谈基坑施工对邻近地铁的影响及保护措施

摘要：基坑施工涉及到地下施工，会使土地内部形成断层，使周围的土地出现沉降和变形，这样的情况出现，会给邻近的地铁带来严重的安全隐患。本文主要对基坑施工对邻近地铁的影响进行阐述，并根据实际问题总结了对于相似基坑类型相适应的保护措施。

关键词：基坑施工；邻近地铁；影响；保护措施

引言：随着城市地铁建设的发展，基坑施工对于周围地铁正常的运作产生的影响越来越大，对于地铁设施的保护问题也越来越被重视。基坑的开挖施工，会使地铁隧道上层土壤出现松软和裂缝，从而出现坍塌的状况。对隧道的安全性和地铁的行车安全构成严重地威胁，不仅会产生经济损失，还会危害社会公共安全。因此根据基坑施工对地铁的影响，研究保护措施就显得尤为重要。

一、基坑施工对邻近地铁的影响

基坑施工过程中，常采用降水的方式。而降水的施工方式会冲走土壤中的细颗粒物质，使土壤中的承受能力降低，产生坍塌和变形的现象。而且基坑施工的过程，会对土壤的自然状态产生损坏。打破土壤结构中的应力平衡，出现地表沉降的状况。在自然状态遭到损害后，受施工的影响还不能进行回填处理，导致周围的土地发生形变和沉降，还会出现的下水下降，土壤物质不均衡的状况。这些问题会对邻近地铁隧道造成损害，给地铁行走过程带来安全隐患。

二、相应的保护措施

（一）完善施工过程，降低对附近土壤的损害

探究基坑施工对邻近地铁的影响及保护措施时，首先要对基坑施工过程进行了解。只有了解具体的施工过程，才能发现是什么因素导致对土壤的损害，进而对邻近地铁造成影响。大部分的基坑施工主要分顺作法，逆作法两种，还会采取两者结合的方式。顺作法：先建设周围的防护结构，采取从上到下的结合支撑的方式，挖至对应深度再采取从下到上建设主体机构；逆作法:使用地下结构作为支撑，采取从上到下和开挖工作交替进行的方式；基坑施工的过程具有非常大地风险，支撑和防护主要为临时的措施缺少长久性。因此可以根据基坑施工中降水，开挖和监测三个方面，对邻近地铁加设保护措施，降低地铁的安全隐患，避免经济损失。

例如对施工过程进行完善，降低对邻近土壤的损害。前期基坑降水阶段：基坑降水前制定好降水方案，使用间断性的降水方式，合理控制每次降水的数量。根据施工需要进行降水，水位控制在深度以下半米的高度；进行基坑降水时，要及时把积水排干，可以采取排水渠或水泵抽水等方式。及时排干积水，防止长期浸泡对土壤造成的损害；开挖前降水时，注意观察靠近地铁地段的水位情况做好记录。发现异常时，立即停止降水及时采取回灌的方式进行处理；基坑开挖阶段：开挖前制定完善的挖掘方案，采取顺作法的方式，使用三层支撑结构。一部分的支撑结构达到对应强度后，再进行施工。配合上混凝土浇筑保障质量。控制好下降高度，标准水位在坑底的一米左右。坚持分层之间对称的原则，不要出现超前挖掘的情况，保证支撑结构和挖掘交替进行。进行支撑结构构架时，选择合适的支撑结构，用多次振捣法进行支撑结构的构建。严格按照制定的方案，根据安全施工手册进行深处挖掘。避免挖掘中对土壤的损害，降低对邻近地铁的危害。施工中土体检测：制定检测方案时，要结合施工地段的土壤成分结构，经过相关专家论证的基础上进行制定。在邻近地铁的地段设置监测点，及时统计监测信息和数据。施工前提前和邻近地铁的负责部门进行沟通，寻找邻近地铁的相关资料，根据实际情况制定和完善施工方案。监测到异常数据及时和地铁部门沟通，做好应急处理预案，并进行提前演练。确保出现问题时，能够快速有效地进行预防。

（二）创新挖掘方案，避免对邻近地铁造成损害

传统的基坑挖掘方式是：根据基坑的范围要求，找到大致的施工范围。在施工范围内进行降水处理，降低土质的坚硬程度方便挖掘。开始挖掘时，根据预设的方案在设置支撑结构的基础上，开始基坑的挖掘工作。其中对土质结构危害最大的是，挖掘过程改变了土壤的自然状态。土壤虽然是固体状态，但大范围土壤的中间突然出现较大的坑洞，周围的土体就会随着水和惯性，流向坑洞方向。这样的特点，导致坑洞周围部分的土壤出现整体的下陷现象。而且因为土体的自然状态被改变，土体的坚硬度也大幅降低。因此在施工时，可以在传统的基坑挖掘基础上，创新挖掘方案。根据基坑所需面积和范围，在大坑的基础上，合理分化，加入隔墙和暗处支撑。从空间上减少周围土体的暴露面积，有效地降低地质变形的概率。从而达到对邻近地铁的保护作用。

例如创新挖掘方案，降低土体变形的概率保护邻近地铁。首先是整体方案的制定，改变传统的单坑模式，在单坑的基础上加入隔墙和暗处支撑。分两期进行施工，一期是整体基坑的施工，根据实际情况把基坑分割成三份，中间加入隔墙和支撑。二期是在邻近地铁一侧设置长条形的基坑，把地铁的走向设置为长条形基坑的长。加强支撑的传力作用，增加支撑时间。而且因为体积小的特点，方便施工，可以降低邻近地铁范围的土体暴露时间，避免出现土体变质。然后是如何进行隔墙和支撑，可以选取混凝土中搭配钢筋的材质进行构建，使用十字交叉的方式进行排列。材质选择是为了隔墙和支撑的质量，十字交叉的方式是为了提高稳定性，从而达到控制变形的效果。通过创新挖掘方案，采取隔墙和暗处支撑的方式分割基坑，增加受力面。达到控制土体变形降低变形概率的目的。

（三）采用的加固的方式，保护邻近地铁

探究基坑施工对邻近地铁的影响及保护措施时，在完善基坑施工程序的基础上，创新挖掘方案，而这些保护措施只是外在条件的防护。对邻近地铁进行保护时，还可以从地铁本身出发。在基坑施工前对地铁设施进行加固处理，增加地铁本身的防护强度，以达到保护的目的。让地铁本身的防护能力提升，降低安全隐患。还可以对基坑施工过程中的支撑和防护进行加固。全方位的加固措施，降低对地铁附近土体的损害。而且不同的基坑施工对于地铁设施的影响也都不同，所需要选择的保护措施也就不同。可以采取不同的加固措施，因地制宜保护好地铁设施。

例如在对地铁本身进行加固处理方面，可以在基坑工作开始前，对邻近地铁进行加固处理。如对地铁高架承台及高架桩周边进行加固，使用混凝土和钢筋混合材质，采取注入的方式进行加固。基坑周围的被动土层使用抽条加固的方式，在被动区加固的方式，防止土壤自然状态损害后的土体流动。基坑周围每间隔一段距离，使用钢筋结构创设模板，在模板内浇灌混凝土或水泥，形成隔离桩，加强对土层扩张的抵御能力。在十字支撑结构的基础上给每个支撑结构截面增设板带，增加支撑结构的受力面积，提高支撑的使用时间加强结构稳定性。通过这样分层次的全方位加固，加强相互力作用，防止土层在损害自然状态下的土体流动，达到对地铁保护的目的。

（四）对施工路线进行全面评估，提升效率降低危险

基坑施工涉及的地域广，环节多，任何一个小的环节出了差错都可能引发不可预计的损失和危险。在基坑施工前，工程师要基于大量的基坑工程的实践经验，调查周边环境，并根据施工的现状，总结出施工过程中可能出现的问题，并对施工的路线、细节等制定出较为全面的评估方案和数据分析，找出可能会影响地铁正常运作的影响因素，在理论上确保施工的顺利进行，降低对周边地铁的影响，提高安全性。此外，根据几何关系, 建立地铁隧道“总位移与曲率半径”、“曲率半径与管片张开量”的换算关系，在理论上做好预算。对于突发情况要有应急的解决方案，提前设计好施工过程中需要加固的地方及需要的材料，做好施工前的准备工作。同时，要因地制宜，对周围环境的地质条件也要进行监测，根据不同的地质条件，制定出不同的保护方案，避免没有重点的谨慎，浪费成本做无用功。

例如，在工作之前，要首先制定工作的简单规划，内容包括：先前的经验分析、同类型的工程之间的对比、定性分析、风险评估、对周边环境进行考察、对周围的地铁隧道的环境进行考察等等。设计师明确并预评估工作要点，详细的制定出基坑工程及周边地铁的空间关系图，明确基坑工程范围内的地铁的运行时间及服务性能，根据实际情况，要对基坑工程的具体实施、施工的工艺制定出详细的方案，如对于土质较为深厚松软的地区，要加强基坑的支撑强度，对于粉砂粉尘的地区，要控制土壤里含有的水分，降低降水量，避免塌陷。必要时可以找技术人员，对于整个施工过程中的细节进行仿真模拟，确保工程的万无一失。施工过程中，管理人员要及时的进行检测，检测在建工程的施工进度，记录施工过程，一旦偏离了施工计划，一定要及时的制定后续的施工安排，对于施工时对地铁正常运行和对地铁内部结构造成不可避免的影响，要及时采取加固措施以把这种影响降到最低。施工后要及时对这次施工过程中出现的问题进行总结并分析，为今后的工作提供宝贵的经验。

（五）根据地铁的不同情况，进行加固

在基坑工程时，除了要在工程本身加以小心，确保安全外，也要在地铁的安全上去加强保护措施，进行加固。地铁保护一方面要保证地铁运营安全, 另一方面要保证地铁结构安全。在加固地铁和基坑方面，也要有详细的计划，根据基坑工程对于地铁的不同影响，制定不同的加固方案，针对于基坑的规模、基坑对地铁影响的大小、地铁对于基坑的位置、基坑的形状结构，制定针对性的加固措施。这样做避免对资源材料、人力物力的浪费，大大减少对周边地铁的影响。

例如，对于规模大、对地铁影响较大的基坑，采取“大坑化小坑”的措施。将基坑加固措施分两个阶段进行，有效减少靠近地铁的一侧基坑的暴露时间。分成小坑进行实施，每一小坑基坑规模小，可增加支撑传力，挖土拆撑快，对于主体的沉降结构也要进行合理的划分，支撑结构巧妙，不易塌陷，可靠性较高。对于较为狭长型、位置形状与地铁平行的基坑，可采取中隔墙或暗撑的加固措施，在被动区抽条加固。在基坑中部设置一道中隔墙，相当于加了一道刚度很大的暗撑，可以选取混凝土中搭配钢筋的材质进行构建，在其中用5个十字交叉的方式进行排列，可增强中隔墙的稳定性和可靠性。对于地铁位于基坑下方的情况，抗隆起是防控加固的关键，为了控制下卧地铁变形，可采用门型或M型加固，把隧道两侧及隧道与隧道之间的深处进行加固，分为左右两个区间，相邻两深层加固区顶端经盾构隧道上方的顶部加固区连接, 基坑范围内的其余区域为浅层加固区;深层加固区内间隔施工有钻孔灌注桩, 所有加固区的顶面整体浇筑有底板, 适用于城市地下空间建设与盾构隧道的节点处理。道路或河道开挖一般位于地铁上方, 充分利用开挖过程中“降水固结沉降”和“土体卸载隆起”的相互抵消作用, 可大大减少对下部地铁的影响。对于地铁先天条件不好，或被动防控措施不足的情况，进行地铁设施预加固，增加地铁自身的刚度。采用注浆加固的办法或刚换加固的办法，减少施工过程中对地铁安全运行的影响。对于较为常用的地铁，充分利用空间情况减少基坑对其的影响，要分块分层实施，加强对各个分层次的处理，防止水体流动造成塌陷。综上所述，结合不同的情况，设置不同的加固方案，制定相适应的保护措施。

三、增加施工工人的责任意识

  对于任何的基坑工程的施工工作而言，都是时间紧、任务重，有些工人专注于赶工期，有些工人只为了节约成本，而选用一些便宜的材料，或者偷工减料，这都是一种不负责任的行为。这就要求基坑工程的管理人员提高自身的素质及思想觉悟，而且在明确施工的具体事项以后，对所有参与施工的工人进行培训，特别是要在思想上进行培训，要提高工作人员的责任意识，不应为了短期的利益而造成不必要的经济损失，危害人们的生命安全。管理人员也应有所取舍，站在长远的发展角度上，将安全施工的理念传递给每一个工作人员，提高每一个人的安全意识和责任意识，并对工人的施工进行监管和监督。

例如，管理人员可以增加奖赏制度，若发现为了赶工期或者节约成本而偷工减料的工作人员，要对其进行罚款，严重者通报批评并辞退；对于那些严于律己，踏踏实实工作，积极地践行安全施工思想的工作人员，给予一定的奖励。同时，也要提高施工人员的综合能力，让工人有娴熟的操作和技术，增加施工的质量，是在根本上保护基坑施工的顺利进行。

总结：根据基坑施工的过程和方式，找出实际问题，并采取相应措施。完善基坑施工中每个过程，创新施工方案。从基坑和地铁两个方面进行加固，实行多方位多方面的保护措施，达到保护邻近地铁的目的。

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