韋禮群

摘要：針對地鐵車站豎井施工存在的風(fēng)險，以沈陽地鐵九號線皇姑屯站為例進行分析，并對主要施工風(fēng)險作出相應(yīng)的防范及應(yīng)急措施。在豎井施工作業(yè)中主要存在對周邊既有建筑物的環(huán)境風(fēng)險以及豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)、坍塌等自身風(fēng)險。豎井開挖施工過程中應(yīng)提前作出相應(yīng)的預(yù)防及應(yīng)急措施進行風(fēng)險防治，這對于有效加強施工質(zhì)量及安全性具有非常重要的意義。

Abstract： In view of the risks existing in the construction of subway station shafts， the Huanggutun Station of Shenyang Metro Line 9 is taken as an example for analysis， and corresponding prevention and emergency measures are taken for the main construction risks. In the shaft construction operation， there are mainly environmental risks to the existing buildings in the surrounding area， as well as the risks such as sand leakage， instability and collapse of the shaft. During the construction of shaft excavation， corresponding prevention and emergency measures should be taken in advance to prevent and control risks， which is of great significance for effectively strengthening construction quality and safety.

關(guān)鍵詞：地鐵車站;豎井施工;施工風(fēng)險;應(yīng)急措施

Key words： subway station;shaft construction;construction risk;emergency measures

中圖分類號：U231+.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）11-0135-03

0 ?引言

隨著現(xiàn)代都市的發(fā)展，地下交通成為現(xiàn)代公共交通的主流之一，地鐵車站的施工建設(shè)隨即也越來越受到廣大人民群眾的重視。豎井施工作為地鐵車站必要的施工工序，其施工質(zhì)量以及安全性的考量是顯而易見的。本文以沈陽皇姑屯地鐵車站為例，闡述豎井開挖工程對周邊的環(huán)境危害及相應(yīng)的保護措施，以及豎井施工過程中存在的主要自身施工風(fēng)險與相應(yīng)的應(yīng)急措施，這對于提高施工質(zhì)量，降低施工風(fēng)險具有實際意義。

1 ?工程概況

沈陽地鐵九號線皇姑屯地鐵車站的起點里程為DK2+720.7，終點里程為DK2+898.0，此車站的實際中心里程為DK2+824.1，皇姑屯地鐵車站實際總長177.3m，車站主體結(jié)構(gòu)是兩層單柱雙跨島式站臺車站，采用“PBA”洞樁法[1]逆作施工。車站標準段總寬19.7m，底板最深處距離地面約24.1m，車站頂板上部土層厚度約8.2m。

車站共設(shè)置2個豎井：1號豎井位于車站北端東側(cè)，距未拆除樓房部分凈距1.99m，該樓結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu);2號豎井樁邊距高層住宅樓凈距為4.2m。豎井平面布置如圖1所示。

2 ?豎井開挖

2.1 施工方案

豎井的開挖施工遵循“分段分層、由上而下、先支撐后開挖”的原則，土方開挖垂直運輸采用10T抓斗橋式起重機，起重機副提升機采用5T電動葫蘆，主要用于材料的倒運[2]。沈陽地鐵九號線皇姑屯站豎井挖掘范圍涵蓋了雜填土、粉質(zhì)粘土、圓礫土、中粗砂、礫砂等土層[3]。依據(jù)當(dāng)前的土體條件，豎井開挖工作主要采用挖掘機開挖，輔助配合人工修整的方式進行。豎井內(nèi)側(cè)使用反鏟方式挖出寬1m土槽，并按照70°放坡。

本工程的豎井開挖分六層進行，每層設(shè)置一道鋼管支撐，且每一鋼支撐的安裝時間間隔不得超過24個小時。當(dāng)豎井開挖至底面標高達到0.3m以上時，采用人工開挖至豎井底部[4]，土方開挖先開挖中間再向四周擴展。圖2為1號豎井、2號豎井的5道鋼支撐投影示意圖。

2.2 施工注意事項

①為減小圍護結(jié)構(gòu)的變形，確保施工安全，豎井開挖應(yīng)嚴格按照“分層開挖，先支撐后開挖”的原則。在降水過程中應(yīng)密切監(jiān)測豎井周圍土體位移、地下水位，防止豎井出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成難以挽回的施工事故。

②豎井開挖時做好排水工作[5]，開挖至設(shè)計支撐位置時，先挖出溝槽（支撐底部下0.5m），再設(shè)置鋼支撐，再經(jīng)過多次安全確認且滿足放置要求后才能施加豎向軸壓力。

③圍護結(jié)構(gòu)鋼支撐所能承受的工作荷載，出于安全考量不應(yīng)大于0.5kN/m，豎井邊破裂面內(nèi)的超載應(yīng)嚴格遵守設(shè)計要求。圍護樁質(zhì)量檢測嚴格按照《建筑豎井支護技術(shù)規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

④鋼圍檁分段安裝，就位后各段接頭焊接，同一標高圍檁封閉為連續(xù)整體，分層圍檁搭接不小于1m。

3 ?豎井開挖的環(huán)境風(fēng)險與預(yù)防措施

3.1 環(huán)境風(fēng)險

由于皇姑屯地鐵車站1號豎井與未拆遷住宅樓間距1.99m，車站2號豎井與高層住宅樓間距4.22m，豎井與周邊既有建筑物的平面布置見圖1。此兩處豎井離建筑物距離較近，施工時不可避免地將會對周邊既有建筑物存在危害。施工過程中產(chǎn)生的振動可能會不同程度的造成周圍地層沉降，進而使得周邊既有建筑物地表產(chǎn)生不均勻沉降，更嚴重時會使建筑物由于發(fā)生過大變形而遭到破壞甚至倒塌[6]。

3.2 預(yù)防措施

由于豎井開挖對周邊的既有建筑物會產(chǎn)生振動影響，振動會導(dǎo)致建筑物的破壞甚至倒塌。故本工程對豎井周邊既有建筑物采取分段式地表袖閥管注漿加固的保護措施，袖閥管結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，分段式注漿示意圖如圖4。

實行注漿加固措施時，為減少地表不均一性對注漿加固效果的影響，每段注漿長度均控制在0.6m左右。注漿漿料采用的是水灰比0.8∶1～1∶1的水泥漿液，而在降水井附近采用的則是配比W∶C=0.8∶1，C∶S=1∶1的水泥、水玻璃雙液漿料，水玻璃濃度為35波美度。當(dāng)實施分段式注漿加固措施時，完成一段注漿后應(yīng)對注漿加固的效果進行取芯檢測，若檢測得出注漿填充不密實，則應(yīng)立即進行補注。待加固效果檢測達到要求后，再進行施工豎井內(nèi)徑向注漿作業(yè)。在注漿加固過程中，對周邊既有建筑物沉降情況和地表、管線隆起情況進行嚴密監(jiān)測[7]，如若出現(xiàn)任何異常情況，工人將立即停止對周邊既有建筑物注漿加固的作業(yè)，待采取有效整治措施后，才可重新恢復(fù)施工作業(yè)。

為了確保豎井開挖過程中的安全性以及高效性，光對既有建筑物的地表進行注漿加固是不夠的，還須對豎井支護系統(tǒng)進行實時跟蹤監(jiān)測。豎井支護系統(tǒng)的監(jiān)測工作應(yīng)貫穿于整個豎井開挖工程和地下工程的施工全過程，并且監(jiān)測的時間應(yīng)從豎井開挖工程正式施工前開始，直至地下工程全部完成為止。豎井施工監(jiān)控量測表見表1。

本工程監(jiān)測的警戒值必須符合工程設(shè)計的限定值、結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范要求以及監(jiān)測對象的控制要求，并以所要監(jiān)測項目的累計變化量和變化速率為控制要素。

4 ?豎井開挖的自身風(fēng)險與應(yīng)急措施

豎井開挖施工作為地鐵車站工程必不可少的施工方法，其施工風(fēng)險也是不容忽視的。當(dāng)工人在地下作業(yè)時，豎井施工的安全性問題尤為重要。豎井開挖的自身風(fēng)險主要豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)、坍塌等，提前做好風(fēng)險應(yīng)急措施，有利于在危險發(fā)生時將損失降低到最小程度。

4.1 豎井滲漏涌砂預(yù)防與應(yīng)急措施

工人可根據(jù)管線及周邊地面狀況，在管線與基坑之間采取注漿加固等形式隔斷或減輕施工時造成的損害，從而降低滲漏涌砂的風(fēng)險。

如果豎井內(nèi)發(fā)生較輕微的滲漏涌砂情況時，應(yīng)立即采用塑料管引流的方法減少水、砂的流量以及控制其流向，在找到滲漏點后用水泥砂漿滲入水玻璃實施封堵。封堵期間使用塑料引流管，將豎井內(nèi)滲入的水和砂導(dǎo)入基坑集水井內(nèi)，集水井沿基坑四周布置，且集水井內(nèi)配置有小型水泵能將水及時排出基坑。

當(dāng)豎井內(nèi)的滲漏情況嚴重時，工人應(yīng)立即停止施工，并及時在滲水點下方鋪設(shè)塑料布，減少水流對基底及圍護結(jié)構(gòu)側(cè)壁的沖刷破壞。此時需采用大直徑的塑料膠管引流排水，并且嚴禁對出水口進行封堵處理。工人應(yīng)立即查找漏水原因，并調(diào)查清楚周圍管線及降水井的情況，檢查豎井周圍是否存在安全隱患。

4.2 豎井失穩(wěn)預(yù)防與應(yīng)急措施

為減小豎井失穩(wěn)的風(fēng)險隱患，工人應(yīng)分層開挖，嚴格控制開挖的步距，及時進行樁間網(wǎng)噴作業(yè)。在豎井四周及豎井內(nèi)做好排水工程，保證雨季施工時不會出現(xiàn)嚴重積水現(xiàn)象。

如若發(fā)生圍護結(jié)構(gòu)變形傾斜情況，豎井開挖施工應(yīng)立即停止，并在圍護樁的外側(cè)減載削坡，在圍護樁的內(nèi)側(cè)邊緣堆土反壓，增加臨時鋼支撐數(shù)量，加強豎井的支護。

同時，對周圍土體應(yīng)及時進行加固工作，基坑周邊5m內(nèi)都需采取注漿措施進行土體加固，注漿采用壓力0.5～1.0MPa的純水泥漿。在注漿過程中，應(yīng)實時進行安全監(jiān)測工作，一旦出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止注漿，并迅速撤離工作地點。

4.3 豎井坍塌預(yù)防與應(yīng)急措施

為預(yù)防豎井坍塌事故，工地應(yīng)定期校核加力設(shè)備，設(shè)法采取措施減少加力損失。此外，隨著豎井開挖作業(yè)的開展，鋼支撐架設(shè)工作也應(yīng)緊隨其后。在實行豎井開挖時需減少土體暴露時間，并最大程度的減少圍護結(jié)構(gòu)的變形。此外，對施工過程中會產(chǎn)生較大震動的設(shè)備加設(shè)減震底座，豎井邊2m范圍內(nèi)嚴禁堆載任何器材。

若發(fā)生坍塌事故，所有工作人員立即撤離至豎井外等待命令[8]，并立即向現(xiàn)場相關(guān)人員報告，組織成立應(yīng)急救護小組。如果有人被埋在土下，有關(guān)人員必須立即撥打救援電話，搶險隊伍做好自身防護后方可進行現(xiàn)場搶險救援工作，工人應(yīng)配合機械開挖及時進行傷員搶救。

事故發(fā)生后，為避免塌方范圍的發(fā)展擴大，工人須立即做好塌方周圍的圍擋工作，防止周邊群眾或不知情的人員掉入坑內(nèi)[9]。對坍塌部位周圍進行嚴密監(jiān)測，并觀測坍塌情況，作出事故危害預(yù)判。事故發(fā)生地一旦出現(xiàn)異常，立即通知搶險人員迅速撤離。

當(dāng)豎井開挖施工造成嚴重的坍塌事故，使得路面下沉、路面開裂和高低差較大而導(dǎo)致車輛不能行駛時[10]，事故現(xiàn)場必須立即設(shè)置醒目的交通警示標志，以提醒來往車輛、行人注意緊急避讓，并派人協(xié)助交警維護交通保證交通暢通，救援工作不受阻礙。

5 ?結(jié)論

①豎井開挖施工不可避免的會產(chǎn)生振動，這使得周邊既有建筑物對其造成了環(huán)境風(fēng)險。豎井開挖施工時需對周邊建筑物采取分段式地表袖閥管注漿加固措施，并進行實時監(jiān)測。②豎井開挖施工存在豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)、坍塌等主要自身風(fēng)險，豎井施工過程中需全程嚴密監(jiān)測豎井的支護系統(tǒng)，對豎井開挖的自身風(fēng)險提前做好預(yù)防措施。若發(fā)現(xiàn)較輕的風(fēng)險情況，應(yīng)及時采取注漿加固等措施，盡可能降低事故發(fā)生率。③若發(fā)生嚴重的豎井滲漏涌砂、失穩(wěn)或坍塌情況時，工作人員應(yīng)立即撤離至豎井外，并立即匯報給現(xiàn)場相關(guān)人員。為避免危害擴大，現(xiàn)場人員在保證自身生命安全的情況下，須嚴格按照事先作出的應(yīng)急措施實行救援搶險工作。④地鐵車站豎井開挖是整個工程建設(shè)的重要內(nèi)容之一，對豎井開挖的風(fēng)險作出防范與應(yīng)急措施，不但可以提高豎井施工的工程質(zhì)量，而且能有效保證施工的安全性和高效性，對工程項目的順利完工具有重要意義。

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