術應用研究[J].中國新通信，2021，23（17）：15-16.

[4] 劉翔.高速公路機電工程通信系統技術的相關研究[J].現代工業經濟和信息化，2021，11（1）：88-89.

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[6] 楊暉.高速公路機電工程通信系統的發展及其新技術應用研究[J].江西建材，2017（16）：156.