摘要：目前，地铁已经成为人们选择的出行方式之一，与地面交通方式不同的是，乘坐时不会受到拥堵的约束，人们几乎随时都能搭乘到地铁，而且地铁的运输能力远远超过了地面交通。由于地铁建设的规模较大，施工环境较复杂，所以采用明挖法作为基坑开挖技术是相对普遍的，本文将从各个方面对地铁基坑的明挖技术展开讨论。
关键词：地铁；明挖法；施工技术
随着人口的增加，城市的交通压力逐渐增加，地面交通方式已经不能满足人们的出行要求，城市地铁可以有效的缓解交通压力。在建设城市地铁的过程中，明挖法是经常被采用的方法，本文将对明挖法的技术要点，从安全监控、施工降水等方面进行探讨。
1基坑明挖常见安全问题
1.1施工场地围护结构质量问题
若施工场地由于工人制作围护结构时为了贪图方便，没有将围护结构插入到设计规定的深度，会导致基坑的安全性降低，围护结构能承受的外界荷载小于设计值，应对天气或者突发事件的能力降低。特别是如果作为承受侧向土压力的桩存在质量问题时，随着基坑开挖的深度逐渐降低，抗侧桩不能承受侧向土压力而发生失稳，对基坑的安全造成极其严重的危害。
1.2施工顺序存在缺陷
在工程建设过程中，经常会出现抢工期的情况，有些施工方存在侥幸心理，不按照业主单位编制的施工顺序进行施工，缺乏对风险的评估等意识，例如在开挖基坑的时候由于对基坑承载力的误判，使基坑所实际承载的重量超过本身承载力，或者在对基坑支护的过程中，由于施工周期过长，导致支护结构暴露过长，降低了支护结构的支护能力。
1.3地质勘测存在较大的误差
若在施工前期测得的监测数据与实际情况偏差较大，且在施工时并未及时对施工方案做出调整，而一旦在施工工程中发现情况有变时，已经来不及做出处理。而造成监测数据偏差较大的主要原因也包含了人的原因。例如测量人员技术水平或者测量经验不足，为了减少工作量，随意对原先设定的测点进行更改，导致管理施工人员对施工案情的评估出现偏差。
1.4对可能出现的险情没有足够的准备
施工单位必须准备足够的救急物资和多套应急预案，并且应注意培养施工人员应对险情的能力，以提升应急处理的效率，更好的保证施工的安全。
2地铁基坑开挖的降水工艺
2.1地下水对施工的影响
地下水是深基坑开挖的天敌，由于土颗粒在地下水的环境下具有一定的浮力，因此降低了土颗粒之间的有效粘结应力，若地下水位较高，使得土颗粒所承受的浮力大于自身重力与粘结应力之和时，土颗粒就会沿着地下水的流动方向喷出，造成管涌或者流沙，土颗粒的逐渐流失使得基坑的稳定性大幅降低，地下水涌入基坑。在制作基坑围护结构时会插入到基坑底部9米左右，为了更好的抵抗外界水压对基坑内壁形成的弯矩，维护结构的插入有效的阻挡了流沙和管涌的出现。但是基坑底部仍然承受较大的静水压力，地步土层只能刚好平衡水压，若继续在基坑底部施工很有可能会破坏原有的冲力与压力的平衡，在土层较薄弱的地方会突然发生管涌。因此为了确保基坑开挖时的安全性，应做好降低地下水的工作。
2.2基于明挖法的地铁施工基坑降水分析
为了保证施工进程能够顺利的进行并不受地下水的危害，施工时应提前设计好多套降水方案，例如设置相对完善的降水预案，根据当地的水文条件因地制宜的确定方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在浇筑混凝土时，应加强对伸缩缝，防震缝等关键节点的关注，在混凝土外层增加柔性外包防水层以增强混凝土结构的防水性能，在地下混凝土结构的防水体系中，结构本身的抗渗透性能是结构防水的关键环节，在施工过程中，应确保地下水对结构的影响相对较小，同时基坑降水的有效实现必须有结构自身抗渗和外加防水材料的相互配合。
2.3基于施工次序的施工质量控制基坑
降水是依赖降水井的排水而降低水位的，在布置降水井时应根据地质勘查报告按照一定的形状布置降水井，在基坑开挖的过程中，应时刻关注是否与之前勘测得到的地质一致，应根据基坑的实际水位情况及时调整降水井的位置，为了达到预期的降水目标，可以适当的增加降水井的个数。同时应加强对施工人员的质量和施工效率教育，使得正确的施工质量观念在施工人员中得到建立。对施工所采用的材料的质量控制也是整个施工控制的关键环节，在选购材料的时候需要对厂家进行筛选，确保所购买的材料复合强度和抗水性的要求，需要厂家提供管材的透水性报告。由地铁施工的深度决定，地铁施工层的地质结构主要是以砂土以及粉土为主，由于这类土的粒径较小，容易堵塞降水井的吸水孔，所以清理降水管的堵塞问题也成为了降水的重要环节。采用明挖法对基坑进行开挖需要按照一定的工序进行，结合当地城市的具体环境以及施工基坑周围的建筑物的布置情况进行弹性布置，以避免建筑物由于基坑的开挖产生大角度的倾斜或大尺度的沉降，可以结合相关专业的先进科技或采取更加精确的计算方法，对降水的影响进行更加精确的评估，以确保周围建筑和基坑本身的安全。
3明挖法基坑开挖的安全监控设计
3.1对地铁基坑监控系统的设计依据
由于监控系统的不到位以及施工工艺的不娴熟等原因而导致的现场事故在近些年来出现的次数较多，由此对相关单位造成的损失包括生命和财产损失较大。根据施工事故现场收集到的资料分析可知，基坑壁坍塌和大规模的渗水是事故发生的主要原因，例如某地铁在2008年施工时发生大面积的基坑坍塌事件，事故发生的原因就是对现场的监控不到位。而目前的监控系统普遍存在以下的问题：首先，甲方对基坑监测没有投入足够的关注，投入的资金不够，使得施工单位投入的人员和仪器不足。其次，由于采取明挖法对基坑开挖，使得基坑始终暴露与外界环境中，当极端恶劣天气到来时基坑稳定性受到严重的威胁，特别使边坡的稳定性降低，而采用人工监测的方式无法进行。对基坑进行监测时，检测数据的精度也是判断检测效果的重要指标，检测设备本身的精度和测量人员的测量经验以及专业素质是影响测量结果精度的主要因素。在基坑支护结构中加入特定的传感器，可以对土体内部的应力应变以及裂缝发展的宽度等技术指标进行检测，通过网络将这些数据传输到电子终端，在经过工程技术人员对结果进行分析，对各个可能存在风险的界面进行判断并采取一定的加固措施，保证施工环境的安全，从而使得施工过程中对可能存在的风险进行预警，并留出足够的时间进行补救。
3.2明挖施工对附近桥梁建筑桩基的影响
由于地铁施工路线的复杂多变性，施工难免在一些复杂路段进行，比如流经城市的河流或者连接城市的立交桥等等，都增加了地铁施工的难度。如何降低地铁线路经过这些复杂线路的沉降和对当地环境的影响，成为了当前土木行业特别关注的问题，在对这个问题的研究上，国内外专家都进行了大量的实验研究，有些科学家通过数值模拟的方法也得到了实质性的进展。本文通过对重庆地铁黑沟桥明挖段进行了仔细分析后得出结论：首先，基坑开挖对支护结构的桩基产生位移的最大值一般出现在桩的顶部，并且对桩基的横向和纵向都产生了一定的位移，又随着基坑开挖的深度的增加桩基产生的位移有加大的势头，若在施工钱对桩基进行了加固后，会大幅度减少影响。若地铁线路不可避免的需要经过某些桥桩旁边时，需要根据当地的具体地质条件，对地铁基坑结构的桩底部进行加固处理，并且在桥桩旁边实施爆破施工时应尽量减少对桥桩附近土体的影响。
4结语
由上述可知，若想加强对基坑开挖建设的安全系数，就必须在整个施工阶段对风险进行评估，并且做好人员的应急培训和对各项建设过程进行严密的监控，只有做好每一项可能危害建设工程安全的措施，才能避免危险的发生或在危险到来时有足够的准备。
参考文献：
[1]刘荣明北京地铁五号线蒲黄榆站东北风道明挖施工工艺技术.《西南交通大学》.2004.
论文作者:孙言宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
标签：基坑论文; 地铁论文; 结构论文; 地下水论文; 桩基论文; 桥桩论文; 颗粒论文; 《防护工程》2018年第29期论文;