摘要：在城市快速發展的過程中，地鐵作為迅捷的交通工具越來越受到青睞，但在地鐵施工過程中，安全事故層出不窮。如何保證施工安全，特別是一些限制工藝的技術管理尤為重要。本文重點介紹在復雜地層條件下，如何保證人工挖孔樁安全高效的掘進，以及在掘進過程中的相關風險源分析及相關技術措施。
　　關鍵詞：人工挖孔樁、復雜地質、施工技術
　　武漢市洪山廣場站采用蓋挖逆作法施工，其中中間立柱樁采用Φ1800mm鉆孔樁+Φ900mm鋼管柱，鋼管柱安裝采用人工定位方法，因此自地面到鋼管柱底兩米采用人工挖孔成孔作為安裝鋼管柱的工作井，以下部分采用機械成孔的方式。洪山廣場地質情況復雜，在平面150m的范圍內，分5個地質條帶，分別為地質一區炭質灰巖區、地質二區煤層區、地質三區硅質巖區、地質四區泥巖區、地質五區鈣質泥巖區，區域內還存有一條承壓水帶，復雜的地質水文條件給實行人工挖孔樁帶來了極大的困難。如何制定出一套切實可行的技術措施克服復雜地質條件是擺在項目部的一大難題。通過對人工挖孔的方案的可行性充分論證，并組織專家研討會對人工挖孔的風險源逐一分析，主要存在以下5類風險源：
　　1、超深、護壁坍塌事故；2、巖溶區域人員墜落傷亡事故；3、承壓水擊穿護壁后坍塌事故；4、煤層區氣體超標人員中毒事故；5、爆破飛石、震速過大傷人事故。
　　項目部技術部門根據存在的風險源，本著技術先行，講科學，講實際的原則，對每一條風險源制定切實可行的技術措施。
　　一、事先籌劃，嚴把護壁質量關
　　洪山廣場人工挖孔樁最大挖深30m，如何保證護壁的施工質量，防止坍塌事故的發生，是人工挖孔樁成敗與否的關鍵。在施工前對護壁進行理論計算，混凝土護壁厚度t按下式計算：
　　
　　式中：
　　K—安全系數，取1.65；
　　P—土及地下水對護壁的最大壓力（MPa）；
　　D—挖孔樁外直徑（mm）；
　　fc—混凝土的軸心抗壓強度設計值（MPa）。
　　挖孔樁現澆混凝土護壁按其受力狀態進行設計，一般由受力最大處，即地下最深段護壁所承受的土壓力及地下水側壓力確定其厚度。施工中地面不均勻堆土產生偏壓力的影響可不考慮。本工程取KZ2樁，樁長40.21m，人工挖孔40.21m，地質條件參考地質鉆孔HCGC-17b，地下水位取1.5m。
　　當挖孔無地下水時：
　　
　　當有地下水時：
　　
　　式中：為混凝土護壁厚度，為安全系數，取1.65，為土和地下水對護壁的最大總壓力，為挖孔樁外直徑，為混凝土的軸心抗壓強度設計值，為挖孔樁護壁深度，為土的容重，為土的內摩擦角，為地面至地下水位深度，為水的容重。

　　總計 556.9948 
　　用C30混凝土fc=14.3MPa，D=1.8m
　　則t=1.65×556.9948×103×1.8/2×14.3×106=5.78cm
　　一般混凝土每節高0.9～1.2m，混凝土強度等級同樁身混凝土等級，壁厚取80～150mm，根據樁徑及土質情況，加適量Ф6～Ф8mm鋼筋，間距200～300mm。在節與節搭接處要求鋼筋彎鉤上下節搭接10cm，保證豎向受力傳遞。同時在井口部位要求護壁設置為倒“L”型形式，以確保鎖口部分不下陷。由于洪山廣場站人工挖孔的特殊性，人工挖孔后期還將作為鋼管柱安全定位的工作井，因此要求在護壁底部打設縱向1.5m的短錨桿，保證基底的穩定性。
　　二、調查摸底，探明巖溶發育情況
　　為滿足安裝鋼管柱的要求，洪山廣場的人工挖孔樁平均深度在30m左右，在地質一區范圍內嵌入炭質灰巖10m左右，按照地質構造學原理，一般在灰巖地區巖溶發育，特別是未填充的溶洞，一旦挖穿溶洞頂部后，極有可能造成人員墜落傷亡事故，為保證一線施工工人生命安全，項目部組織地質超前探，對炭質灰巖區進行補充勘查，對每個中間樁巖溶的發育程度掌握第一手資料，為了避免漏網之魚現場的發生，在原有地質一區分區線內樁補勘外，對分界線周邊的孔也進行了補充勘查。從勘查的結果來看，洪山廣場巖溶總體發育，在鉆探的48個孔中發現17個溶洞，見洞率35.4%，溶洞高度0.8至14m。本著先處理，后開挖的原則，制定了以下技術處理措施：
　　1）無填充和半填充溶洞：
　　（1）對洞徑大于2m且無填充溶洞和半填充溶洞，一般直接灌注水泥砂漿。必要時可考慮投碎石（5mm~10mm），后采用注漿加固的方法。投碎石處理時在原鉆孔附近補鉆兩個φ100投石孔，兩投石孔中心與原鉆孔中心需在同一連線上，兩投石孔可相互作為出氣孔。投石管采用鋼套管。
　　（2）對小于2m的無填充溶洞和半填充溶洞，可以直接采用灌注水泥砂漿。
　　2）全充填溶洞或洞徑小于2m的溶洞：
　　直接采用注漿，采用袖閥管注入水泥漿的方法進行填充加固。
　　注漿范圍和注漿孔布置：
　　
　　若外圈注漿孔仍存在巖溶，待地勘單位確認后，向外以1.5m半徑向外擴散，直到四個垂直方向鉆孔未出現巖溶。
　　同時要求開挖工人在開挖至洞頂3m處，系好安全帶，通過以上措施，在實際開挖過程中未出現相應的安全事故，保證了施工安全。
　　三、試驗+試挖，成功克服承壓水
　　根據地勘報告揭露，洪山廣場地質二區存在一條狹長的承壓水帶，在承壓水帶進行人工挖孔，一旦水壓擊穿覆土后，將直接導致護壁坍塌等事故發生，項目對此高度重視，反復請教中國地質大學的教授專家，對洪山廣場的水文地質進行分析研究，由于武漢地區缺少長江三級階地的降水經驗，為保證人工挖孔的安全，項目部在考察周邊施工工地降水的前提下，對廣場進行抽水試驗，以進一步確定承壓水頭，滲透系數等參數。通過降水試驗，洪山廣場的滲透系數(K)0.1015m/d，影響半徑選用27m，如此小的滲透系數應該對實施人工挖孔創造了有力條件，但是往往越樂觀反而會帶來安全隱患。為慎重起見，項目部決定在承壓水帶區選取三個樁進行試掘進，要求在穿越含承壓水帶地層時，護壁由原來15cm增加至20cm，護壁間搭接必須保證在10cm以上。通過試掘進樁位的出水量的情況，洪山廣場水量不大，為保證施工安全在每孔投入一臺抽水泵以備不時之需。對護壁間出現的滲透水情況及時

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