邻近运营地铁隧道的深基坑施工管理

常 吉

（昆明地铁建设管理有限公司，云南 昆明650000）

随着我国经济的发展和城市建设的不断进步，地铁在人们日常生活中的作用越来越大。地铁的使用过程中，由于其自身的特点和施工环境，容易产生各种问题，如地表沉降、地下水位下降、地面塌陷等。这些都会对工程的安全造成影响，因此需要采取相应的措施来预防。

1 基坑工程的相关概念和理论基础

基坑工程是指为了保证施工的安全和质量，在地下进行的一项临时性的、非均质的施工活动。它是以一定的地质条件为基础，对开挖的建筑物或构筑物的地基施加一个相对独立的空间实体的结构体系。在我国，由于城市建设的快速发展，对基坑的要求也越来越高，因此出现了许多不同类型的深基坑，但其基本原理都是相同的，都是通过支护和围护的手段来维持地表的稳定，而围护的方式一般有两种，一种是悬臂式，另一种则是内撑式。其中悬臂式的支护形式又可分为很多种形式。对于内撑式来说，内支撑主要用于保护相邻建筑的主体部分，而外支撑则用来防止周围的建筑受到破坏。

为了保证施工的安全和顺利进行，在施工过程中必须严格按照设计要求和相关规定，对基坑开挖的深度、周边环境、地下管线等因素加以考虑，并采取必要的应急措施，确保工程的质量与进度：（1）在施工前，应根据设计图纸，结合现场情况，制定出合理的施工方案，并组织专业人员做好技术交底工作，使施工人员明确各自的任务与责任，做到分工负责。（2）在施工开始前，应先对场地内的地质条件做详细的调查研究，了解其周围的水文气象状况，以确定其是否适宜建设地铁，并为以后的土方爆破提供依据。（3）土方回填时，要注意及时回填夯实，避免因夯实不足而导致土体承载力降低，影响到后续的稳定性;同时，要加强监测，一旦发现问题，立即停止挖补，以免造成二次塌方。

2 邻近运营地铁隧道的深基坑施工管理现状分析

在城市轨道交通中，地铁车站是一个非常重要的部分，它是由地面空间的地下设施和隧道的结构组成的一种特殊的建筑形式。地铁轨道的主要组成部分包括：地上的建筑物、隧道等，这些都是在特定的环境条件下形成的各种形状的实体；而地铁隧道则指的就是其中的一些构筑物，如道路、管线等，它们都属于地表形的范畴；而地铁的主体则是指其所在的位置和其周围的地质构造。由于我国城市化进程的不断加快，对于交通的需求量也越来越大，因此就要求我们必须对城市的建设进行合理的规划设计，从而使得人们的出行更加方便，同时也能够满足一定的安全要求。所以有必要对地铁周边区域的土体情况以及水文状况做出详细的分析研究，并且根据实际的需要来选择合适的土体类型，并通过科学的计算来确定出最佳的开挖方案。

城市轨道交通的发展与交通系统的建设密切相关，而交通量的大小是评价地铁隧道施工是否成功的重要指标之一。在我国，由于地铁轨道的特殊性，其交通流量主要受以下因素影响：（1）地形条件。在一定的区域范围内，地表地貌的不同程度决定了隧道的位置和埋深，从而对隧道的开挖和地下结构的设计产生很大的差异；（2）水文地质。根据地下水的流动方向，可分为透水、透水性以及渗透三大类，其中透水可划为一个独立的类型；而透水性则指的是围岩在相对稳定的状态下，其变形的可能性较大，因此需要采取相应的措施来控制其发生的变化情况；（3）土体的物理力学性质。土体的强度、粘聚力等都会对围岩的稳定性造成直接的影响；同时，土体内部的应力也会受到温度的作用而发生变化，进而导致围岩的破坏或开裂。

3 邻近运营地铁隧道的深基坑施工管理措施

地铁隧道建设过程中，由于施工环境复杂，存在着许多难以处理的问题和风险，如地质条件、水文气象、工程量比较大，且地下水位较高，在实际施工中，往往会出现各种不确定的因素影响，导致地铁隧道建设施工的难度增大，甚至造成安全事故。因此，为了减少或避免这些不确定的因素对地铁隧道的危害和损失，必须对地铁隧道的建设施工进行合理地设计与分析，并采取相应的措施加以防范。

3.1 基坑

在进行施工前，首先要对施工区域的地质条件和水文情况有全面的了解和掌握，并根据工程的实际需要，制定出合理的施工方案，并严格按照设计图纸及相关规范要求进行施工，对施工过程中可能出现的问题及时解决，保证施工人员及机械设备安全。

3.1.1 施工准备阶段

在施工开始前，组织人员应对现场进行全面的清理工作，包括场地的平整、标线的测量等。同时还应做好排水系统的建设和维护，保证施工的安全和顺利。

3.1.2 施工程序的安排

在施工地区地下结构的设计图纸中，应该根据地质条件，结合实际情况，合理布置基坑的开挖顺序，并对其稳定性做出相应的评价与分析。由于地铁隧道的影响范围较大，因此需要采取一定的措施，防止可能发生的塌方事故。具体来说，可以采用以下方法：首先，对于地面的沉降，应当先从基坑内的水平方向均匀分布，然后再将其分成若干段，每段的沉降量不超过2mm；其次，当土方量过大时，要及时挖掉部分土方，以避免造成坍塌；最后，如果是软土地层，则可将软质粘土作为主体，以减少地基的承载力。

3.1.3 严格控制挖土的速度

为了使基坑的稳定性得到有效地保障，应加强对挖土压实度的检测，同时还需考虑到周边环境的影响因素，如周围的建筑物、地下水位等。

3.1.4 及时清理边坡的残缺及杂物

为使边坡的稳定不被破坏，必须立即清除边坡的残缺或杂物，以确保不被水浸泡。如果发现坑内有水，则应停止作业，重新检查，直至彻底清底。

3.2 围护期

围护工程的主要内容是：基坑开挖前，根据施工图纸和相关规范，对周边环境进行勘察，并制定出合理的施工方案，并在该阶段内完成各项工作。

3.2.1 施工准备

在该过程中，首先要组织项目部的技术人员和监理人员，做好技术交底，使施工人员能够清楚了解设计意图，明确各部分的要求；其次，要对施工地区的地质条件、水文气象等情况做详细地调查研究，为下一步的支护计算奠定基础；最后，还要安排专业的测量工程师，为下一步的支护提供科学依据。

3.2.2 土方爆破作业

土方爆破的方法有两种：一是人工手推，即利用机械或电动工具，将其送入地下，然后再由人工手推，向周围的土层施加压力，直至达到预定的稳定效果。二是采用全爆法，即通过控制炮眼的深度来确定炮眼的大小及装药的方式等。

3.2.3 地下连续墙的开挖

在基坑围护结构开挖前，应先将围护墙的边坡清理干净，然后再将其拆除，以确保围护墙的稳定；同时，应注意防止基坑暴露于土体中，以免影响周围建筑的正常使用。3.2.4主体为钢筋混凝土支撑的钢拱架的制作与安装

钢拱架的主要作用是承受上部荷载，因此必须要控制其变形，并且还要考虑锚杆的受力。此外，还需设置必要的支挡，以避免发生位移。

3.3 加强控制和监测

邻近运营地铁隧道的施工过程中，由于受到地下水位的影响和周边环境的变化以及各种因素的共同作用，会出现不同程度的变形问题，这就要求对其进行有效的监测和控制。

3.3.1 施工前的监测

在施工前，要对周围的建筑物、道路、管线等情况做好详细地调查研究，并根据调查结果制定出合理的施工方案，以保证在施工的时候能够安全顺利地完成作业。同时还要加强与当地气象部门的沟通联系，以便更好地掌握邻近地区的地质状况，从而为以后的工作提供可靠的依据。

3.3.2 施工中的监测及保护措施的实施

为了防止地表水的冲刷，减少地下水的蒸发量，避免因水的冲刷而导致地面沉降，必须要及时采取相应的防护措施，以保障附近的建筑不被破坏。另外，还应注意的是，如果发生了突发的自然灾害或其他意外事故，应该立即停止施工，并迅速组织人员撤离。

3.3.3监控技术

监控系统由监测设备、数据采集装置、控制和显示装置等组成。（1）监测仪器：在施工过程中，对隧道进行全方面的动态监测，包括：开挖深度，支护结构的稳定性和变形，支护桩的水平位移，地表沉降，地下水位，周边环境的影响;对施工区域内土体的物理力学参数，如强度、含水量、黏聚力、抗剪、抗弯、抗压、含水率、弹性模量、塑性指数、粘度、拉应力、热膨胀系数、热传导、温度场、应变等信息传送到计算机，分析出相应的结论，根据现场的实际情况，选择合理的方案来实现安全有效的预警工作。（2）信号处理：通过各种传感器收集实时变化的图像或模拟的异常值，然后将其转换为数字或直观的形式表示，并将其传递到控制系统，使工作人员能够及时采取措施。同时也可以作为一个参考，为决策提供依据。

3.4 构建邻近运营地铁隧道的监控系统

隧道内的监控系统主要是指对施工区域的环境状况和周边建筑物进行实时地监测和测量，并将其转化为数字化的信息传输通道，以便及时发现并处理事故，使施工人员能够安全工作、舒适生活、高效地生产以及快速地完成施工任务。在本工程的实际施工中，将采用现场监控系统对周围的建筑情况及地下管线等进行全面的监控分析，同时结合相应的技术措施，以实现对施工过程的有效控制。

3.4.1 地铁车站监控系统的组成

地铁站内的监控系统包括：视频图像采集装置，电子地图显示与报警器，无线通信设备，计算机网络，综合布线，信号灯，激光测距仪，自动测距仪，GPS定位与GIS等。

3.4.2 地铁站的布设

根据所提供的相关资料，确定隧道的位置及长度，然后通过合理的规划设计，科学地布置，使之成为一个便于施工的空间平台。在整个隧道的外围设置有多个出入口，方便乘客进出。

3.4.3 隧道内的水压力观测

在进行开挖的过程中，为了保证周边环境的稳定和减少对周围建筑物的影响可以采用井点法，在隧道的外围设置有相应的水压计，并根据现场的实际情况，对其值做出调整，使其能够满足施工的要求;当出现异常时，应及时采取措施，以防止意外事故的发生;当发现地下水的存在时，应立即停止作业，并发出警报，及时处理。

3.4.4 隧道内的降水及地表沉降的预测与预报

由于地铁工程的地质条件比较复杂，所以在施工的时候会受到很多因素的制约，比如：地层的性质变化以及降雨量的大小等。因此，我们需要结合具体的场地特点，来确定合理的降水方案，从而为以后的变形做好准备。

3.5 优化基坑施工工艺

地铁隧道建设是一项复杂的工程项目，在施工过程中，要严格按照设计图纸和相关规范进行，并根据实际情况对施工方案加以调整，使其符合安全、经济、合理的要求。基坑施工工艺优化方法如下：

（1）开挖前要做好充分的勘察工作，根据地质情况确定合适的支护方法，并结合施工现场的实际条件和要求，合理安排施工进度，控制好开挖的深度和速度，以保证基坑的安全；（2）在进行开挖前，应向设计单位提供相关的资料以供决策者参考，以便做出正确的选择；（3）在开挖过程中，应严格按照设计方案来实施，不得擅自更改，如有不符合规定的地方则需重新调整，直至满足规范标准为止；（4）当土方回填时，应及时组织人员对其位置及周边环境进行调查，查明工程场地的地形地貌状况，并对回填的土质做必要的处理措施，使其达到最佳的承载力，防止因基础不均匀沉降而导致的塌方事故。如果发现问题，可采取相应的应急预案，避免造成人员伤亡。同时还可以通过科学地计算来指导施工，减少不必要的经济损失。

4 结束语

本文以地铁隧道的深基坑施工为研究对象，分析了邻近运营地铁隧道施工过程中的主要风险，并提出了相应的预防措施。本文对邻近运营地铁隧道的施工进行了系统地论述和阐述，并对其可能出现的危险因素和危害做出预测，为以后类似的工程提供参考。针对已有的一些安全事故，在施工中采取必要的应急方案，避免发生不必要的人员伤亡与财产损失。