談基坑施工對鄰近地鐵的影響及保護措施

摘要：基坑施工涉及到地下施工，會使土地內部形成斷層，使周圍的土地出現沉降和變形，這樣的情況出現，會給鄰近的地鐵帶來嚴重的安全隱患。本文主要對基坑施工對鄰近地鐵的影響進行闡述，並根據實際問題總結了對於相似基坑類型相適應的保護措施。

關鍵詞：基坑施工；鄰近地鐵；影響；保護措施

引言：隨着城市地鐵建設的發展，基坑施工對於周圍地鐵正常的運作產生的影響越來越大，對於地鐵設施的保護問題也越來越被重視。基坑的開挖施工，會使地鐵隧道上層土壤出現鬆軟和裂縫，從而出現坍塌的狀況。對隧道的安全性和地鐵的行車安全構成嚴重地威脅，不僅會產生經濟損失，還會危害社會公共安全。因此根據基坑施工對地鐵的影響，研究保護措施就顯得尤為重要。

一、基坑施工對鄰近地鐵的影響

基坑施工過程中，常採用降水的方式。而降水的施工方式會沖走土壤中的細顆粒物質，使土壤中的承受能力降低，產生坍塌和變形的現象。而且基坑施工的過程，會對土壤的自然狀態產生損壞。打破土壤結構中的應力平衡，出現地表沉降的狀況。在自然狀態遭到損害後，受施工的影響還不能進行回填處理，導致周圍的土地發生形變和沉降，還會出現的下水下降，土壤物質不均衡的狀況。這些問題會對鄰近地鐵隧道造成損害，給地鐵行走過程帶來安全隱患。

二、相應的保護措施

（一）完善施工過程，降低對附近土壤的損害

探究基坑施工對鄰近地鐵的影響及保護措施時，首先要對基坑施工過程進行了解。只有瞭解具體的施工過程，才能發現是什麼因素導致對土壤的損害，進而對鄰近地鐵造成影響。大部分的基坑施工主要分順作法，逆作法兩種，還會採取兩者結合的方式。順作法：先建設周圍的防護結構，採取從上到下的結合支撐的方式，挖至對應深度再採取從下到上建設主體機構；逆作法:使用地下結構作為支撐，採取從上到下和開挖工作交替進行的方式；基坑施工的過程具有非常大地風險，支撐和防護主要為臨時的措施缺少長久性。因此可以根據基坑施工中降水，開挖和監測三個方面，對鄰近地鐵加設保護措施，降低地鐵的安全隱患，避免經濟損失。

例如對施工過程進行完善，降低對鄰近土壤的損害。前期基坑降水階段：基坑降水前制定好降水方案，使用間斷性的降水方式，合理控制每次降水的數量。根據施工需要進行降水，水位控制在深度以下半米的高度；進行基坑降水時，要及時把積水排幹，可以採取排水渠或水泵抽水等方式。及時排幹積水，防止長期浸泡對土壤造成的損害；開挖前降水時，注意觀察靠近地鐵地段的水位情況做好記錄。發現異常時，立即停止降水及時採取回灌的方式進行處理；基坑開挖階段：開挖前制定完善的挖掘方案，採取順作法的方式，使用三層支撐結構。一部分的支撐結構達到對應強度後，再進行施工。配合上混凝土澆築保障質量。控制好下降高度，標準水位在坑底的一米左右。堅持分層之間對稱的原則，不要出現超前挖掘的情況，保證支撐結構和挖掘交替進行。進行支撐結構構架時，選擇合適的支撐結構，用多次振搗法進行支撐結構的構建。嚴格按照制定的方案，根據安全施工手冊進行深處挖掘。避免挖掘中對土壤的損害，降低對鄰近地鐵的危害。施工中土體檢測：制定檢測方案時，要結合施工地段的土壤成分結構，經過相關專家論證的基礎上進行制定。在鄰近地鐵的地段設置監測點，及時統計監測信息和數據。施工前提前和鄰近地鐵的負責部門進行溝通，尋找鄰近地鐵的相關資料，根據實際情況制定和完善施工方案。監測到異常數據及時和地鐵部門溝通，做好應急處理預案，並進行提前演練。確保出現問題時，能夠快速有效地進行預防。

（二）創新挖掘方案，避免對鄰近地鐵造成損害

傳統的基坑挖掘方式是：根據基坑的範圍要求，找到大致的施工範圍。在施工範圍內進行降水處理，降低土質的堅硬程度方便挖掘。開始挖掘時，根據預設的方案在設置支撐結構的基礎上，開始基坑的挖掘工作。其中對土質結構危害最大的是，挖掘過程改變了土壤的自然狀態。土壤雖然是固體狀態，但大範圍土壤的中間突然出現較大的坑洞，周圍的土體就會隨着水和慣性，流向坑洞方向。這樣的特點，導致坑洞周圍部分的土壤出現整體的下陷現象。而且因為土體的自然狀態被改變，土體的堅硬度也大幅降低。因此在施工時，可以在傳統的基坑挖掘基礎上，創新挖掘方案。根據基坑所需面積和範圍，在大坑的基礎上，合理分化，加入隔牆和暗處支撐。從空間上減少周圍土體的暴露面積，有效地降低地質變形的概率。從而達到對鄰近地鐵的保護作用。

例如創新挖掘方案，降低土體變形的概率保護鄰近地鐵。首先是整體方案的制定，改變傳統的單坑模式，在單坑的基礎上加入隔牆和暗處支撐。分兩期進行施工，一期是整體基坑的施工，根據實際情況把基坑分割成三份，中間加入隔牆和支撐。二期是在鄰近地鐵一側設置長條形的基坑，把地鐵的走向設置為長條形基坑的長。加強支撐的傳力作用，增加支撐時間。而且因為體積小的特點，方便施工，可以降低鄰近地鐵範圍的土體暴露時間，避免出現土體變質。然後是如何進行隔牆和支撐，可以選取混凝土中搭配鋼筋的材質進行構建，使用十字交叉的方式進行排列。材質選擇是為了隔牆和支撐的質量，十字交叉的方式是為了提高穩定性，從而達到控制變形的效果。通過創新挖掘方案，採取隔牆和暗處支撐的方式分割基坑，增加受力面。達到控制土體變形降低變形概率的目的。

（三）採用的加固的方式，保護鄰近地鐵

探究基坑施工對鄰近地鐵的影響及保護措施時，在完善基坑施工程序的基礎上，創新挖掘方案，而這些保護措施只是外在條件的防護。對鄰近地鐵進行保護時，還可以從地鐵本身出發。在基坑施工前對地鐵設施進行加固處理，增加地鐵本身的防護強度，以達到保護的目的。讓地鐵本身的防護能力提升，降低安全隱患。還可以對基坑施工過程中的支撐和防護進行加固。全方位的加固措施，降低對地鐵附近土體的損害。而且不同的基坑施工對於地鐵設施的影響也都不同，所需要選擇的保護措施也就不同。可以採取不同的加固措施，因地制宜保護好地鐵設施。

例如在對地鐵本身進行加固處理方面，可以在基坑工作開始前，對鄰近地鐵進行加固處理。如對地鐵高架承台及高架樁周邊進行加固，使用混凝土和鋼筋混合材質，採取注入的方式進行加固。基坑周圍的被動土層使用抽條加固的方式，在被動區加固的方式，防止土壤自然狀態損害後的土體流動。基坑周圍每間隔一段距離，使用鋼筋結構創設模板，在模板內澆灌混凝土或水泥，形成隔離樁，加強對土層擴張的抵禦能力。在十字支撐結構的基礎上給每個支撐結構截面增設板帶，增加支撐結構的受力面積，提高支撐的使用時間加強結構穩定性。通過這樣分層次的全方位加固，加強相互力作用，防止土層在損害自然狀態下的土體流動，達到對地鐵保護的目的。

（四）對施工路線進行全面評估，提升效率降低危險

基坑施工涉及的地域廣，環節多，任何一個小的環節出了差錯都可能引發不可預計的損失和危險。在基坑施工前，工程師要基於大量的基坑工程的實踐經驗，調查周邊環境，並根據施工的現狀，總結出施工過程中可能出現的問題，並對施工的路線、細節等制定出較為全面的評估方案和數據分析，找出可能會影響地鐵正常運作的影響因素，在理論上確保施工的順利進行，降低對周邊地鐵的影響，提高安全性。此外，根據幾何關係, 建立地鐵隧道“總位移與曲率半徑”、“曲率半徑與管片張開量”的換算關係，在理論上做好預算。對於突發情況要有應急的解決方案，提前設計好施工過程中需要加固的地方及需要的材料，做好施工前的準備工作。同時，要因地制宜，對周圍環境的地質條件也要進行監測，根據不同的地質條件，制定出不同的保護方案，避免沒有重點的謹慎，浪費成本做無用功。

例如，在工作之前，要首先制定工作的簡單規劃，內容包括：先前的經驗分析、同類型的工程之間的對比、定性分析、風險評估、對周邊環境進行考察、對周圍的地鐵隧道的環境進行考察等等。設計師明確並預評估工作要點，詳細的制定出基坑工程及周邊地鐵的空間關係圖，明確基坑工程範圍內的地鐵的運行時間及服務性能，根據實際情況，要對基坑工程的具體實施、施工的工藝制定出詳細的方案，如對於土質較為深厚鬆軟的地區，要加強基坑的支撐強度，對於粉砂粉塵的地區，要控制土壤裏含有的水分，降低降水量，避免塌陷。必要時可以找技術人員，對於整個施工過程中的細節進行仿真模擬，確保工程的萬無一失。施工過程中，管理人員要及時的進行檢測，檢測在建工程的施工進度，記錄施工過程，一旦偏離了施工計劃，一定要及時的制定後續的施工安排，對於施工時對地鐵正常運行和對地鐵內部結構造成不可避免的影響，要及時採取加固措施以把這種影響降到最低。施工後要及時對這次施工過程中出現的問題進行總結並分析，為今後的工作提供寶貴的經驗。

（五）根據地鐵的不同情況，進行加固

在基坑工程時，除了要在工程本身加以小心，確保安全外，也要在地鐵的安全上去加強保護措施，進行加固。地鐵保護一方面要保證地鐵運營安全, 另一方面要保證地鐵結構安全。在加固地鐵和基坑方面，也要有詳細的計劃，根據基坑工程對於地鐵的不同影響，制定不同的加固方案，針對於基坑的規模、基坑對地鐵影響的大小、地鐵對於基坑的位置、基坑的形狀結構，制定針對性的加固措施。這樣做避免對資源材料、人力物力的浪費，大大減少對周邊地鐵的影響。

例如，對於規模大、對地鐵影響較大的基坑，採取“大坑化小坑”的措施。將基坑加固措施分兩個階段進行，有效減少靠近地鐵的一側基坑的暴露時間。分成小坑進行實施，每一小坑基坑規模小，可增加支撐傳力，挖土拆撐快，對於主體的沉降結構也要進行合理的劃分，支撐結構巧妙，不易塌陷，可靠性較高。對於較為狹長型、位置形狀與地鐵平行的基坑，可採取中隔牆或暗撐的加固措施，在被動區抽條加固。在基坑中部設置一道中隔牆，相當於加了一道剛度很大的暗撐，可以選取混凝土中搭配鋼筋的材質進行構建，在其中用5個十字交叉的方式進行排列，可增強中隔牆的穩定性和可靠性。對於地鐵位於基坑下方的情況，抗隆起是防控加固的關鍵，為了控制下卧地鐵變形，可採用門型或M型加固，把隧道兩側及隧道與隧道之間的深處進行加固，分為左右兩個區間，相鄰兩深層加固區頂端經盾構隧道上方的頂部加固區連接, 基坑範圍內的其餘區域為淺層加固區;深層加固區內間隔施工有鑽孔灌注樁, 所有加固區的頂面整體澆築有底板, 適用於城市地下空間建設與盾構隧道的節點處理。道路或河道開挖一般位於地鐵上方, 充分利用開挖過程中“降水固結沉降”和“土體卸載隆起”的相互抵消作用, 可大大減少對下部地鐵的影響。對於地鐵先天條件不好，或被動防控措施不足的情況，進行地鐵設施預加固，增加地鐵自身的剛度。採用注漿加固的辦法或剛換加固的辦法，減少施工過程中對地鐵安全運行的影響。對於較為常用的地鐵，充分利用空間情況減少基坑對其的影響，要分塊分層實施，加強對各個分層次的處理，防止水體流動造成塌陷。綜上所述，結合不同的情況，設置不同的加固方案，制定相適應的保護措施。

三、增加施工工人的責任意識

  對於任何的基坑工程的施工工作而言，都是時間緊、任務重，有些工人專注於趕工期，有些工人只為了節約成本，而選用一些便宜的材料，或者偷工減料，這都是一種不負責任的行為。這就要求基坑工程的管理人員提高自身的素質及思想覺悟，而且在明確施工的具體事項以後，對所有參與施工的工人進行培訓，特別是要在思想上進行培訓，要提高工作人員的責任意識，不應為了短期的利益而造成不必要的經濟損失，危害人們的生命安全。管理人員也應有所取捨，站在長遠的發展角度上，將安全施工的理念傳遞給每一個工作人員，提高每一個人的安全意識和責任意識，並對工人的施工進行監管和監督。

例如，管理人員可以增加獎賞制度，若發現為了趕工期或者節約成本而偷工減料的工作人員，要對其進行罰款，嚴重者通報批評並辭退；對於那些嚴於律己，踏踏實實工作，積極地踐行安全施工思想的工作人員，給予一定的獎勵。同時，也要提高施工人員的綜合能力，讓工人有嫻熟的操作和技術，增加施工的質量，是在根本上保護基坑施工的順利進行。

總結：根據基坑施工的過程和方式，找出實際問題，並採取相應措施。完善基坑施工中每個過程，創新施工方案。從基坑和地鐵兩個方面進行加固，實行多方位多方面的保護措施，達到保護鄰近地鐵的目的。

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