基坑工程与地下工程环境影响探讨

摘要：随着城市工程建设规模不断扩张，越来越多的建筑工程开始重视地下空间的开发。基坑工程以及地下工程施工安全都属于地下工程项目施工期间十分重视的内容，不仅关系着工程施工质量，也与施工进度密切相关。为此，该文以某地铁工程为例，基于其读地质与水文条件，分析其基坑工程与地下工程安全风险与应对方案，同时详细分析施工期间对附近环境所产生的影响，并提出相应的解决方案，以期为我国基坑工程与地下工程施工提供一定的参考。

关键词：基坑工程；地下工程；环境影响控制措施；盾构施工；施工安全

基坑工程与地下工程都属于大规模工程之中的关键环节，例如：施工单位在建设地铁等各类公共设施时，需要考虑基坑工程多处于繁华地段，且附近存在诸多建筑物，基坑工程开展期间，可能对附近建筑物稳定性以及附近环境产生一定程度的影响，同时可能引发支护结构不稳定的问题，进而对施工人员生命安全以及附近生态环境产生严重的威胁。为此，该文以某地铁工程项目为例，讨论如何减少基坑工程对环境的影响，并保证地下工程安全。

1工程项目概况

1.1工程项目简介

该次研究工程项目总计两站站1个区间，全长816.6m，采用盾构施工方式，区间设立一条联络通道。盾构区间运用1台（管片外径设定为Φ6200mm）土压平衡盾构设备完成隧道的挖掘，施工流程如下：施工人员在站1（见图1）一端组装，并向站2（见图2）掘进，抵达终点之后，将盾构设备吊出，结束施工。此次工程地处城市中心区域，是繁华地段，附近环境相对复杂，对施工标准有较高的要求，对施工单位能力要求较高。

1.2工程地质与水文环境

该次工程项目地处长江下游三角洲冲积层，从上到下可以区分为7层，细分为16个亚层，区间隧道埋深深度在10.3~14.1m，隧道依序穿过了③-1粉砂夹粉土层以及③-2分析砂层；隧道之上覆盖的土层具体包括填土层、粘质粉土夹杂粉质黏土层以及粉砂夹杂粉土层；下卧层则具体以粉质粘土层以及分析砂层为主。其中粉土层与粉砂层具有较强的透水性，如果地下水压力达到一定程度，可能会产生流砂现象。④-1层土地较为软弱，具有一定触变特性，容易受到破坏。整体而言，该次施工所在环境属于相对稳定的环境。施工范围内，地表水资源较为丰富，水头埋深深度在2~5m之间。环境归入Ⅱ类环境，潜水层可以对混凝土结构产生一定的腐蚀性，而承压水层也会对混凝土产生一定的腐蚀，但是腐蚀强度相对较弱。

2基坑工程与地下工程安全风险及应对措施

2.1基坑工程与地下工程安全风险

基坑工程与地下工程施工期间，为了方便针对安全风险开展技术管理，工程将风险区分为自身风险以及环境风险[1]。结合我国相关风险技术管理体系文件所提出的要求、安全风险级别划分标准，该次工程将基坑工程单从盾构始发、盾构到达以及联络通道这3个方面讨论存在的安全风险，并为其划分风险等级（具体见表1），结果显示盾构区间风险处于Ⅱ级至Ⅱ+级之内。

2.2基坑工程与地下工程风险应对措施

2.2.1加强风险控制措施该次工程项目结合始发站与终点站区域的地质环境，合理制定两端底层的加固技术方式，并严格依照制定的方案对端头的土体进行加固，保证加固整体质量，以降低盾构施工期间始发与抵达期间的风险[2]。针对两站区间内的地质条件状况，检测人员需要不断地对水文环境、地质条件予以多次测量、调节以及改善土压平衡盾构掘进施工相关数值，针对盾构掘进相关参数予以全面掌握，如果期间发现存在异样，则必须第一时间予以调节；施工人员需要运用确实可行的技术方案来掌控盾构挖掘的方向，并时刻保证盾构姿态的正确性，随时矫正掘进存在的偏差性，保证施工结束后的隧道轴线以及管片受到应力处于可接受范围之内；施工人员需结合该地区地质条件设计联络通道的位置水平冻结的施工工艺，研究水平冻结工艺期间，钻孔环节、开挖环节以及浇铸环节等工序期间可能产生的风险，并预先做好应对处理。2.2.2建立完善的风险管理制度健全的风险管理质素属于开展施工风险管控的基础以及保证，结合该次项目特征以及传统风险管控经验，该项目的风险管控措施具体有如下几项：第一，坚持项目经理承担所有责任、安全经理承担安全责任以及各个级别管理人员承担对应责任的基本原则，全方位构建并落实管理责任制度以及风险管控逐级责任制度。第二，施工人员开展风险管理，明确所有岗位工作人员承担的责任，保证责任落实到位，使得所有人明确个人承担的责任，同时制定相应的奖惩制度，针对完成岗位职责的施工人员，予以一定奖励，反之予以一定的经济惩罚。积极开展风险管理培训，组织所有施工人员参与其中，使得施工人员风险意识得到提高，在生产期间严格依照相关规定进行操作。坚持风险工程审计制度，结合风险工程分级与有关资料，制定更为健全的施工安全技术交底工作，制订更为安全的施工计划，并进行施工风险预告。落实风险监督控制、评价以及预警制度，施工期间，借由对施工流程的监管，实现对不同风险源的安全风险控制，第一时间对监控所获取的信息进行分析以及研究，据此判断当前施工的安全性与风险性。落实风险监督、控制、评价以及预警消息传输制度，施工期间合理运用不同形式的监督、巡视以及评价信息，落实预警响应以及处理技术，施工期间需要预先判断可能产生的预警状态，信息传输期间，也需要组织施工人员针对数据进行研究与分析，强化监测、巡视，开展前期的风险管控，等待监控管理中心确认预警达到的等级之后，根据级别予以对应的处理。2.2.3风险工程应对方案为了加强对风险工程的管控，需要严格落实风险管理制度，强化监督、控制、评价以及预警制度的落实力度，基于预警制度的基础之上，结合风险工程指定更为详细且严格的预警流程，即结合施工步骤以及工艺技巧等所产生影响，将设计的预警值细分在各个施工流程内，如此使得所有施工流程均在施工单位掌控之中，以免产生由于前期施工所引发的预警值耗损过高而之后难以控制的现象。

3基坑工程与地下工程施工环境影响与应对措施

3.1基坑工程与地下工程环境影响

3.1.1施工噪声基坑工程与地下工程施工的噪声一般源自如下两个方面：一方面，盾构施工期间，需要对原路面进行凿除处理、打入工程桩以及开挖土方等；另一方面，盾构挖掘过程中，隧道之中的电瓶车运输、注浆设施以及吊装设施在实际运行过程中同样会产生较高的噪声[3]。3.1.2地下水位改变以及地下水污染现象施工人员运用将水发稳定开挖面过程中，将造成地下水位降低，进而引发地表产生沉降或是井水枯竭等问题。另外，如果运用化学注浆改善土体，将造成地下水受到严重的污染。3.1.3缺氧基坑工程与地下工程施工期间，如果在前方遇到硬度较高的障碍物，必须通过人工才能进行凿除，此时就需要应用压气法开展施工。应用压气法施工期间，施工人员有概率出现缺氧的症状。此时，施工人员可能产生脉搏以及呼吸频率增加、注意力下降，乃至产生中枢神经障碍的症状。故而，必须运用行之有效的防治方案保护施工人员安全。

3.2基坑工程与地下工程环境影响应对措施

3.2.1噪声控制通常情况下，基坑工程与地下工程施工所形成的噪声理应限制在本区域噪声限制标准之下，然而许多情况下施工噪声可能超过限定标准值。为此，施工企业可以尝试通过如下方式减少对附近居民所产生的影响[4]。具体方案如下：第一，选择采用噪音低的方式以及设备，例如在城市开展基坑工程与地下工程时间，可以选用静力压桩或是关注桩等方式。第二，针对形成噪声的施工设备予以隔音处理。例如：在设立罩子，或是安装对应的消声装置。第三，选择合适的施工时间，尽可能规避附近居民日常工作时间以及休息时间。第四，要求基坑工程与地下工程施工人员佩戴防噪音的装置。3.2.2地下水污染防治方案针对基坑工程与地下工程期间地下水污染防治工作，可采用如下措施[5]：第一，将现场的污水排放至下水道中，借助沉淀池，将其中的悬浮物质去除，如果呈酸性，或是碱性，应予以适当的中和处理，针对污水内存在的油污，尽可能令其上浮，之后予以吸附分离清除。第二，施工人员在施工范围内设立多个观测井，时刻检查水位与水质状况，若水位或是水质变化，则需要及时应对。3.2.3缺氧措施施工单位应尽量避免选用压气法。若必须使用，则可尝试采用如下方式进行防治：第一，针对可能产生缺氧的区域，通过注浆法或是隔离施工的方式予以堵塞[6]。第二，如果施工区域内存在旧井，则将其回填，或是在施工期间，将正在应用的水井进行封锁。第三，时刻监测施工范围内氧气含量，一旦产生缺氧现象，需要及时予以处理。

4结语

现如今，我国工程项目数量不断增加，基坑工程与地下工程安全及对环境的影响也成为施工单位关注的重点。就该次研究实例可知，基坑工程与地下工程施工依旧存在许多安全问题，对此应采用加强风险控制措施以及建立完善的风险管理制度等措施予以控制，保证施工人员的生命安全以及施工的顺利进行。同时，施工人员还需要注意施工期间对环境方面的影响，并通过合理的方式，减少对环境产生的影响。

参考文献

[1]吕时根.基坑工程与地下工程安全及环境影响控制分析[J].百科论坛电子杂志,2019(23):230.

[2]王卫东,丁文其,杨秀仁,等.基坑工程与地下工程——高效节能、环境低影响及可持续发展新技术[J].土木工程学报,2020,53(7):78-98.

[3]鲁永辉.市政工程深基坑基底加固施工工艺及质量控制研究[J].建材与装饰,2020(18):268,271.

[4]邸国恩.某邻江深大基坑工程关键问题及设计对策研究[J].工程质量,2020,38(S1):50-55.

[5]谈亦帆,言建标,熊伟,等.基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究[J].土木与环境工程学报(中英文),2020,42(2):56-64.

[6]张鑫磊,新形势下建筑深基坑工程施工技术及其安全管理方法研究[J].工程建设(重庆),2020(4):123-125.

作者：张闯 单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州院