基坑工程與地下工程環境影響探討

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摘要：隨著城市工程建設規模不斷擴張，越來越多的建筑工程開始重視地下空間的開發。基坑工程以及地下工程施工安全都屬于地下工程項目施工期間十分重視的內容，不僅關系著工程施工質量，也與施工進度密切相關。為此，該文以某地鐵工程為例，基于其讀地質與水文條件，分析其基坑工程與地下工程安全風險與應對方案，同時詳細分析施工期間對附近環境所產生的影響，并提出相應的解決方案，以期為我國基坑工程與地下工程施工提供一定的參考。

關鍵詞：基坑工程；地下工程；環境影響控制措施；盾構施工；施工安全

基坑工程與地下工程都屬于大規模工程之中的關鍵環節，例如：施工單位在建設地鐵等各類公共設施時，需要考慮基坑工程多處于繁華地段，且附近存在諸多建筑物，基坑工程開展期間，可能對附近建筑物穩定性以及附近環境產生一定程度的影響，同時可能引發支護結構不穩定的問題，進而對施工人員生命安全以及附近生態環境產生嚴重的威脅。為此，該文以某地鐵工程項目為例，討論如何減少基坑工程對環境的影響，并保證地下工程安全。

1工程項目概況

1.1工程項目簡介

該次研究工程項目總計兩站站1個區間，全長816.6m，采用盾構施工方式，區間設立一條聯絡通道。盾構區間運用1臺（管片外徑設定為Φ6200mm）土壓平衡盾構設備完成隧道的挖掘，施工流程如下：施工人員在站1（見圖1）一端組裝，并向站2（見圖2）掘進，抵達終點之后，將盾構設備吊出，結束施工。此次工程地處城市中心區域，是繁華地段，附近環境相對復雜，對施工標準有較高的要求，對施工單位能力要求較高。

1.2工程地質與水文環境

該次工程項目地處長江下游三角洲沖積層，從上到下可以區分為7層，細分為16個亞層，區間隧道埋深深度在10.3~14.1m，隧道依序穿過了③-1粉砂夾粉土層以及③-2分析砂層；隧道之上覆蓋的土層具體包括填土層、粘質粉土夾雜粉質黏土層以及粉砂夾雜粉土層；下臥層則具體以粉質粘土層以及分析砂層為主。其中粉土層與粉砂層具有較強的透水性，如果地下水壓力達到一定程度，可能會產生流砂現象。④-1層土地較為軟弱，具有一定觸變特性，容易受到破壞。整體而言，該次施工所在環境屬于相對穩定的環境。施工范圍內，地表水資源較為豐富，水頭埋深深度在2~5m之間。環境歸入Ⅱ類環境，潛水層可以對混凝土結構產生一定的腐蝕性，而承壓水層也會對混凝土產生一定的腐蝕，但是腐蝕強度相對較弱。

2基坑工程與地下工程安全風險及應對措施

2.1基坑工程與地下工程安全風險

基坑工程與地下工程施工期間，為了方便針對安全風險開展技術管理，工程將風險區分為自身風險以及環境風險[1]。結合我國相關風險技術管理體系文件所提出的要求、安全風險級別劃分標準，該次工程將基坑工程單從盾構始發、盾構到達以及聯絡通道這3個方面討論存在的安全風險，并為其劃分風險等級（具體見表1），結果顯示盾構區間風險處于Ⅱ級至Ⅱ+級之內。

2.2基坑工程與地下工程風險應對措施

2.2.1加強風險控制措施該次工程項目結合始發站與終點站區域的地質環境，合理制定兩端底層的加固技術方式，并嚴格依照制定的方案對端頭的土體進行加固，保證加固整體質量，以降低盾構施工期間始發與抵達期間的風險[2]。針對兩站區間內的地質條件狀況，檢測人員需要不斷地對水文環境、地質條件予以多次測量、調節以及改善土壓平衡盾構掘進施工相關數值，針對盾構掘進相關參數予以全面掌握，如果期間發現存在異樣，則必須第一時間予以調節；施工人員需要運用確實可行的技術方案來掌控盾構挖掘的方向，并時刻保證盾構姿態的正確性，隨時矯正掘進存在的偏差性，保證施工結束后的隧道軸線以及管片受到應力處于可接受范圍之內；施工人員需結合該地區地質條件設計聯絡通道的位置水平凍結的施工工藝，研究水平凍結工藝期間，鉆孔環節、開挖環節以及澆鑄環節等工序期間可能產生的風險，并預先做好應對處理。2.2.2建立完善的風險管理制度健全的風險管理質素屬于開展施工風險管控的基礎以及保證，結合該次項目特征以及傳統風險管控經驗，該項目的風險管控措施具體有如下幾項：第一，堅持項目經理承擔所有責任、安全經理承擔安全責任以及各個級別管理人員承擔對應責任的基本原則，全方位構建并落實管理責任制度以及風險管控逐級責任制度。第二，施工人員開展風險管理，明確所有崗位工作人員承擔的責任，保證責任落實到位，使得所有人明確個人承擔的責任，同時制定相應的獎懲制度，針對完成崗位職責的施工人員，予以一定獎勵，反之予以一定的經濟懲罰。積極開展風險管理培訓，組織所有施工人員參與其中，使得施工人員風險意識得到提高，在生產期間嚴格依照相關規定進行操作。堅持風險工程審計制度，結合風險工程分級與有關資料，制定更為健全的施工安全技術交底工作，制訂更為安全的施工計劃，并進行施工風險預告。落實風險監督控制、評價以及預警制度，施工期間，借由對施工流程的監管，實現對不同風險源的安全風險控制，第一時間對監控所獲取的信息進行分析以及研究，據此判斷當前施工的安全性與風險性。落實風險監督、控制、評價以及預警消息傳輸制度，施工期間合理運用不同形式的監督、巡視以及評價信息，落實預警響應以及處理技術，施工期間需要預先判斷可能產生的預警狀態，信息傳輸期間，也需要組織施工人員針對數據進行研究與分析，強化監測、巡視，開展前期的風險管控，等待監控管理中心確認預警達到的等級之后，根據級別予以對應的處理。2.2.3風險工程應對方案為了加強對風險工程的管控，需要嚴格落實風險管理制度，強化監督、控制、評價以及預警制度的落實力度，基于預警制度的基礎之上，結合風險工程指定更為詳細且嚴格的預警流程，即結合施工步驟以及工藝技巧等所產生影響，將設計的預警值細分在各個施工流程內，如此使得所有施工流程均在施工單位掌控之中，以免產生由于前期施工所引發的預警值耗損過高而之后難以控制的現象。

3基坑工程與地下工程施工環境影響與應對措施

3.1基坑工程與地下工程環境影響

3.1.1施工噪聲基坑工程與地下工程施工的噪聲一般源自如下兩個方面：一方面，盾構施工期間，需要對原路面進行鑿除處理、打入工程樁以及開挖土方等；另一方面，盾構挖掘過程中，隧道之中的電瓶車運輸、注漿設施以及吊裝設施在實際運行過程中同樣會產生較高的噪聲[3]。3.1.2地下水位改變以及地下水污染現象施工人員運用將水發穩定開挖面過程中，將造成地下水位降低，進而引發地表產生沉降或是井水枯竭等問題。另外，如果運用化學注漿改善土體，將造成地下水受到嚴重的污染。3.1.3缺氧基坑工程與地下工程施工期間，如果在前方遇到硬度較高的障礙物，必須通過人工才能進行鑿除，此時就需要應用壓氣法開展施工。應用壓氣法施工期間，施工人員有概率出現缺氧的癥狀。此時，施工人員可能產生脈搏以及呼吸頻率增加、注意力下降，乃至產生中樞神經障礙的癥狀。故而，必須運用行之有效的防治方案保護施工人員安全。

3.2基坑工程與地下工程環境影響應對措施

3.2.1噪聲控制通常情況下，基坑工程與地下工程施工所形成的噪聲理應限制在本區域噪聲限制標準之下，然而許多情況下施工噪聲可能超過限定標準值。為此，施工企業可以嘗試通過如下方式減少對附近居民所產生的影響[4]。具體方案如下：第一，選擇采用噪音低的方式以及設備，例如在城市開展基坑工程與地下工程時間，可以選用靜力壓樁或是關注樁等方式。第二，針對形成噪聲的施工設備予以隔音處理。例如：在外圍設立罩子，或是安裝對應的消聲裝置。第三，選擇合適的施工時間，盡可能規避附近居民日常工作時間以及休息時間。第四，要求基坑工程與地下工程施工人員佩戴防噪音的裝置。3.2.2地下水污染防治方案針對基坑工程與地下工程期間地下水污染防治工作，可采用如下措施[5]：第一，將現場的污水排放至下水道中，借助沉淀池，將其中的懸浮物質去除，如果呈酸性，或是堿性，應予以適當的中和處理，針對污水內存在的油污，盡可能令其上浮，之后予以吸附分離清除。第二，施工人員在施工范圍內設立多個觀測井，時刻檢查水位與水質狀況，若水位或是水質變化，則需要及時應對。3.2.3缺氧措施施工單位應盡量避免選用壓氣法。若必須使用，則可嘗試采用如下方式進行防治：第一，針對可能產生缺氧的區域，通過注漿法或是隔離施工的方式予以堵塞[6]。第二，如果施工區域內存在舊井，則將其回填，或是在施工期間，將正在應用的水井進行封鎖。第三，時刻監測施工范圍內氧氣含量，一旦產生缺氧現象，需要及時予以處理。

4結語

現如今，我國工程項目數量不斷增加，基坑工程與地下工程安全及對環境的影響也成為施工單位關注的重點。就該次研究實例可知，基坑工程與地下工程施工依舊存在許多安全問題，對此應采用加強風險控制措施以及建立完善的風險管理制度等措施予以控制，保證施工人員的生命安全以及施工的順利進行。同時，施工人員還需要注意施工期間對環境方面的影響，并通過合理的方式，減少對環境產生的影響。

參考文獻

[1]呂時根.基坑工程與地下工程安全及環境影響控制分析[J].百科論壇電子雜志,2019(23):230.

[2]王衛東,丁文其,楊秀仁,等.基坑工程與地下工程——高效節能、環境低影響及可持續發展新技術[J].土木工程學報,2020,53(7):78-98.

[3]魯永輝.市政工程深基坑基底加固施工工藝及質量控制研究[J].建材與裝飾,2020(18):268,271.

[4]邸國恩.某鄰江深大基坑工程關鍵問題及設計對策研究[J].工程質量,2020,38(S1):50-55.

[5]談亦帆,言建標,熊偉,等.基坑底部土體滿堂加固模型試驗與數值模擬研究[J].土木與環境工程學報(中英文),2020,42(2):56-64.

[6]張鑫磊,新形勢下建筑深基坑工程施工技術及其安全管理方法研究[J].工程建設(重慶),2020(4):123-125.

作者：張闖 單位：中鐵第五勘察設計院集團有限公司鄭州院