探究地铁明挖基坑工程常见安全问题及对策

2015-08-05 390 0

  引言
 
  地铁工程通常是在城市中利用地下空间进行修建的,因此施工过程中会受到地面建筑物、城市交通、地下管线、城市道路、施工机具、现场施工条件、环境保护要求等条件的限制、约束与影响,因此选择合理的施工方法,不仅要考虑施工方法对城市生活的影响,还要从施工中可能出现的安全隐患的风险程度及对策方面进行加以考虑。
 
  一、地铁明挖基坑施工工艺
 
  地铁明挖法的涵义是首先从地表面着手,对其进行开挖基坑至设计要求的深度后,在基坑内预先定好的位置由下而上修建主体结构、其他结构及防水措施,最后回填土并恢复路面。
 
  明挖法是修建地铁车站常用的施工方法,它具有施工工作面多,速度较快、工期较短、容易保证工程质量、工程造价低等优点,因此在周围环境和施工条件允许的情况下,选择明挖法也是一种比较好的施工方法。
 
  地铁明挖基坑开挖一般分为敞口放坡基坑开挖和有围护结构的基坑两类。敞口放坡基坑开挖主要适用于所施工的场地周围较为空旷,周围没有建筑物或建筑物的间距较大或建筑物对明挖基坑所形成的影响可以忽略不计,而且敞口放坡基坑开挖要求基坑地面有足够的空置地,能够满足施工要求,且不能对周围环境甚或行人、车辆、居民区造成大的影响。敞口放坡基坑可分为边坡面不加支护的基坑和喷混凝土面和锚杆支护坡基坑两种,其中前者是指各项施工因素对周围环境几乎不能造成影响,因袭不需用浪费人力物力施作围护结构;后者敞口放坡的开挖方式是由于场地受到了一定的限制,基坑边坡坡度稍微陡于规范的规定,但还远远没有达到有围护结构的基坑开挖的要求,因此采用喷混凝土面和锚杆护坡就可以达到规范的规定,这样在施工的过程中既保证了施工安全,又没有提高施工造价。
 
  有围护结构基坑开挖是指需要施工的基坑深度很深,地质条件也很差,地下水位较高,还有可能是处于城市的繁华市区,地面建筑物很多,地下管线等较为复杂,没有足够的空地满足施工需要,如果采用敞口式放坡基坑开挖的方法,对周围交通及车辆、行人的出行安全造成极大的安全隐患。这种情况下,就应该考虑有围护结构的基坑开挖。有围护结构的基坑开挖分为工字钢桩围护结构、钢板桩围护结构、钻孔灌注桩围护结构、地下连续墙围护基坑、土钉墙围护基坑和复合式围护基坑六种基坑开挖方法。
 
  工字钢桩围护基坑的开挖方法主要是采用工字钢及相关机械,将工字钢按照一定的间距打入需要开挖的基坑的周围,工字钢按照施工现场条件打入地表以下一定深度,打入的深度需要满足开挖后工字钢不发生位移或变形,这种施工方法主要应用与地质条件较差,地下水位相对不高的情况下。
 
  钢板桩围护基坑施工的原理是先在基坑周围的四个或多个角落打入定位桩,然后利用定位桩的导向将预先准备好的钢板桩按照一定的方法插入至定位桩的两侧,以此类推,最后将定位桩连成一各封闭的围护结构,钢板桩的优点在于将围护结构形成了一个整体,共同受力,使得明挖基坑施工过程更加安全稳定,对周围地上地下的影响大大减小。
 
  钻孔灌注桩围护基坑与地下连续墙围护基坑的施工工艺较为复杂,它主要是适用与基坑开挖深度很大,地质条件很差,地下水位高且丰富,周围城市交通很重要的施工现场条件,采用钻孔灌注桩围护和采用地下连续墙围护,相对于钢板桩围护和工字钢围护要复杂得多,而且前期施工时间也会更长,钻孔灌注桩围护是先进行钻孔,当孔深达到设计要求后验孔合格后用混凝土对孔进行填充经养护达到一定要求后再进行基坑施工的一种施工工艺,钻孔灌注桩的数量及分布需要根据设计要求及现场环境、地质条件等因素确定。而地下连续墙相对于钻孔灌注桩围护还要复杂得多,地下连续墙是指基础工程在地面上采用一种挖槽机械,沿着深开挖工程的周边轴线,在泥浆护壁条件下,开挖出一条狭长的深槽,清槽后,在槽内吊放钢筋笼然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段,如此逐段进行,在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁,作为截水、防渗、承重、挡水结构。显然这种基坑施工方法说明地质条件极差,地下水位高。
 
  复合式围护基坑的施工方法是在基坑的施工中,施工工艺不是单纯的一种,而是融合了之前的两种施工方法或更多,或在基坑施工中为应对不断变化的地质周围环境而采用的一种复合式围护的基坑。复合式围护基坑施工方法的灵活性较大,能够及时应对各种突发情况,但施工难度也相对较大,成本也会相对较高,只有在特殊的施工条件下才推荐使用。
 
  二、地铁明挖基坑工程常见安全问题及对策
 
  地铁明挖基坑工程的施工方法大致就是以上所阐述的,在实际的施工中,可能施工现场条件会更复杂,甚或也可能会出现这样那样的突发情况,因此,地铁明挖基坑工程施工中难免容易会出现一些的安全问题。具体如下:
 
  1、地铁明挖基坑施工中施工作业人员的安全意识不强,是埋下安全隐患的重要因素,往往在施工前和施工中,部分施工人员对安全认识不清,安全意识不强,在没有出现安全事故的情况前,不能正确认识安全对于施工的重要性,甚或对安全隐患的辨识能力不够。明挖基坑工程尤其是施工工艺复杂,现场条件复杂等复杂工程施工前,施工负责人组织施工人员进行安全知识教育培训及对施工作业人员进行安全交底是很有必要的对策,这样让施工作业人员在心中对安全隐患有了一个明确的认识,让其清楚哪些做法是不正确的不合理的。
 
  2、在地铁明挖基坑中擅自改变施工安全专项方案或施工程序,也是施工中常会出现的一个安全问题。有的明挖基坑因为复杂性较强,是需要提前编制施工安全专项方案的,而后施工过程中遵循施工专项方案组织现场施工,施工方案中会编写施工现场的施工条件,采用的施工方方及施工技术参数,有的施工单位自认为施工安全专项方案是一种保守的施工方法,施工起来太过复杂,且成本造价较高,于是出现了施工中擅自改变施工方案,主要表现在随意改变施工技术参数以达到节约成本和加快施工进度的目的,甚或随意改变施工程序,这样以来,施工过程中就极易出现基坑垮塌、整体滑移等安全事故。
 
  要及时消除这些安全隐患的出现,对策的首要任务是要认真编制施工安全方案,不仅如此,在施工的过程中要严格按照施工专项方案组织施工,不得随意改变施工程序,因为重大基坑施工前一般是要组织专家进行论证的,而施工专项方案的编制审核也是根据专家论证的建议进行编制的,因此严格按照施工专项方案组织施工和按照施工程序进行施工,是应对基坑出现垮塌等事故出现的有效手段。
 
  三、结束语
 
  地铁工程相对于城市是一项非常重要工程,无论是在地铁明挖基坑工程施工还是在其他工序的施工上,保证安全是首要的施工任务,也是保障不出现安全事故的最终目标,随着地铁明挖基坑工程施工工艺的不断成熟,在施工中可能会引发的安全问题也逐渐在减少,但我们对安全问题还是绝不能忽视,只有在施工中将安全作为长期的有效机制,才能使地铁明挖基坑工程施工进展得更加顺利,也才能不断的规避安全隐患,及时消除安全隐患及安全事故,更好地促进城市地铁工程的长远发展。
 
  参考文献:
 
  [1]刘钊、余才高、周振强,地铁工程设计与施工,人民交通出版社,2004
 
  [2]贺少辉,地下工程,北京交通大学出版社,2008
 
  [3]关宝树,地铁隧道工程施工要点,西南交通大学出版社,2006

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