试论超深竖井开挖安全保证措施

薛放

新疆乌京基础设施建设管理有限公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：随着城市化进程的加速，城市轨道交通建设对缓解城市化进程带来的交通压力意义重大，轨道交通建设也逐步在国内各大、中城市市政设施建设中占比越来越高。为了避免对周围环境造成过大影响，暗挖工法被普遍应用。本文就暗挖工法中的临时竖井，结合乌鲁木齐轨道交通4号线一期贺兰山街-维泰南路区间2#工程竖井实例讨论超深竖井开挖的安全措施。

关键词：竖井；开挖支护；危险源；措施

1概述

4号线一期西起白鸟湖路站东至七道湾站，均为地下线，共设车站16座。贺兰山街站～维泰南路站区间，线路从贺兰山街与喀纳斯湖北路路口的贺兰山街站出发，线路向西敷设，下穿大绿谷、小绿谷，之后到达凤凰山街与维泰南路路口的维泰南路站，区间采用矿山法施工，区间最大坡度28‰，区间右线总长1782.85米（左线总长1791.043米），左右线线间距14.2m～16.2m，区间隧道轨面埋深10-73m，基本位于中、强风化岩内，揭露地下水，分为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。

2号施工竖井位于维泰大厦南侧、凤凰山街上，竖井中心里程为YCK10+162.468，竖井内净空尺寸为6*11m，深52.017m，采用倒挂井壁法施工。初衬采用超前小导管+格栅钢架+350mm厚C25P6网喷混凝土结构。竖井从上至下主要穿越杂填土层、卵石层、圆砾层、粉土层。

2开挖支护工艺流程

竖井采用倒挂井壁法施工。施工准备后，开挖、衬砌锁口圈、架立提升系统；然后利用先井中后井周法循环开挖支护竖井井身，架立竖井格栅和锚管施工，喷射C25早强砼。基本流程如下：施工准备-测量定位-锁口圈梁施工-竖井支护施工（锚管施工-初喷混凝土及挂网-格栅钢架施工及挂网-喷射混凝土施工-锚管注浆施工-工字钢架设）。

其中竖井开挖安全控制要点是由上而下边开挖边支护。竖井开挖进尺0.5m(每榀格栅钢架间距)，竖井开挖时应避免扰动掌子面，开挖进尺要与支护进度匹配。锚管打设完毕后，在初喷混凝土前，应先在竖井井壁四周挂一层钢筋网片(格栅钢架外侧钢筋网片)，钢筋网片应固定牢固且符合规定的钢筋网片、格栅钢架保护层厚度要求，然后初喷一层30mm厚速凝混凝土进行封闭，防止井壁长期外露导致坍塌。喷射混凝土时应自下而上进行喷射，喷头应垂直于喷射面。钢筋网片可以采用插入土体的钢筋进行固定，也可以与锚杆焊接牢固，在喷射混凝土时应不出现振动。钢筋网片同时起防止喷射混凝土脱落的作用。

初喷混凝土终凝后，及时架设格栅钢架。格栅钢架架设时必须严格按照测量组放的标高和中线控制线进行。格栅钢架架设时应先调水平后调中线，然后再核对标高、中线，反复调整直到中线和标高符合设计及规范要求。格栅竖向间距为0.5m。格栅钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且预留变形量。同时按设计要求预埋支撑预埋钢板、上下通道楼梯预埋钢板、风水电管道固定预埋件等，并与格栅钢架主筋焊接连接，且固定牢固可靠。格栅钢架安装时，应保证竖井初支格栅内外两侧钢筋混凝土保护层为40mm。

格栅架设完成后，挂格栅钢架内侧钢筋网片，随即喷射混凝土。喷射混凝土完成后，拔除锚管孔口木塞，采用高压风冲洗锚管。锚管孔处焊接注浆阀门，连接注浆管。完成注浆后架设工字钢。

3风险源

根据本工程的地理位置、施工方法等因素，决定了本工程存在着不确定性和风险性。结合设计阶段的风险分级、环境和地质核查成果，对设计方案的认识及施工工艺、设备及施工水平，对风险源进行辨识和分析。安全风险主要表现在以下几个方面:

(1)竖井开挖深度大，井口尺寸窄，坑内降水难度大，容易形成坑内土体塌方、滑移；

(2)支护失稳，竖井基坑崩坍、变形，可导致人员伤亡、财产损失和周围环境安全；

(3)竖井与维泰大厦地下停车场的水平距离不足15m，容易使其变形破坏；

(4)立体交叉作业，可导致人员坠落、物体打击等财产损失故事；

(5)起重作业、机械设备的使用、安装与检修作业失控，可导致人员伤亡、重大设备损害等事故。

4安全风险的控制措施

施工中安全风险的规避对策与方案，其实质就是安全风险管理中的风险规划与控制，即确定了施工中的风险项目与风险评价后，对施工中的风险进行规避和控制，以尽可能地控制和避免安全事故的发生。

(1)竖井土体塌方、滑移

①了解设计上标注的地质情况及特点，并随时与现场的实际情况相对照，弄清设计意图。

②在软弱围岩地段，加强监控量测，支护及时跟进，以防止竖井坍塌。

③在开挖过程中，突然遇到较大涌水、流砂、断层及破碎带时，及时改变施工方法，增大支护参数，以及其他必要的技术处理手段，以防止坍塌。

④初期支护施工确保支护的参数和质量达到设计要求，以提高围岩的自稳能力，延长其自稳时间，保证在施工中不发生坍方。

(2)支护失稳

①基坑开挖前组织一定的格栅钢架、型钢、注浆材料等备用；

②严格按设计分段、分层开挖，并在规定的时间内做好支护；

③基坑开挖过程中加强监控量测，建立预警机制；

④开挖过程中监测出现预警时，及时增加临时支护，并调整开挖参数，控制下阶段变形值。

⑤当周边发生较大位移或沉降时，立即采取跟踪注浆措施。

(3)构筑物保护

①施工前对建筑物的现状进行调查，并进行风险评估。

②及时进行初支注浆，严格控制注浆压力，必要时进行多次补浆。

③施工中在洞内采用超前注浆加固朝向构筑物的土层，并做好应急预案。

④施工过程中加强监测和巡视，及时反馈信息，根据监测结果及时调整施工参数。

(4)吊装、运输及机械使用安全

①防止交叉作业，经常性检查限位、钢丝绳、吊具、料斗，操作过程中，要求平稳，有专人指挥，防止抓斗、料斗与井身支护发生碰撞。

②严禁停靠在基坑边缘的渣土车辆超载、超速行驶。

③起重机械使用时，严格按照起重机械安全操作规程进行，并由安全管理人员现场监督。

5总结

安全生产是人类生存发展过程中永恒的主题。搞好安全生产工作，只有通过详尽的施工方案、严格的施工管理、规范的施工行为以及完备的应急预案等方面来保证。

参考文献：

[1]超深竖井开挖施工方法浅析.中国水利水电出版社.