摘要：随着城市现代化快速发展，城市交 通问题日益突显。为方便人们出行，近年 来，地铁在我国各大主要城市正大力投入 建设；但地铁建设面临的复杂地下环境， 众多的不确定因素导致地铁施工过程存在 大量的潜在风险；因此，做好地铁施工的 风险管理至关重要。地铁车站施工有明挖 工程也有暗挖工程，所以经常出现由于基 坑支护不合理而造成的事故。所以，基坑 支护工程的质量问题和基坑开挖对于基坑 附近的建筑物的安全问题受到了广泛的关 注。
关键词：基坑工程；施工风险；模糊评价
引言
随着社会的发展，城市交通压力越来越大 ，为了缓解这一现象，地铁工程建设越来 越受到重视，对于地铁施工的要求不断提 高。在实际应用中施工单位需要根据实际 情况选择合理的开挖技术，并严格的按照 相关要求去进行施工，从而能够有效的确 保工程的质量。就目前的情况来看，深基 坑施工是地铁工程建设中非常重要的部分 ，因此需要重点加强这部分的研究，从而 能够更好的促进城市建设发展。
1 地铁车站深基坑施工特点
就目前的情况来看，地铁车站深基坑施工 与普通的建筑施工还是存在很多的差异， 其主要有以下几个特点，即：1）周边建 筑物较多。车站周边建筑物较多，有些是 工厂，还有些建筑物无桩基础，有些建筑 物距离车站很近，这样会在很大程度上增 加了深基坑支护施工的难度。2）地下管 线密集，有很多的不确定因素。一般地铁 都是在城市的闹市区，深基坑施工的时候 会涉及到很多的管线，例如电力线路、燃 气管道等，在施工的过程需要和多个单位 进行协调工作，尤其是废旧的管线，很容 易产生地下水，对基坑的施工产生很大影 响。3）基坑开挖需要有效的进行变形控 制。深基坑开挖深度非常大，对于安全要 求非常高，因此在施工的过程中需要有效 的保护环境，因此增加施工难度。
2 地铁车站深基坑支护技术
2.1 围护结构施工
车站深基坑围护结构根据地质、水文及周 边环境不同，一般设计有围护桩结构、围 护桩+旋喷止水结构、咬合桩结构、地下 连续墙结构等，由于SMW工法适用于较浅 的基坑，对本站主体围护结构施工不适用 ；人工挖孔桩工人劳动强度大、危险性高 、井下作业环境恶劣，不推荐使用。本车 站标准段基坑宽20.2m，基坑深约 16.2~20.8m；车站南端接盾构区间，北端 接矿山法区间。基坑加宽后宽度为26.8m ，最深约20.8m。套管钻孔灌注咬合桩主 要适用于较软地层，不推荐使用。车站地 质条件较差，站址范围主要含水层是填土 层及粘土层，结构松散，自稳性差，施工 中易发生坍塌、涌水、涌砂等现象。且基 坑周边市政管线密集，其中两条10KV砼电 力管线（1000*1000）横跨车站主体基坑 ，埋深约2米；沿车站纵向有两条雨水砼 管（直径1000），埋深约4米，分别位于 坂雪岗大道东西两侧。车站东侧建筑依次 为佳兆业在建住宅小区、九矿商业城、象 角塘村，西侧建筑依次为宝岗派出所、神 源医院、江南时代大厦。综合考虑车站基 坑规模、车站所在环境、地质及水文条件 、施工安全、投资和工期筹划等因素，因 此围护结构选用厚800mm地下连续墙+内支 撑的围护结构形式。地下连续墙厚度 800mm。基坑竖向设置4道支撑（南半段3 道），一道混凝土支撑与三（两）道钢支 撑。
2.2 基坑验槽
土方开挖至基底时应预留 0.30m 厚的土 层，用人工开挖和修整，边挖边修坡，以 保证不扰动土和标高符合设计要求。基底 承载力采用轻型动力触探法检验基底承载 力，经检查达250kPa 即为合格，填写基 坑槽验收、隐蔽工程记录，及时办理隐蔽 手续并及时封闭坑底。基坑底以下 1.50m 范围内无砂层。若开挖至设计基底标高未 达到持力层，应继续开挖至持力层，超挖 部分用 C20 素混凝土回填至设计标高， 出现局部软弱下卧层的情况由设计现场出 具处理意见。
2.3 钢支护施工
第一道为混凝土支撑，第二、三层均采用 钢管支撑体系，先开挖土石方至冠梁底， 冠梁与混凝土内支撑同时施工，腰梁与第 二道支撑同时施工。在连续墙内侧打膨胀 螺栓后安装钢牛腿，然后吊装钢围檩，并 在钢围檩和连续墙之间填充C30细石混凝 土。
根据设计所示的支撑形式及施工特点，将 钢管支撑拼装成固定端头的支撑单元，支 撑单元长度分0.25m、0.5m、1m、2m、4m 等安装时根据实际长度将单元组合。采用 塔吊在基坑边吊装围檩及支撑。钢管支撑 用法兰连接，并按设计要求施加预应力。 在盖挖处钢支撑在架设时采用在盖板地下 拼装钢支撑，待土石方开挖至设计钢支撑 位置后，将钢支撑分节吊入盖板底下，在 底下进行拼装完成后在施加预应力。
2.4 土方开挖注意事项
1）基坑开挖应严格按批准的施工方案进 行，开挖过程中必须确保基坑及周围环境 安全。2）基坑开挖中，应采用纵向分段 、分层开挖，分段长度视周围环境、地质 、水文地质以及结构受力情况综合考虑确 定；分层标高，以钢支撑架设标高作为控 制。3）分段开挖的纵向应放坡，随挖随 刷坡，坡度符合要求。4）地连墙墙面应 随基坑开挖采用喷混凝土充填平整。对地 连墙内出现的渗漏水，要及时引流或封堵 ，严防小股流土（砂）扩大。5）限制坑 顶堆土、材料等地面荷载。在已回填的结 构顶部存在时，应核算沉降量和顶板的允 许荷载。6）开挖最下一道支撑下面的土 方时，应按3m分小段开挖，开挖完毕及时 安装钢撑。为做到坑底平整，防止局部超 挖，在设计坑底标高以上30cm的土方，需 用人工开挖修平，对局部超挖的部分要用 砂、碎石或混凝土填充；同时必须设集水 坑用泵排除坑底积水。
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3 基坑施工风险评价过程的构建
3.1 基坑施工风险因素的确定
引起地铁车站基坑施工风险的因素众多， 为建立科学合理、系统完善的地铁车站施 工风险评价指标体系，通过地铁施工事故 的统计分析，得到主要的施工风险因素， 再采用工作分解结构（WBS）和风险分解 结构（RBS）的耦合方法，结合地铁建设 相关专家的建议，得到每个地铁基坑工程 施工风险类型的事故原因。
3.2 风险评语集的构建
通过对基坑工程施工风险的各个因素进行 模糊集合，从而建立风险评语集。不管各 风险因素发生的可能性大小以及事故后果 的严重性程度，均会对基坑施工造成影响 。因此，本文将风险等级划分为严重Ⅴ、 较严重Ⅳ、中等Ⅲ、较轻Ⅱ、轻微Ⅰ五个 等级。
3.3 安全风险
（1）自身风险工程应根据工程设计及施 工工法特点、地质条件复杂性和技术可控 性等，以及工程自身风险发生的可能性及 后果严重程度进行分级，分为一级自身风 险工程、二级自身风险工程和三级自身风 险工程。一级自身风险工程：基坑深度在 25m以上（含25m）的深基坑工程，多层矿 山法车站，跨度大的单层矿山法车站，并 行或交叠的盾构法区间，其它需特殊设计 处理的矿山法工程，以及采用“四新”技 术的工程等。二级自身
风险工程：基坑深度在15m～25m（含15m ）的深基坑工程，线路存在配线的矿山法 工程等。（2）环境风险工程分级根据环 境特点（重要性、安全性等）、工程结构 与周边环境的空间位置关系及技术可控性 等，以及工程自身风险和环境风险发生的 可能性及后果严重程度，分为特级环境风 险工程、一级环境风险工程、二级环境风 险工程和三级环境风险工程。特级环境风 险工程：指下穿既有轨道线路（含铁路） 的工程；一级环境风险工程：指下穿重要 既有建（构）筑物、重要市政管线及河流 的工程，上穿既有轨道线路（含铁路）的 工程；二级环境风险工程：指下穿一般既 有建（构）筑物、重要市政道路的工程， 临近重要既有建（构）筑物、重要市政管 线及河流的工程。
4 地铁车站基坑工程施工风险案例分析
雪象站为地下2层车站，车站基坑开挖深 度18.5m，主体结构长264.5 m，标准段宽 20.2 m。地下连续墙埋深最大27．8m，工 程基坑深度约为16.2～20.8m m，基础位 于地下水位以下。1）依据以上数值可以 看出，雪象站基坑工程施工总的风险是Ⅱ 级，施工为轻微风险，发生施工事故风险 的概率以及损失都较小，因此本地铁车站 基坑工程施工整体不需要投入太大的风险 预防措施。2）从一级指标的隶属度可以 看出，渗流破坏风险是Ⅲ级，即一般风险 ；支撑失稳风险是Ⅱ级，即较轻风险；坑 内土体滑坡Ⅲ级，即一般风险；踢脚破坏 Ⅳ级，即较严重风险；突涌破坏Ⅲ级，即 较轻风险；机械伤人Ⅰ级，即轻微风险； 其中渗流破坏、坑内土体滑坡以及突涌破 坏风险中最高风险均为降水不到位，处于 Ⅳ级，即较严重风险；踢脚破坏风险中最 高风险为地下连续墙插入深度不够，处于 Ⅳ级，即较严重风险；这说明在该地铁车 站基坑风险施工过程中应主要注意降水不 到位、地下连续墙插入深度不够两大主要 风险。
5 风险控制措施
针对车站基坑可能存在的失稳风险，应该 对基坑开挖范围的地质条件进行详细勘察 ，对地层进行加固处理，基坑内的储水体 、水管一定要查清和排干，事先准备要充 分，要配齐排水设备，以保证基坑开挖面 不浸水，防止暗藏积水冲塌开挖土坡，引 发基坑失稳降低地下水位、减少地下水对 开挖面土体的影响。在施工前对因卸荷而 引起坑底土体的上隆进行理论计算和预测 ，选择合理、有效的施工工艺，采用可靠 合理的坑内土体加固措施。针对可能出现 的建筑物及管线变形或损伤风险，根据基 坑临近建筑物的保护等级，严格规定时限 并且控制每步开挖的空间和暴露时间，在 对基坑变形做好理论预测的基础上在现场 加强监测和分析。对重要建筑物的保护， 要提前策划，可以采取局部加深墙体等措 施，控制开挖段两头的土坡坡度，安全坡 度的确定可以采用边坡稳定分析方法，并 注意防止滑坡。仔细研究市政工程管线布 置图，摸清地下障碍情况，尤其注意管线 最新变更情况，力求使工程进行前后不至 于由于施工荷载导致地下管线发生变形失 效、发生事故，进行变形监测，预防出现 管线损坏事故。
结束语
综上所述，地铁施工组成部分中一个很重 要的部分就是深基坑施工，任意一个车站 的基坑问题都能延误所有线路的工期，而 且还会对社会产生不良影响并且造成巨大 的财产损失。地铁深基坑的支护控制要从 设计和施工两方面进行，基坑支护施工技 术的良好与否往往决定着地铁工程能否顺 利施工。从六种基本事故类型出发，采用 WBS 与RBS 耦合的方法对每种事故类型的 形成原因进行了详细分析，建立了地铁车 站基坑施工风险评价指标体系，为以后地 铁车站基坑施工风险相关研究提供了参考 。引入模糊综合评判法理论对地铁车站基 坑施工风险进行评价，通过信息计算各级 指标权重，处理了地铁车站基坑施工风险 评价中的模糊关系，降低了主观性，并简 化了权重计算过程，使得风险评估模型与 评价指标体系之间形成了有机组合。
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论文作者:边红伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2020/4/29
标签：基坑论文; 风险论文; 车站论文; 工程论文; 地铁论文; 结构论文; 管线论文; 《基层建设》2018年第1期论文;