地下工程施工安全策划及案例分析

2023-10-09 理论教育版权反馈

【摘要】：逆作法施工与常规顺作法施工相比，其安全策划重点，既有相同的地方，亦有其独特的一面，作为工程的各参与主体，要针对其安全策划的要点对工程进行安全控制。图5-5错层位置结构加腋处理4）土方开挖施工的安全控制重点在逆作法施工过程中，大部分的土方开挖都是采取暗挖的方式进行，因而土方开挖的安全管理尤为重要。

逆作法施工与常规顺作法施工相比，其安全策划重点，既有相同的地方，亦有其独特的一面，作为工程的各参与主体，要针对其安全策划的要点对工程进行安全控制。下面针对逆作法六个不同方面进行安全控制重点阐述。

1）地下连续墙施工的安全控制重点

在逆作法施工中，围护结构在基坑开挖阶段用作支护结构，在使用阶段按设计要求可用作永久外墙，因而围护结构的安全和稳定在逆作法施工中很关键。

在施工前，要做好施工区域的勘查工作，掌握地下管线及相邻建筑物地下管线的埋设情况，以及距离地铁隧道的实际距离。在挖掘之前，要清除地面和地下的一切障碍物后，方能进行施工。

逆作法施工中，地下支护结构既起到临时支撑的作用，又是地下建筑物的永久结构，因而地下连续墙的变形、位移、沉降都必须在设计的允许值内（图5-4）。在地下连续墙的施工过程中要预埋观测点，在施工期间及施工后要委托有资质的检测单位进行定期检测，发现异常情况，要马上通知各方进行处理，确保基坑的稳定。

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图5-4　地下连续墙施工过程安全控制

2）竖向支承系统施工的安全控制重点

在施工前，要做好施工区域的调查工作，掌握地下管线及相邻建筑物地下管线的埋设情况。最好能明确岩层分布、地下水、地下气体情况。并要认真研究钻探资料，分析地质情况，对可能出现的流砂、管涌、涌水以及有害气体情况引起重视，并要制定有针对性的防护措施。有必要经过施工前的有限元模拟计算，确保立柱桩的极限承载力验算。

3）水平支护结构的安全控制重点

水平结构构件与支护结构相结合，利用地下结构的梁板等内部水平构件兼作为基坑工程施工阶段的水平支撑系统。水平结构构件与支护结构的相结合具有多方面的优点，主要体现在两个方面：一是利用地下结构梁板具有平面内巨大结构刚度的特点，可有效控制基坑开挖阶段围护体的变形，保护周边的环境，因此该设计方法在有严格环境保护要求的基坑工程得到了广泛的应用；二是还可节省大量临时支撑的设置和拆除，对节约社会资源具有显著的意义，同时可避免由于大量临时支撑的设置和拆除而导致围护体的二次受力和二次变形对周边环境以及地下结构带来的不利影响，另外，随着逆作挖土技术水平的提高，该设计方法对节省地下室的施工工期也有重大的意义。

基坑水平支护结构极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。其中，以全逆作为例说明，由于全逆作法施工是先施工分界面的楼板，然后同时向上下两个方向一起施工，而分界面的楼板作为永久结构，同时也起到水平支撑的作用，错层地方为提高水平结构的刚度，需要加腋处理（图5-5），支护结构的计算长度与每次土方开挖深度有关。有鉴于此，基坑水平支护结构均应按最不利的状态进行承载能力极限状态计算，确保支护结构的安全。特别重大的施工项目，有必要进行有限元分析模拟计算，以确保达到最大限度的安全控制。

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图5-5　错层位置结构加腋处理

4）土方开挖施工的安全控制重点

在逆作法施工过程中，大部分的土方开挖都是采取暗挖的方式进行，因而土方开挖的安全管理尤为重要。土方开挖的安全控制重点（图5-6）包括：

（1）在逆作法的挖土过程中，随着挖土的进展和地上、地下结构的浇筑，作用在周边地下连续墙和中间支承柱上的荷载越来越大，因而挖土的施工周期要控制在合理范围内，不能拖得过长。(www.chuimin.cn)

（2）逆作法的施工挖土方式主要采用暗挖，并由上向下进行。当每次挖土时，基坑外的土会对支护结构产生主动土压力，而且压力会随土方开挖深度的增加而不断加大，支护结构所承受的荷载也不断加大。考虑到支护结构的承受能力，每次开挖土方前，都要制定详细的施工计划和施工方案，并严格按照施工方案进行施工。在开挖过程中，要安排施工员在现场指挥，挖土机不得碰撞梁板及支承柱结构。

（3）要合理布置通风系统。逆作法施工的大部分土方开挖都是在封闭的状态下进行，施工机械会产生大量的废气和有害粉尘，无法自然排出室外，需要采用机械通风，保证工作面的空气流通。

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图5-6　土方开挖控制重点示意图

（4）注意用电安全。在开挖过程中，进坑的动力及照明电线应使用电缆，其走向应设计，在支撑或坑壁上要可靠地进行固定。要求电源线位置高于操作面2.0 m以上。坑内有足够的照明度，照明要架设在上层楼板的下方，并做到有序排列和使用低压电气设备。

5）地下室防水施工的安全控制重点

逆作法施工在地下室底板及衬墙与连续相接的位置都要做防水层，由于防水层的材料都是化学物质，加上在封闭的环境下施工，对工作人员很容易造成职业伤害，因而要做好安全措施，其安全控制重点包括：

（1）施工前对参加操作的全体人员进行安全教育和详细的安全技术交底，患有慢性皮肤病或有过敏反应者均不得参加施工操作。

（2）施工现场要注意防火，严禁吸烟和使用明火的设备和设施。堆放材料的库房应通风良好，必要时要进行机械通风，同时要配备足够的消防器材设备。施工现场备有急救备用药品，以防操作人员出现恶心、头晕等症状时涂抹急救之用。

（3）施工现场要注意通风，除穿戴防护用品外，还要适当采取对操作人员轮换、工间休息、下工后冲洗、沐浴等措施。

6）地上、地下工程同时施工的安全控制重点

全逆作法施工的特点是当分界面的结构施工完毕后，地上、地下的结构可以同时施工。与传统的施工方法比较，全逆作法施工加快了工程的施工进度，但是由于地上、地下结构同时施工，也增加了现场的安全控制难度，其安全控制重点包括：

（1）全逆作法施工是地上、地下同时施工，由于地上部分的结构施工速度相对较快，当上部结构施工到一定程度时，上部结构自重所产生的荷载都要由地下连续墙和支承柱承担。由于地下结构施工速度相对较慢，支承柱和连续墙没在梁板支撑时，其计算长度与计算模型相比成倍数增长，受力非常不利。因而在施工前要由设计计算出地下室完工时上部可以施工的层数，并严格按照设计要求进行施工，以确保地下室的施工安全。

（2）上部施工搭设脚手架时，脚手架钢管位置不能搭设在地下室范围内。如果现场条件不具备，可以在二层楼面悬挑槽钢，然后将脚手架的钢管架立在槽钢上面。

（3）地上、地下结构的施工用电线路分开两组使用，避免相互干扰，并严格按照施工现场临时用电的要求进行铺设。

（4）由于全逆作法施工的主体结构施工是地下、地上部分同时进行，当上、下部分的施工由不同的班组作业时，有关的预留洞口、电梯间及周边的封闭可能出现先后进行或封闭不及时的情况，容易造成交叉伤害的情况，给现场的施工带来很大的安全隐患。因而现场工序插入安排和安全围护的及时跟进十分重要。

地下工程施工安全策划及案例分析

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