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[分享]地铁明挖车站基坑开挖安全管理
1、设计与工况结合要点
地铁车站地下墙基坑工程，是由坑内土体加固和降水、挖土、支撑和内衬结构等工程组成，其中挖土和支撑是影响深基坑施工的不安全源，是工程成败的关键工序，是深基坑工程风险阶段。在《基坑开挖方案》中应结合工程的特点、重点，确定风险点，制定相应的技术措施或应急预案，控制风险的出现。
2、挖前检查要点
（1）必须查清工程所处的工程地质条件及水文地质条件。是否有暗浜、流砂、承压水层等不良地质。
（2）必须查清基坑周边环境：建（构）筑物的结构类型、层数、基础、埋深及土部结构形状；地下管线的管类、规格、分布；暗浜和废弃人防及管线的距离和大小；道路的距离和车流；地表水的汇流和排疏情况等对地基开挖有影响的情况。
（3）检查坑内或坑外土体加固的土体强度，检测结果是否达到设计要求；地下墙墙趾注浆加固是否已完；地下墙顶圈梁、围檩砼令期是否到。
（4）检查坑内降水井点数量，降水时间和降水深度是否已符合施组要求；坑周边地面排水沟是否通畅，防止地面雨水倒流或回渗坑内，当坑底下有承压水时，抗坑底隆起的防治措施是否落实。
（5）需就地保护的房屋或管线的保护措施是否落实，是否确实可靠有效（必要时须征得各业主方的同意），监护人员是否落实，监测初读数是否已出。
（6）根据施组确定的挖运和吊装机械是否进场，须经特种设备检测所检验的设备是否通过检验了；完好的备用排水水泵是否进现场了。
（7）弃土点是否落实，雨天进出是否可靠，到弃土点的途径手续是否办妥。如有条件，在场内（或附近）备一块能临时储存一天出土量的堆场以应急。
（8）支撑是否进场，数量和钢管及配件等经检查是否符合要求。
（9）各项监测的测点是否都已布设，初读数（二次以上的平均值）是否已出报表。
（10）应编制好《施工组织设计》并得到上机技术负责人的审批（并加盖公章）和经现场监理组的审核，其中的《基坑开挖方案》（或作业指导书）必须向全体施工人员进行二级施工技术交底（交底双方应办签认手续）。要使全体施工人员对基坑开挖有一个风险意识，有一个尽快建立平衡的概念。
（11）确定建立了每天下《开挖任务单》和填写《挖土支撑记录表》的制度，以及有经常结合《监测报告》和“记录表”进行分析，不断地紧凑工序衔接，优化施工参数，控制基坑变形的检查制度。
（12）施工和监理单位对上述先决条件（10、11）和必要条件（1～9）经严格和认真的逐一检查，以满足组织均衡快速施工条件，各项工作就绪后监理才可对施工单位提交的《开工报告》签证，允许正式开挖施工。
3、挖土要点
（1）施组中应按设计诱导缝或施工缝分段开挖，按设计确定的支撑道数和标高分层，再根据放坡需要定出平台长，呈台阶式进行施工，形成由若干平台和层坡组成的总坡。并注上段、层、小段的编号如Ⅳ3－8（即Ⅳ段三层第8小段）和支撑编号等。这些都应画出纵横剖面图示意，为每天下《开挖任务单》用。
（2）小段长度在第一层和第二层必须以二根支撑（一幅地墙）为一单元，通常为6m，第三层一下可以一根支撑为一个单元，通常为3m。根据支撑和挖运能力，可以一单元也可二单元的组合为一小段进行编号。
必须严格坚持先支撑后挖土的原则，即不论在任何情况下都必须做到只有将支撑安装就位和加力后，才可挖下一小段的土。平台的标高在支撑地下20cm～30cm，不宜过大。当周边保护对象对沉降控制要求很高时，应采用挖槽设撑法施工。
（3）层与层之间设平台，平台长可由几个小段组成。二平台之间的层坡：当机械挖土时可陡立，一旦挖妥即修成1：0.5～0.75坡，才可设撑；采用人工挖土在降水较好时可保持1：1坡下进行，当降水不好不能人工挖土。基坑的纵向总坡要按土的性质经边坡稳定性验算，才能定出安全坡度，纵向放坡要小于这安全坡度，在降水好时一般在1：2.5～3为宜。修坡必须坡自顶向下铲，切忌掏坡脚。
（4）在挖最后一层土时要注意严禁超挖，当机械挖土至坑底标高上20cm～30cm的土时，一律改用人工挖土。不扰动坑底原状土，如超挖不准用土回填，用砂或筑垫层时补平。
（5）一小段的挖土顺序，应遵循先挖坑中部再挖坑边，先挖哪一侧视坑边环境而定，有保护对象的一侧最后挖。
（6）端头井挖土宜采用盆式，应先挖进入标准段口部支撑的土，再挖两角部斜撑处的土。
（7）随挖土清除地墙上的附土和凿毛墙面的同时，应对地墙墙身或接缝的渗漏水进行及时封堵，尤其要十分小心处在粉性土深度的渗漏，要抓紧随挖土随跟踪封堵，以防流砂出现，危及环境安全。
（8）挖土要有专人指挥，严禁抓斗碰撞支撑和井点管。
（9）坑底不允许积水，为及时排除下雨的水，随挖土在坡底层应设置0.8m×0.8m的集水井，坡顶处应设高30cm的挡水土堤，层平台修成1－3%排水坡或挖树枝状水沟，坡顶和坑内禁设横截沟，沿地下墙边禁设纵向沟。
（10）以单元组成的小段的土方，根据挖运能力定出合理的时限，一般各层土的小段土方在6～8小时内可完（包括修坡），随即在4～7小时内安装好该小段内的支撑（包括加力），在6～10小时内设好斜撑。当该小段处在重点保护对象影响范围内，时限应很短。
（11）要严格按结构施工端紧紧地抓住“三快”，尤其是坑底前一层的土和坑底层的土，要不准间断地快速连续的挖和撑。30cm层人工挖土和素砼垫层标高等质量不合要求，待雨停后，再凿去重浇垫层，以保证坑底土不被软化。
要严格按设计结构段，逐段开挖，不宜出现连续四段在挖土和支撑，也即分层分小段呈踏步式台阶，要控制在三个结构段内，以减少有撑基坑暴露时间过长。
严禁在支撑上堆土或压石，更不能在支撑上铺走道板、停挖机和吊机或过汽车，坑边不能堆置土方或支撑物等。
（12）坑内土体中如有暗浜或废除的管线和人防残留设施，要采用可靠措施排除，预防贮水渗流到土层或坑内，甚至发生土坡被冲的突发性事故。
开挖过程中要经常检查井点降水的效果，能在开挖前降至设计深度最好，如不能，则降水深度应超前，保证土体在开挖前应3～5m以排水固结。当坑外观察水位比原来地下水位下降0.5m时要分析原因，采取措施。
（13）在复杂地层中降水，降水前要查清含水层和不透水层地层相有无缺失或连通，尤其要注意砂层和已填埋河道等复杂地层。应对降水影响范围的环境条件加强观测，包括流量观测、坑内外地下水位观测、地面沉降及裂缝观测。
基坑周边不准设排水沟，且坑边环形施工便道，应筑成坑边高的单向坡道，使施工水、雨水随坡流入远离坑边的施工现场的排水系统。
（14）当遇雨季或台风暴雨时，应落实好坑内外的排水措施，并随时保持完善和通畅，严防地面雨水倒流或回渗坑内，坑内进行积极的抽排水外，还须使纵向土坡小于1：3，并做好必要的破面保护（如盖上塑料膜等）。或暂停挖土待雨停排水完，在继续施工。
（15）基坑开挖至标高，要观察基底土体的回弹情况，并组织坑基隐蔽工程验收，检查标高和坑底超欠挖情况，不准有水，有木块、竹排、草袋等杂物，验收手续办完抓紧垫层砼浇筑。
（16）当基坑内有深浅在2m以内的部位时，一般应先深后浅，如加固和降水较好，可在挖到浅部位后浇垫层砼，继续将深部位挖到标高即浇该部位垫层砼，两部位的底板一起浇筑。
4、支撑要点
（1）支撑架设得及时和可靠，时克服风险的核心，支撑要紧随挖土，当任务单确定的小段土挖完，支撑架设人员即到现场设撑，监理旁站，并作好记录。
（2）挖土前需配齐开挖段所需合格的支撑头、垫块、螺栓等配件即埋入侧墙内的支撑垫座和斜撑支座等，以及施加预应力的油泵装置等器材。严防因缺少支撑条件二延误支撑的及时性，因配件不合格而影响支撑的有效性、可靠性。
支撑安装前按基坑宽要进行预拼接，配置的总长度要使活络头伸缩段伸出长度控制在20cm以内。并要检查支撑同心度和支撑各部的焊缝质量，凡不符要求的坚决不用。
（3）要配选（或加工）好合适和合格的传力垫块，凡出项契形块契入深度不过支撑轴心的，或出现契形块斜率不合的或传力块气割后为刨平的，都认为是造成支撑不可靠有效的因素，要避免。
（4）当小段土方挖完即按设计位置测定支撑两端与围护墙接触点，复制预配支撑与墙面接触密贴，不准产生偏斜而导致偏心受压，为确保轴心传力，最好能在支撑承压端板中部焊一块200mm×200mm×20mm的传力垫块，如出现空隙应使用快凝早强细石砼填实。
（5）支撑托架和斜撑支座的焊接长度和高度要检查，尤其是斜撑因剪力大，与预埋铁板的焊接的斜撑支座，必须双面焊接，满足抗剪要求。
（6）钢支撑就位后必须及时按设计要求施加轴心预应力，考虑应力损失，可比设计定的值增5～10％。当地墙变形较大出现预应力损失，尤其在位移值超出报警值（速率或累计值）时，应附加预应力至设计值。如需超过设计值，须征得设计同意。
（7）钢管支撑接头法采用螺栓连接，拼接时螺栓必须拧紧，当支撑加上预应力后，螺栓会松动，因此必须进行复拧。
（8）第一道支撑必须及时，严禁拖延，不使围护墙顶部因悬臂而变形过大，并在支撑两端设有可靠的吊挂措施，以防围护墙变形及挖土或吊物撞击而产生脱落。
（9）当支撑安装位置，遇地墙上的砼鼓包，即组织力量凿除，如鼓包面积大，应先凿支撑部位的，待支撑就位后再凿除余下的砼。如遇上占孔桩桩头，也应先凿影响支撑就位部位的，待安装后再凿其余部分，总之要使支撑尽快撑上。
（10）为保证支撑的稳定，再基坑中设立柱桩、联系梁和支撑抱箍，要定时测量立柱的回弹并及时调节联系梁与支撑间的木锲。
（11）对施工预应力油泵装置尤其是压力表要确保完好，如有异常应及时校验。
（12）钢支撑安装允许偏差应符合相关规定。
（13）从车站施工实践告诉我们：钢管支撑改用钢筋砼撑，工程的施工工期要延长，费用要增加，但稳固，基坑变形大为减小，对环境保护有利，通常第一道支撑或第一、第二道撑改为砼撑，也可与永久结构结合起来筑，如称半逆作的框架梁。当然这些变动要取得设计的同意并出图。
5、监控要点
（1）开挖前应作出系统的监测方案，包括监测项目、测点布置、监测方法、监控报警值、监测频率、报告制度等，要保证设计基坑变形控制保扩等级不低于二级的要求。
（2）施工过程中应按设计要求建立严格的监测网，对施工全过程实施监测，以指导施工，确保安全。监测项目一般应有：围护结构位移、基坑周边房屋和管线及坑外地表沉降、坑底隆起、支撑轴力等。
（3）监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且应是不少于两次平行测得的平均值。
（4）变形速率围护结构位移一般一级控制在＜2mm/天，二级＜3mm/天，管线根据管线要求定，当变形速率超过时应加密监测频率，当有事故征兆时，应连续监测，监测报告随增加频率走，侧后半小时内出快报。
（5）为确保监测提交的数据真实可靠，监测使用仪器和测量元件必须在使用（安装）前进行检校，以保证测量精度；测量时应定人、定仪器、以减少人为的误差；成果报表必须经过自检和专人检核，当数据出现异常时，应查找原因，在确认无误后，方可提交有关各方。
（6）对关键部位（重点保护房建与管线等）的测点和形变值（累计或速率）变化较大的测点，要绘制变化曲线表以供分析。
（7）现场各方管理人员都必须每天阅读当日《监测报表》，及时指导施工，每周监理和监测单位要作与工况相应的分析报告，当出现报警值（速率或累计值）监理要组织分析讨论，提出对策意见。
（8）及时收集、分析监测信息，当数据出现异常，要组织专题分析会，动态的优化施工参数，甚至施工方案，达到信息化施工的目的。
