地下連通道施工區(qū)域管線保護施工技術

鄭 杰

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

隨著城市化進程不斷加快，城市交通擁堵問題逐漸突出，大量城市積極發(fā)展地下交通。地下通道往往位于或通過現(xiàn)有道路下方，距離地下管線較近，其施工勢必會對周邊既有地下管線安全產(chǎn)生影響。地下通道施工對地下管線的影響主要體現(xiàn)在以下2個方面：一是基坑開挖導致土體沉降，從而地下管線也隨之沉降產(chǎn)生變形，甚至破壞；二是在基坑開挖階段，大型機械設備在施工中極易造成管線的損壞[1]。

為避免地下通道施工對地下既有管線造成影響，現(xiàn)有的解決辦法主要分為2類[2]：一是通過改遷既有管線避開施工區(qū)域，這一方法安全、實用，施工區(qū)域內(nèi)的重要管線應盡可能采取遷移措施，然而有時管線遷移需要消耗極高的財力、物力，還可能出現(xiàn)施工單位因某一管線無法改遷或者改遷進度過慢而耽誤工期的情況，因此該方法并不能適用所有情況；二是采取原位保護措施確保基坑開挖過程中的管線安全，常見的原位保護措施有基坑土體加固、管線底部支架保護、管線頂部懸吊保護等。對于遷移代價過高的管線（例如高壓電纜線）宜采取原位保護措施，在確保管線安全的前提下，可以達到降低成本、縮短工期的目的[3]。

1 工程概況

1.1 工程概況

本工程綠地中心·杭州之門（圖1）位于浙江省杭州市蕭山區(qū)錢江世紀城，規(guī)劃成為集綜合商務辦公樓、五星級酒店及精品商業(yè)等功能為一體的綜合大型項目。項目用地面積約77 572 m2，總建筑面積約513 226 m2。塔樓上部結構63層，建筑高度達302.6 m，項目落成后將以流暢的線條、獨特的造型成為杭州地標群中重要的組成部分，成為杭州市天際頂點。

圖1 綠地中心·杭州之門項目效果圖

1.2 地下連通道概況

綠地中心·杭州之門項目共設有3個地下連通道，3個連通道（1#、2#、3#）分別位于主體工程基坑西側、東側、東北側。西側連通道（1#）與在建的杭州奧體中心綜合訓練館相連通，東側連通道（2#）和東北側連通道（3#）與已投入使用的杭州國際博覽中心相連通。

3個地下連通道中，東北側連通道（3#）管線情況最為復雜，因此本文以東北側連通道（3#）基坑開挖工程為依托，闡述其基坑開挖過程中管線的保護措施和關鍵工序。

東北側連通道（3#）位于地下1層，長度162.6 m，寬度9.8 m，開挖深度－7.50～－8.95 m。

2 地下管線情況

根據(jù)早期物探成果及杭州國際博覽中心提供的資料，東北側連通道（3#）地下管線眾多，有雨水、污水、強電、弱電等管線。為探明管線、確保管線安全，采用人工開挖方式開挖樣溝，探明管線走向、管線埋深及管線尺寸，管線開挖成果如圖2所示。

圖2 東北側連通道地下管線走向示意

施工區(qū)域內(nèi)的各類管線在一般情況下，應盡可能采取遷移措施，因此本項目雨水管線、污水管線、通信管線均采取管線遷移的方法避開基坑開挖區(qū)域。然而電力管線改遷費用高昂且改遷周期長，改遷一次電力管線的費用至少約2 000萬元，施工周期約1 a，基于上述原因，電力管線決定采用原位保護措施。

在圍護樁和工程樁施工之前，現(xiàn)有雨水管線、污水管線、通信管線必須廢除。為了保證項目東側杭州國際博覽中心正常運作，將管線遷改至已施工完成的地下室頂板上，待地下連通道施工完成后，再將管線遷改回原位。

3 強電管線原位保護施工工藝

強電管線為排管外包混凝土結構，排管共12孔，分為上中下3排，每排4根。電纜導管采用外徑185 mm、壁厚4 mm的熱浸塑鋼管，導管外部采用C25混凝土包方保護，混凝土包方的頂部及底部設有鋼筋網(wǎng)，縱筋7φ14 mm，箍筋φ12 mm@150 mm，混凝土包方的截面尺寸為1 070 mmh 840 mm，包方下方為厚100 mm的C15素混凝土墊層。

強電管線斜穿東北側連通道基坑，基坑東側為杭州國際博覽中心，基坑北側為高架橋及七甲河，基坑西側及南側為項目主體結構。根據(jù)現(xiàn)場實際勘測，場地標高1.50 m，強電管線頂面標高為－1.49 m，埋深2.99 m，強電管線與東北側連通道位置關系如圖3所示。基坑寬度約11 m，基坑范圍內(nèi)上部為砂質(zhì)粉土，土體性質(zhì)較好；中部為粉質(zhì)黏土層，土體性質(zhì)較好；下部為粉質(zhì)黏土層，土體性質(zhì)較差。圍護結構均采用鉆孔灌注樁與高壓旋噴樁組合結構，φ900 mm@1 100 mm鉆孔灌注樁、φ800@1 100 mm高壓旋噴樁，鉆孔灌注樁與高壓旋噴樁搭接300 mm，管線兩端圍護結構則采用全方位高壓旋噴注漿MJS施工工法。

圖3 強電管線與東北側連通道位置關系示意

考慮到強電管線和東北側連通道基坑的位置關系，采取以下措施對強電管線進行原位保護：

1）在樁基工程施工前，對管線混凝土周邊地基土體進行加固。

2）樁基工程包括圍護樁及立柱樁，樁基施工完成后，進行壓頂梁施工，壓頂梁遇管線混凝土斷開，改設混凝土擋墻。

3）開槽安裝型鋼托梁，托梁與立柱樁上格構柱連接。

4）基坑開挖至第1道支撐，第1道支撐施工。

5）施工加強立柱。

6）進行第1道支撐以下基坑開挖施工。

3.1 強電管線地基加固工程

樁基施工可能會造成管線地基土體沉降，從而使混凝土包方受彎并產(chǎn)生形變甚至破壞。為確保管線混凝土的安全，在樁基工程施工前，采用新型地基加固技術，即地內(nèi)壓力可控高壓旋噴技術對管線下方及四周地基土體進行加固。新型高壓旋噴工藝具有可斜打、穩(wěn)定、噴漿壓力可控的優(yōu)點，實用有效。

3.2 管線兩端圍護樁施工

為確保管線安全，管線兩端圍護結構采用全方位高壓旋噴注漿MJS施工工法，MJS工法可以水平、傾斜、垂直全方位 進行高壓噴射施工。

3.3 管線兩側立柱樁及型鋼托梁施工

立柱樁分為增打立柱樁和利用主體結構工程樁的立柱樁這2種類型，全部采用鉆孔灌注樁內(nèi)插角鋼格構柱的形式。

待壓頂梁施工完成，人工開槽施工管線混凝土型鋼托梁，使管線混凝土可以將荷載通過型鋼托梁傳遞給立柱樁，防止基坑開挖后管線混凝土因重力荷載過大而被破壞。型鋼托梁擱置于托座件上，型鋼托梁與托座件采用高強螺栓連接，托座件與格構柱焊接連接（圖4）。

圖4 立柱樁、型鋼托梁節(jié)點結構示意

3.4 管線兩端混凝土擋墻施工

當壓頂梁遇管線混凝土時，壓頂梁斷開改設混凝土擋墻[4]（圖5）。

圖5 混凝土擋墻結構示意

3.5 管線混凝土加強立柱施工

第1道支撐施工完成后，在第1道支撐上方增設管線混凝土加強立柱（圖6）。

圖6 加強立柱結構示意

3.6 管線監(jiān)控監(jiān)測

對管線混凝土設置各類監(jiān)測點（表1），在整個基坑開挖過程中實時監(jiān)測管線是否發(fā)生變形，確保管線安全可控[5-7]。

表1 管線混凝土監(jiān)測項目與監(jiān)測點布置

4 結語

針對基坑開挖施工區(qū)域內(nèi)既有管線如何保護的問題，本文依托項目實際，在探明管線情況的基礎上，針對不同類型的管線分別采取管線搬遷和原位保護等技術措施。在管線原位保護施工技術中，采用 地內(nèi)壓力可控高壓旋噴技術 進行管線周圍地基土體加固，在管線附近普通樁基施工工藝無法施工時提出采用MJS工法樁，并詳細介紹了管線原位保護裝置，最終解決了地下連通道施工區(qū)域管線保護及遷改的問題，既節(jié)省了成本又縮短了施工工期。隨著地下空間的不斷發(fā)展，越來越多的工程可能會面臨類似的問題，期望能為類似工程提供借鑒。