城市軌道交通地鐵車站明挖法基坑工程質(zhì)量安全控制

鄭 嚴(yán)

（中鐵四局城市軌道交通工程分公司，安徽 合肥 230000）

城市軌道交通作為城市交通中規(guī)模較大的公共性工程項(xiàng)目，對(duì)于城市交通網(wǎng)絡(luò)完善、經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)以及人民生活等具有重要的建設(shè)意義，同時(shí)作為城市發(fā)展與建設(shè)質(zhì)量的重要體現(xiàn)，需要在現(xiàn)有的施工水平下不斷進(jìn)行完善與提升，由此使其在城市發(fā)展過程中更好地發(fā)揮效用。地鐵車站是軌道交通建設(shè)的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)之一，明挖法在實(shí)際應(yīng)用上受到多種條件的影響，比如地質(zhì)情況、荷載情況、征地拆遷等。對(duì)此，在對(duì)施工方法進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，一方面需要加強(qiáng)工程施工的數(shù)據(jù)測量與環(huán)境監(jiān)控，另一方面需要改善施工方法應(yīng)用的形式，由此在全面的數(shù)據(jù)測量以及施工方法改進(jìn)的影響下，使工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量安全得到保障。

1 地鐵工程明挖法安全控制存在的不足

1.1 設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)控制不足

項(xiàng)目技術(shù)人員由于工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，并且在設(shè)計(jì)過程中缺乏對(duì)施工環(huán)境的勘測，使工程設(shè)計(jì)與實(shí)際施工相脫離，造成工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)較高，主要體現(xiàn)在工程項(xiàng)目的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)缺乏全面性，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的交接過程中主要通過口頭交接的形式進(jìn)行工作傳達(dá)，該過程存在較大的安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；工程設(shè)計(jì)與實(shí)際情況協(xié)調(diào)性不足，比如在攪拌樁施工的過程中，主要通過電流值調(diào)控交底樁長，根據(jù)電流值調(diào)控可能會(huì)造成樁長不足；工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)位置與其他建筑群較為接近，對(duì)工程項(xiàng)目的施工存在一定影響；工期設(shè)計(jì)不合理，預(yù)期進(jìn)行的施工試驗(yàn)在實(shí)際應(yīng)用的過程中缺乏質(zhì)量保障，比如對(duì)混凝土材料的質(zhì)量管理過程中，通常情況下混凝土的耐久性需要經(jīng)過90d以上的驗(yàn)證，相關(guān)強(qiáng)度指標(biāo)一般要求經(jīng)過不低于28d的驗(yàn)證，同時(shí)由于多種工藝試驗(yàn)受到工期的影響，因此往往是邊施工邊試驗(yàn)，若出現(xiàn)較大程度的施工偏差，將對(duì)整體工程項(xiàng)目造成難以預(yù)估的損失。

1.2 人員質(zhì)量管理不足

工程項(xiàng)目的管理人員與施工人員作為工程建設(shè)的重要力量，部分地鐵工程在設(shè)計(jì)與施工方面存在人員質(zhì)量管理的不足。比如，因人才流動(dòng)，工程項(xiàng)目的現(xiàn)場人員長期過載施工，部分施工項(xiàng)目崗位缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員；部分員工因工程項(xiàng)目施工任務(wù)繁重，對(duì)新員工的培訓(xùn)與指導(dǎo)存在不足，進(jìn)而使工程施工受到一定影響；部分員工對(duì)明挖法的設(shè)計(jì)原理、工程結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不足，并且在實(shí)際施工的過程中對(duì)新型工藝、技術(shù)理解不足，在相關(guān)項(xiàng)目的施工中不能按照新工藝標(biāo)準(zhǔn)施工，造成工程項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)存在質(zhì)量與安全隱患。

1.3 實(shí)際施工與設(shè)計(jì)方案存在出入

對(duì)于地面建筑數(shù)量不多的區(qū)域，在淺埋地下工程的施工中，通常采用明挖法[1]。放坡明挖法主要應(yīng)用在埋深較淺的城郊區(qū)域施工，不放坡明挖法主要在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部施工，應(yīng)用的施工環(huán)境較為有限，圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型的工程主要包括地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁等[2]。明挖法在施工難度上相對(duì)較低且工程持續(xù)時(shí)間較短，是以往地下工程常用的施工方法之一。部分工程團(tuán)隊(duì)在實(shí)際施工過程中，對(duì)現(xiàn)場環(huán)境缺乏勘測與管理，一方面影響路面交通的運(yùn)行，另一方面影響整體工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，比如在不放坡明挖法的施工中，由于施工環(huán)境的勘測工作不足，導(dǎo)致該施工方案受到較大限制。另外，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工流程結(jié)束后，需要通過抽水加固土體結(jié)構(gòu)，觀測井的開挖深度要確保不低于基坑深度，進(jìn)而通過抽水引流的方式加固土體結(jié)構(gòu)，此過程要進(jìn)行定期檢查，待結(jié)構(gòu)施工完成后停止抽水，并在關(guān)鍵部位設(shè)置回灌井，確保施工環(huán)境具有一定的穩(wěn)定性。在土方分層開挖的施工中，需要下挖到鋼支撐結(jié)構(gòu)0.5m的位置。縱向高度應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的規(guī)模進(jìn)行確認(rèn)，以確認(rèn)冠梁施工平面?；油练絻?nèi)部的橫向運(yùn)輸使用自卸車運(yùn)行，馬道收尾則通過挖掘機(jī)進(jìn)行施工[3]。水槽結(jié)構(gòu)需事先進(jìn)行施工，確保積水能夠抽排至基坑外部的截水溝中，在降雨情況下施工需要采取抽排水及覆蓋措施，避免出現(xiàn)邊坡塌陷等情況。但在實(shí)際施工中，一方面質(zhì)量控制、監(jiān)控測量方法以及工作監(jiān)督的不足，會(huì)造成實(shí)際施工與施工方案存在較大出入，影響明挖法基坑施工的建設(shè)質(zhì)量，另一方面缺乏施工工藝的質(zhì)量控制，會(huì)造成施工過程中存在較大的安全隱患。對(duì)此，在實(shí)際施工的過程中，需要加強(qiáng)實(shí)際施工的現(xiàn)場管理和工藝管理，對(duì)于工程設(shè)計(jì)方案則需要在現(xiàn)場勘測的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃，由此通過設(shè)計(jì)優(yōu)化和加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，使地鐵車站明挖法施工項(xiàng)目質(zhì)量得到有效的保障。

2 地鐵施工監(jiān)控測量的相關(guān)形式

在監(jiān)控與測量的施工管理下，加強(qiáng)施工階段的周邊環(huán)境調(diào)查，使施工數(shù)據(jù)信息能夠得到較為全面的反映，以此為基坑施工及其管理提供必要的安全信息[4-5]。另外在工程數(shù)據(jù)勘測的基礎(chǔ)上，利用其數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)把握施工進(jìn)程，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行工藝調(diào)整，如開挖施工中的相關(guān)方案參數(shù)等，由此確保工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量。根據(jù)工程監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)定的安全質(zhì)量閾值，對(duì)工程施工中存在的安全和質(zhì)量問題頻發(fā)的部位加強(qiáng)防范。工程項(xiàng)目施工的地質(zhì)情況、開挖深度以及環(huán)境荷載力等數(shù)值，需根據(jù)基坑工程結(jié)構(gòu)的數(shù)值進(jìn)行質(zhì)量性評(píng)估，以此確保施工項(xiàng)目的可行性。工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)勘測以及數(shù)據(jù)比對(duì)等工作對(duì)工程的有效進(jìn)行具有重要意義。在數(shù)據(jù)對(duì)比及可行性分析的作用下，能夠及時(shí)對(duì)工程數(shù)值和施工工藝等進(jìn)行優(yōu)化和革新，對(duì)深基坑工程的規(guī)劃與施工質(zhì)量具有一定的提升作用。明挖法地鐵車站的工程監(jiān)測項(xiàng)目有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測、施工環(huán)境的現(xiàn)場情況勘測以及工程項(xiàng)目的周邊環(huán)境勘測。基坑施工環(huán)境的勘測形式有儀器勘測和巡視勘測兩種形式?；咏Y(jié)構(gòu)勘測項(xiàng)目有樁頂沉降情況、立柱沉降情況、地下水位情況以及基坑回彈情況等。工程項(xiàng)目的周邊環(huán)境勘測有管線沉降情況、地表性質(zhì)以及建筑物穩(wěn)定性等。

3 主要監(jiān)測項(xiàng)目的方法及原理

監(jiān)測項(xiàng)目的測點(diǎn)設(shè)置需要結(jié)合基坑類型、地質(zhì)情況以及周邊環(huán)境情況等確定[6]。監(jiān)測儀器在使用上需保持精度和量程達(dá)標(biāo)，目前主要采用全站儀進(jìn)行測量，不同類型的監(jiān)測儀器在使用方面具有一定的差異性，應(yīng)結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際需要合理選擇。橫向位移測量一般情況下采用極坐標(biāo)法和基準(zhǔn)線法等，測量起始方向與工作基點(diǎn)之間的距離、工作基點(diǎn)與工作基點(diǎn)之間的距離，通過計(jì)算得出工作基點(diǎn)的坐標(biāo)方位，以及測點(diǎn)和工作基點(diǎn)產(chǎn)生的水平角、距離，經(jīng)過公式計(jì)算可以得出不同測點(diǎn)位置的坐標(biāo)值，兩次坐標(biāo)軸產(chǎn)生的差值為測點(diǎn)的移動(dòng)數(shù)值。建筑物的沉降情況使用全站儀和電子水準(zhǔn)儀共同進(jìn)行測量。

以點(diǎn)A和點(diǎn)B作為坐標(biāo)軸，以點(diǎn)B建立極點(diǎn)坐標(biāo)，觀測點(diǎn)為P，∠PBA在一定計(jì)算下得到P點(diǎn)坐標(biāo)，在相關(guān)已知量的情況下，分別對(duì)邊BA的方位角進(jìn)行計(jì)算：

已知角β進(jìn)行BP的方位角計(jì)算：

已知BP長度，求點(diǎn)P的坐標(biāo)：

4 監(jiān)測方案的實(shí)施形式

現(xiàn)場巡視監(jiān)測工作的內(nèi)容包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的勘測和工程項(xiàng)目的周邊環(huán)境勘測。支護(hù)結(jié)構(gòu)的巡視勘測工作涉及支護(hù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行情況、滲漏情況、開裂變形以及墻后土體情況等方面。施工情況的巡視監(jiān)測內(nèi)容主要涉及土層性質(zhì)（穩(wěn)定性）、施工形式、超挖和超載等項(xiàng)目。工程項(xiàng)目的周邊環(huán)境主要涉及開裂與地表沉降等內(nèi)容。監(jiān)測設(shè)施的巡視內(nèi)容涉及測點(diǎn)位的完整度等。監(jiān)測工作實(shí)施次數(shù)應(yīng)結(jié)合基坑施工類型、周邊環(huán)境以及地質(zhì)情況等進(jìn)行制訂。監(jiān)測值在施工建設(shè)中變化較為穩(wěn)定時(shí)可根據(jù)需要減少巡視監(jiān)測次數(shù)。當(dāng)監(jiān)測數(shù)值高于規(guī)定閾值、與施工方案存在出入以及周邊環(huán)境出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，應(yīng)增加巡視監(jiān)測的工作次數(shù)，由此在一定程度上確保工程項(xiàng)目的施工安全。預(yù)警閾值需要結(jié)合地質(zhì)情況和施工區(qū)域情況等進(jìn)行合理制訂，同時(shí)需要符合主管部門的相關(guān)規(guī)定。不同類型的工程項(xiàng)目中，其工況設(shè)計(jì)和構(gòu)造物的年限等都會(huì)影響巡視監(jiān)測的閾值制訂。在工程文件上主要根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497—2009）進(jìn)行巡視監(jiān)測數(shù)值制訂。為改善施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)防范質(zhì)量，需要根據(jù)工程項(xiàng)目施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素制訂風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，并根據(jù)數(shù)值的大小區(qū)分出三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，如輕度、中度和重度。通過數(shù)據(jù)模型的方式對(duì)工程監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化制訂直觀的走向圖表，進(jìn)而根據(jù)數(shù)據(jù)模型反饋的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行工程項(xiàng)目的監(jiān)測質(zhì)量分析，以指導(dǎo)工程項(xiàng)目相關(guān)人員更好地制訂施工方案及開展施工管理等。此外，在工程項(xiàng)目的現(xiàn)場測量中要加強(qiáng)巡視數(shù)據(jù)的計(jì)量和保存，根據(jù)數(shù)值之間的變化規(guī)律編制變量反應(yīng)圖表，以顯示施工過程中的測量數(shù)據(jù)變化。工程項(xiàng)目施工過程中需保證巡視工作實(shí)施的實(shí)時(shí)性，使其能夠?qū)崟r(shí)記錄數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，為工程項(xiàng)目提供結(jié)構(gòu)的受力情況分析，進(jìn)而能夠及時(shí)根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)優(yōu)化工程施工。

5 結(jié)束語

文章根據(jù)城市軌道交通的工程性質(zhì)、施工環(huán)境、施工注意事項(xiàng)以及施工方法等，分別進(jìn)行了理論分析和實(shí)踐探究，旨在通過相關(guān)研究成果改善地鐵車站工程的施工質(zhì)量。在城市軌道交通運(yùn)輸發(fā)展以及工程建設(shè)質(zhì)量要求不斷提高的背景下，一方面需要加強(qiáng)施工方法的研究，以確保工程項(xiàng)目的施工與安全防護(hù)質(zhì)量，另一方面需要通過施工流程的優(yōu)化，使工程項(xiàng)目在效率上得到提升?，F(xiàn)階段明挖法在實(shí)際應(yīng)用過程中仍存在一定不足，必須通過相關(guān)實(shí)踐進(jìn)行管理優(yōu)化和施工改進(jìn)，由此確保該施工方法在實(shí)際應(yīng)用的過程中能夠有效保障基本的建設(shè)質(zhì)量。