地鐵車站深基坑施工安全風險監測控制技術研究

摘要：由于影響地鐵車站深基坑施工安全性的因素是多元的，導致對其的監測控制難度較大。基于此，分別從圍護結構施工質量缺陷、土方開挖合理程度兩個角度，對深基坑施工安全風險進行全面監測識別。針對不同的風險狀態，設計以施工材料、施工工藝、施工過程、施工管理以及施工流程為核心的風險控制技術。測試結果顯示，地鐵車站深基坑施工的安全驗收結果均合格。

關鍵詞：車站深基坑；風險監測控制技術；圍護結構；質量缺陷

0 引言

圍護結構作為基坑施工中的重要組成部分，其施工質量直接影響到整個基坑的安全[1]。如果圍護結構存在施工質量缺陷，如圍欄安裝不規范、混凝土澆筑不密實等，可能會導致高處墜落、影響混凝土質量等事故。這些事故不僅威脅到施工人員的生命安全，還會對工程進度和成本造成嚴重影響[2]。

土方開挖是基坑施工中的重要環節，如果開挖方式不合理、開挖速度過快、開挖深度過大等，可能會導致土方塌落、滑坡等安全風險。在基坑施工中，確保支撐系統及時安裝和穩固是防止基坑坍塌的重要措施。如果支撐系統不及時或安裝不牢固[3]，可能會導致基坑坍塌。另外，地表水和地下水的處理也是影響安全的重要因素。如果地表水和地下水處理不當，可能會導致水土流失、地面塌陷等安全風險。這些風險不僅會破壞生態環境，還會對周邊居民的生命和財產安全造成嚴重威脅[4]。

地鐵車站深基坑施工安全風險監控極為必要。一方面，通過對地鐵車站深基坑施工過程進行安全風險監控，可以及時發現和解決存在的安全隱患，有效預防安全事故的發生。另一方面，也可以規范施工人員的操作行為，提高施工的整體安全性，保障施工人員的生命財產安全[5]。從整體角度分析，安全風險監控不僅可以保障施工過程的安全性，還有利于及時發現和解決工程質量問題，保障工程的質量和穩定性[6]。

基于此，分別從圍護結構施工質量缺陷、土方開挖合理程度兩個角度，對深基坑施工安全風險進行全面監測識別。以實際工程案例為基礎，針對不同的風險狀態，設計以施工材料、施工工藝、施工過程、施工管理以及施工流程為核心的風險控制技術。

1 工程概況

坪山站地鐵車站深基坑施工項目項目位于坪蘭路、和樂路與站前路交叉口，沿站前路東西方向敷設。站前路規劃道路紅線寬50m，現狀道路寬50m，為雙向八車道。坪蘭路道路規劃紅線寬40m，道路現狀寬40m，為雙向六車道。和樂路道路規劃紅線寬40m，道路現狀寬40m，為雙向六車道。站前路為深圳市龍崗區、坪山區東西方向主干道，路面車流量大，交通繁忙。

車站北側為坪山高鐵站（距離車站圍護結構外皮160m，約為7倍車站高度），南側為華友藝科技與3棟一層民房（距離車站圍護結構外皮20m，約為1倍基坑高度）。一期管線遷改過后，影響主體結構施工的管線均已遷移到基坑范圍外。基坑開挖階段需做好監測及保護工作。

影響車站結構施工管線位置統計如表1所示。其中，施工階段在渡線左側設置廢水泵房，從車站兩端向廢水泵房找坡，K27+785.834～K27+945.304段的坡度為0.2%，K27+945.304～K28+06.274段的坡度為0.2%，K28+06.274～K28+66.534的坡度為0.2%，車站范圍地面標高中間高兩邊低。

2 深基坑施工安全風險監測識別

在對地鐵車站深基坑施工安全風險進行分析時，本文充分考慮了深基坑施工安全風險的構成情況，分別從圍護結構施工質量缺陷情況、土方開挖合理程度兩個角度展開監測識別分析[7]。

2.1 圍護結構施工質量缺陷情況

對于圍護結構施工質量缺陷情況的分析，主要圍繞圍護結構的完整性以及應力分布情況進行[8]。具體的圍護結構施工質量缺陷風險可以表示如下：

R（x）=λr∑q（x）+br q（x）+εr （1）

式中：R（x）表示x深基坑施工中，圍護結構施工質量缺陷風險情況。q（x）表示圍護結構施工質量缺陷風險因素，具體包括圍護墻體質量達標情況、圍護墻體安裝精度情況、圍護墻體鋼筋工程缺陷情況、圍護墻體混凝土質量的達標情況以及圍護墻體施工的規范程度。λr表示各圍護結構施工質量缺陷風險因素對深基坑施工安全的影響程度。br 表示各圍護結構施工質量缺陷風險因素之間的關聯。εr表示圍護結構施工質量缺陷風險因素存在的誤差。

2.2 土方開挖合理程度風險情況

地鐵車站深基坑施工階段，土方開挖合理程度的風險情況可以表示為：

W（x）=λw∑T（x）+bw q（x）+εw （2）

式中：W（x）表示地鐵車站深基坑施工階段土方開挖合理程度的風險情況。T（x）表示土方開挖合理程度的風險因素，具體包括土方開挖順序、土方開挖分層厚度、土方開挖坡度、深基坑支撐結構入土深度、深基坑支撐結構整體剛度、深基坑內支撐軸力，深基坑所處環境的土質條件以及氣候條件。λw表示各圍土方開挖風險因素對深基坑施工安全的影響程度。bw表示各圍土方開挖風險因素之間的關聯程度。εw表示各圍土方開挖風險因素存在的誤差。

綜上所述，從圍護結構施工質量缺陷情況、土方開挖合理程度角度，實現對深基坑施工安全風險的全面監測識別，可為后續的風險控制提供可靠的基礎。

3 深基坑施工安全風險控制技術

3.1 圍護墻體結構施工質量控制

在對地鐵車站深基坑施工安全風險進行控制時，充分結合地鐵車站深基坑施工安全風險的監測結果，構建如圖1所示的圍護墻體結構施工質量風險控制方法。

3.1.1 圍護墻體質量

采取合適的施工工藝和技術，確保墻體材料和施工方法符合設計要求和相關標準。加強現場監督和管理，對每一道工序進行質量檢查和驗收，及時發現和解決質量不達標的問題。定期進行質量檢測和評估，對質量不達標的地方進行返工或補強。

3.1.2 圍護墻體安裝精度

采用可靠的安裝方法和工藝，保證墻體的穩定性和垂直度。在施工前進行精確的測量和定位，確保墻體安裝的位置和尺寸符合設計要求。加強現場監督和管理，對安裝過程進行實時監測和校正，確保安裝精度符合要求。

3.1.3 圍護墻體鋼筋質量

選用符合要求的鋼筋材料，并按照設計要求進行鋼筋加工和綁扎。加強鋼筋工程的施工管理和監督，確保鋼筋工程的施工質量和安全。在施工過程中進行質量檢測和評估，及時發現并糾正鋼筋工程的缺陷。

3.1.4 圍護墻體混凝土質量

選用符合要求的混凝土材料，并按照設計要求進行混凝土配合比設計和攪拌。加強混凝土工程的施工管理和監督，確保混凝土工程的施工質量和安全。在施工過程中進行質量檢測和評估，及時發現并糾正混凝土質量不達標的情況。

3.1.5 圍護墻體施工質量

加強施工人員的培訓和教育，提高施工技能和質量意識。建立完善的施工規范和管理制度，確保施工過程的有序和安全。在施工過程中進行安全檢查和監督，及時檢查和糾正施工中不規范的行為。

3.2 土方開挖合理程度風險控制

針對地鐵車站深基坑施工中的土方開挖合理程度風險，具體的控制措施如圖2所示。

3.2.1 土方開挖順序

對于土方開挖順序不合理風險，在施工前進行詳細的施工組織設計，確定合理的土方開挖順序和方案。根據基坑實際情況和周圍環境因素，制定分階段、分區域的開挖方案。加強現場監督和管理，遵循先撐后挖、分層開挖的原則，確保開挖順序的合理性和安全性。

3.2.2 方開挖分層厚度

針對土方開挖分層厚度不合理風險，根據設計要求和施工組織設計，確定合理的土方開挖分層厚度和分層數。在施工過程中加強現場監督和管理，確保分層厚度符合要求。

3.2.3 方開挖分層坡度

針對土方開挖坡度不合理風險，根據設計要求和施工組織設計，確定合理的土方開挖坡度和放坡高度。在施工過程中加強現場監督和管理，確保坡度符合要求。在放坡開挖時，設置監測系統對邊坡穩定性進行實時監測和控制。

4 測試與分析

在具體的測試過程中，將文獻[5]提出的施工安全風險監測控制技術以及文獻[6]提出的施工安全風險監測控制技術作為對照組。

在具體的測試過程中，對安全風險因素的主要控制技術進行驗收，得到的結果如表2所示。

結合表2所示的測試結果可以看出，在3種不同地鐵車站深基坑施工安全風險控制技術下，本文設計技術對應的安全狀態驗收結果均為合格，表明整體施工項目處于安全狀態，可為實際的施工推進和施工人員提供可靠的保障。

5 結束語

本文提出地鐵車站深基坑施工安全風險監測控制技術研究，充分考慮了地鐵車站深基坑施工安全風險因素構成以及表現形式，采取針對性的監控技術，切實實現了對深基坑施工安全風險狀態的有效監控。希望本文的設計與研究成果，可以為相關深基坑工程的安全施工提供幫助。

參考文獻

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[3] 王乾坤，朱科，郭佩文.DEMATEL和模糊認知圖在地鐵深基坑施工安全風險動態評估中的應用[J/OL].安全與環境學報， 2023，8（470）：1-10.

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