基坑工程與地下工程環(huán)境影響探討

時間:2022-06-17 15:05:10

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基坑工程與地下工程環(huán)境影響探討

摘要:隨著城市工程建設(shè)規(guī)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(fā)。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(nèi)容,不僅關(guān)系著工程施工質(zhì)量,也與施工進度密切相關(guān)。為此,該文以某地鐵工程為例,基于其讀地質(zhì)與水文條件,分析其基坑工程與地下工程安全風(fēng)險與應(yīng)對方案,同時詳細分析施工期間對附近環(huán)境所產(chǎn)生的影響,并提出相應(yīng)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(guān)鍵詞:基坑工程;地下工程;環(huán)境影響控制措施;盾構(gòu)施工;施工安全

基坑工程與地下工程都屬于大規(guī)模工程之中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),例如:施工單位在建設(shè)地鐵等各類公共設(shè)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(wěn)定性以及附近環(huán)境產(chǎn)生一定程度的影響,同時可能引發(fā)支護結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題,進而對施工人員生命安全以及附近生態(tài)環(huán)境產(chǎn)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(huán)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(qū)間,全長816.6m,采用盾構(gòu)施工方式,區(qū)間設(shè)立一條聯(lián)絡(luò)通道。盾構(gòu)區(qū)間運用1臺(管片外徑設(shè)定為Φ6200mm)土壓平衡盾構(gòu)設(shè)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(gòu)設(shè)備吊出,結(jié)束施工。此次工程地處城市中心區(qū)域,是繁華地段,附近環(huán)境相對復(fù)雜,對施工標(biāo)準(zhǔn)有較高的要求,對施工單位能力要求較高。

1.2工程地質(zhì)與水文環(huán)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(qū)分為7層,細分為16個亞層,區(qū)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(zhì)粉土夾雜粉質(zhì)黏土層以及粉砂夾雜粉土層;下臥層則具體以粉質(zhì)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(chǎn)生流砂現(xiàn)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(huán)境屬于相對穩(wěn)定的環(huán)境。施工范圍內(nèi),地表水資源較為豐富,水頭埋深深度在2~5m之間。環(huán)境歸入Ⅱ類環(huán)境,潛水層可以對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的腐蝕性,而承壓水層也會對混凝土產(chǎn)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(fēng)險及應(yīng)對措施

2.1基坑工程與地下工程安全風(fēng)險

基坑工程與地下工程施工期間,為了方便針對安全風(fēng)險開展技術(shù)管理,工程將風(fēng)險區(qū)分為自身風(fēng)險以及環(huán)境風(fēng)險[1]。結(jié)合我國相關(guān)風(fēng)險技術(shù)管理體系文件所提出的要求、安全風(fēng)險級別劃分標(biāo)準(zhǔn),該次工程將基坑工程單從盾構(gòu)始發(fā)、盾構(gòu)到達以及聯(lián)絡(luò)通道這3個方面討論存在的安全風(fēng)險,并為其劃分風(fēng)險等級(具體見表1),結(jié)果顯示盾構(gòu)區(qū)間風(fēng)險處于Ⅱ級至Ⅱ+級之內(nèi)。

2.2基坑工程與地下工程風(fēng)險應(yīng)對措施

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

3基坑工程與地下工程施工環(huán)境影響與應(yīng)對措施

3.1基坑工程與地下工程環(huán)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(gòu)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(gòu)挖掘過程中,隧道之中的電瓶車運輸、注漿設(shè)施以及吊裝設(shè)施在實際運行過程中同樣會產(chǎn)生較高的噪聲[3]。3.1.2地下水位改變以及地下水污染現(xiàn)象施工人員運用將水發(fā)穩(wěn)定開挖面過程中,將造成地下水位降低,進而引發(fā)地表產(chǎn)生沉降或是井水枯竭等問題。另外,如果運用化學(xué)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(yīng)用壓氣法開展施工。應(yīng)用壓氣法施工期間,施工人員有概率出現(xiàn)缺氧的癥狀。此時,施工人員可能產(chǎn)生脈搏以及呼吸頻率增加、注意力下降,乃至產(chǎn)生中樞神經(jīng)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(huán)境影響應(yīng)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(yīng)限制在本區(qū)域噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)之下,然而許多情況下施工噪聲可能超過限定標(biāo)準(zhǔn)值。為此,施工企業(yè)可以嘗試通過如下方式減少對附近居民所產(chǎn)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(shè)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(guān)注樁等方式。第二,針對形成噪聲的施工設(shè)備予以隔音處理。例如:在外圍設(shè)立罩子,或是安裝對應(yīng)的消聲裝置。第三,選擇合適的施工時間,盡可能規(guī)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(xiàn)場的污水排放至下水道中,借助沉淀池,將其中的懸浮物質(zhì)去除,如果呈酸性,或是堿性,應(yīng)予以適當(dāng)?shù)闹泻吞幚恚槍ξ鬯畠?nèi)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(nèi)設(shè)立多個觀測井,時刻檢查水位與水質(zhì)狀況,若水位或是水質(zhì)變化,則需要及時應(yīng)對。3.2.3缺氧措施施工單位應(yīng)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(chǎn)生缺氧的區(qū)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(qū)域內(nèi)存在舊井,則將其回填,或是在施工期間,將正在應(yīng)用的水井進行封鎖。第三,時刻監(jiān)測施工范圍內(nèi)氧氣含量,一旦產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象,需要及時予以處理。

4結(jié)語

現(xiàn)如今,我國工程項目數(shù)量不斷增加,基坑工程與地下工程安全及對環(huán)境的影響也成為施工單位關(guān)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(yīng)采用加強風(fēng)險控制措施以及建立完善的風(fēng)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(huán)境方面的影響,并通過合理的方式,減少對環(huán)境產(chǎn)生的影響。

參考文獻

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作者:張闖 單位:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司鄭州院