关键词：地铁；基坑工程；施工特点；风险控制
前言
随着地铁建设线路的不断扩张，深基坑施工的安全风险问题日益突出，部分基坑工程失稳、周边建筑沉降等事故造成严重经济损失及人员伤亡。因此，对地铁基坑工程的风险来源、潜在的安全风险及管控措施等进行研究，对提升地铁项目建设的整体质量安全、进度及经济效益，具有重要意义。
1、深基坑工程风险来源
1.1、地质水文条件
地质、水文条件是深基坑施工风险的根本因素，软土地层、淤泥质土体进行基坑开挖施工有引起地面沉陷的风险，粉细砂层容易发生液化、流砂、涌砂现象，花岗岩各风化带遇水易软化、崩解，基坑开挖失水易造成周边沉降，基坑底部长期水泡也会带来基坑失稳的风险，因此，要控制地铁基坑施工安全风险，首先要摸清基坑的地质水文条件。
1.2、基坑的周边环境
基坑周边需要保护的对象包括建筑物、构筑物、道路、管线、地铁线、地表水体等，工程建设与工程周边环境存在相互影响、连锁反应，一旦发生事故和险情往往极为严重，影响工程建设顺利进行，影响城市功能发挥和社会稳定和谐。由于各种保护对象对变形的敏感性以及破坏后的影响不同，这就要求根据基坑周边的保护对象来制定基坑变形的控制指标。
1.3、基坑的勘察、设计水平
勘察、设计人员的理论水平和工程经验在深基坑工程勘察、设计中影响较大。由于地质的不均匀性以及目前的土压力理论仍然是半经验理论，所以深基坑工程的设计仍然是理论和经验相结合。1999年颁布的《建筑工程基坑支护技术规程(JGJ120-199)》统一了深基坑工程的设计原则以及计算方法，2012年新颁布的《建筑工程基坑支护技术规程》继承了这些东西，并对常用的基坑支护方式进行了详细的规定。
2、地铁基坑工程的施工特点
地铁深基坑具有区域性、时空性。地铁车站深基坑工程是基坑工程的一个分支，在广义上，具有一般基坑的主要特点。例如具有一定的区域性、综合性和复杂性特点。同时，地铁深基坑工程受环境影响较大，需要在特定的环境下，才能够进行施工，深基坑需要一定的空间，在时间和空间上要符合结构设计的要点。在以往的地铁事故中，不难看出，地铁深基坑事故通常都是瞬间发生的，而且影响范围广，不仅危害到地下的地铁设施，还对地上建筑物有足够的危害，可见，地铁深基坑具有延展性等特点。
3、地铁基坑工程施工存在的风险
地铁基坑工程在施工过程中存在的风险主要有：1.由于钢支撑、围檩破坏引起支撑失效，导致围护结构垮塌；2.地面塌陷、塌方、流沙；3.基坑与江湖河海面较近，水面护提垮塌后造成坑内进水，并波及周边房屋安全；4.土方超挖，造成围护结构变形大，并引起地面沉降及房屋开裂；5.处于基坑外侧各类管线处理不当，如给排水管线漏水造成地表沉降、房屋开裂倒塌；6.基坑降水不当，引起地面与房屋发生沉降倾斜等。
4、地铁基坑工程施工风险控制措施
4.1、切实提高地下连续墙质量
4.1.1、泥浆管理
在深厚的细砂、粉细砂、粉土和黏质粉土地层中成槽时，建议按100%体积置换、漏斗黏度大于25和比重小于1.10 这3项指标控制清孔换浆效果，其中100% 体积置换尤为重要，是连续墙质量优良的必要条件。
为达到100%体积置换，现场泥浆储备量不少于日成槽方量的3倍，新鲜泥浆和处理后的泥浆均可采用筒仓式泥浆罐存放，以节省施工场地。砂性地层成槽必须配备振动筛+旋流器的组合式泥浆处理系统，处理设备能力应与地质条件和工程规模相适应。
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4.1.2、接头
CWS接头是法国地基公司的专利技术，与锁口管接头相比，CWS接头不仅在幅间设置了橡胶止水带，防渗性能有质的提高，而且接头板采用后续槽段成槽后侧向去除工艺，既避免了接头长时间浸泡的问题，也有利于接头板起拔。与十字钢板和工字钢接头相比，CWS成本较低，工效较高，但不适合超深连续墙施工。这一思路可供我国业内借鉴，形成自己特色的低成本止水接头形式。
4.2、支撑实际刚度的评判方法
支撑的实际刚度是检验支撑体系安装、施工质量的关键参数。建议引入、支撑压缩量、参数——支撑安装（钢支撑）/终凝（混凝土支撑）后，支撑两端对应位置、对应深度的围护结构位移增量总和。此参数直接反映了支撑（包括围檩）系统的实际刚度，可作为钢支撑施工质量的主要评价标准，同时对于混凝土支撑和钢支撑以及围檩/支撑体系均可作为风险感知的重要参数。
4.3、钢支撑刚度影响因素控制
影响钢支撑的实际刚度因素很多，其中包括预应力残留值大小。目前设计与施工过程中仅强调预应力施加值，其实真正作用的是预应力残留值。实测显示，实际工程中达到设计要求预应力的钢支撑，其残留值往往仅有300-500kN，离散性很大。由于轴力传感器较为昂贵，不可能每根钢支撑都设置，因此目前无法全面掌握预应力残留值，留下了控制盲点。为此，正在研究采用低成本、可重复使用的加速度传感器测量支撑实际预应力的方法，以提高风险感知能力。
4.4、承压水危害综合治理
软土地层的高承压水易导致地下工程涌水和失稳等风险，岩石地层的高压裂隙水容易造成地下工程的突水风险。在上海等长江下游地区，地铁工程所遇到的重大风险绝大部分与承压水、微承压水或地下水条件下（粉）砂性土层有关，例如车站维护结构渗漏等造成基坑外侧地面沉降，导致钢支撑变形、地连墙折断。然而，随着深基坑工程建址分布日益广泛，规模日益扩大，环境日益复杂，发生了许多以往不曾遇到的新问题，如降水造成周围地层沉降大大超过允许值，未判明的微承压导致坑底隆起等。以往“水位控制”为主的思路已经无法适应新形势的要求，迫切需要将风险控制理念和沉降控制思想融入承压水危害治理技术。
经过深圳地铁5号线保安中心站、11号线松岗站等深基坑工程实践，深基坑工程承压水综合治理的理念已经逐步成熟，其第1重含义为全面辨识承压水对基坑工程危害并针对各种类型危害全方位治理； 第2重含义为从勘查、设计和施工全过程加以控制，以水位控制为前提，以沉降控制为中心，“隔、降、灌”并举，综合治理承压水危害。
“隔、降、灌”并举中的“隔”是指利用基坑围护结构，必要时适当加深，使之形成封闭式或悬挂式隔水帷幕，可大幅度减少抽水量，也兼顾了经济合理性；“降”是指按“降水最小化”原则优化降水方案，尽量少抽水；“灌”是指将抽出的地下水回灌入原来的地层，进一步减少大地沉降，同时认真做好水压力，水量监测，研究水压力的分布规律。并根据现场情况有针对性地采用注浆堵水、冷冻法、地连墙隔水（包括接头增设旋喷桩）、井点降水等措施。
5、结语
总而言之，地铁深基坑工程的风险性相对较高，因此，对深基坑工程的风险管理应贯穿于深基坑建设的各个阶段，使深基坑项目的各方人员都参与其中。同时，有效的控制风险源，降低深基坑工程的风险，保证深基坑工程项目的顺利进行。
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论文作者:朱磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/23
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