淺析城市地下綜合管廊施工基坑支護技術(shù)

張明亮 王 飛 楊 廣

（中建七局第二建筑有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

現(xiàn)階段，我國城市建設(shè)持續(xù)發(fā)展，大量城市已經(jīng)對地下綜合管廊著手研究并進行相關(guān)建設(shè)，轉(zhuǎn)變了城市以往粗獷式、不合理的發(fā)展方式。但是新方式的產(chǎn)生在一定程度上對施工技術(shù)提出了較高的建設(shè)要求，為了管廊施工能夠順利并安全生產(chǎn)，應(yīng)該采取合理、科學(xué)的支護技術(shù)。地下綜合管廊施工團隊應(yīng)深入了解各種基坑支護技術(shù)關(guān)鍵操作點，使不同技術(shù)可以相互配合發(fā)展，進而保證地下綜合管廊施工質(zhì)量及效率。該文首先對如何應(yīng)用城市地下綜合管廊基坑支護技術(shù)進行深入分析，并深入研究其構(gòu)成及建設(shè)的重要意義，接著提出了幾點相關(guān)技術(shù)的核心要點，為城市化進程發(fā)展提供一定的支持[1]。

1 地下綜合管廊構(gòu)成分析

地下綜合管廊從以下3 個方面進行討論：1） 管廊本體。在綜合管廊施工中，首先運用的建材主要是預(yù)制形式的鋼筋混凝土建材或是現(xiàn)澆。2） 其內(nèi)部構(gòu)成為不同形式的管線。地下綜合管廊建筑的核心就是居民生活中運用的不同形式的管道線路。其管線主要包括供熱管線、供水管線以及天然氣管線。此外，地下綜合管廊內(nèi)部構(gòu)成中還具有符合其構(gòu)造的監(jiān)控系統(tǒng)。地下綜合管廊中內(nèi)部的氧氣、濕度比較特殊，而且還有可能遇到非法進入的問題[2]，因此，綜合管廊內(nèi)部設(shè)有監(jiān)控系統(tǒng)及地面控制系統(tǒng)，以達到防止有關(guān)災(zāi)難的效果。3） 綜合管廊構(gòu)成還包括相對應(yīng)的供電、排水及消防系統(tǒng)。內(nèi)部設(shè)施在特殊天氣或特殊情況下容易受到供熱管道漏水或雨水天氣的不良影響，因此，應(yīng)根據(jù)實際情況設(shè)置排水系統(tǒng)。地下綜合管廊供電系統(tǒng)主要是為了維護光纜的日常運行工作及照明工作，消防系統(tǒng)主要是提高其內(nèi)部防電、防火的效果。

2 建設(shè)城市地下綜合管廊的重要性

2.1 為城市安全提供保障

在傳統(tǒng)城市管道建設(shè)過程中，施工團隊多數(shù)采用直埋作為管廊施工的主要工作方式，造成管道易遭受環(huán)境不良因素的影響，增加了故障率。使用綜合管廊后，能夠在專門的位置設(shè)置管道，隔絕外部環(huán)境所產(chǎn)生的不良影響。在地下綜合管廊中包括了所有管道，進而使城市空間可以得到最大化的可持續(xù)利用，從而減少浪費，有效地節(jié)約城市空間。在綜合管廊中日常維護修理工作也可以有效進行，減少外界因素對街道表面的破壞，而且地下管廊具有較強的抗災(zāi)害能力，故障產(chǎn)生后，能夠防止故障持續(xù)擴張的問題[3]。

2.2 為城市發(fā)展提供優(yōu)化方式

當前大多數(shù)城市發(fā)展方式都較為粗獷，造成一些城市化設(shè)施安裝不科學(xué)。對于管線建設(shè)來說，施工采用大量直埋會隨著管線使用的年限和時間持續(xù)增加，進而對街道產(chǎn)生不良影響。地下管廊建設(shè)可以讓城市地下結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)施更加科學(xué)化、合理化，進而改善其內(nèi)部環(huán)境，讓城市未來建設(shè)更加科學(xué)[4]。

2.3 提高城市內(nèi)部行政管理水平

在城市地下綜合管廊的建設(shè)過程中，主要包括電力管線、排水管線、燃氣管線等管道線路，錯綜交雜，不同設(shè)施存在不同的管理方式。但是這些管理都存在于一個建設(shè)空間中，所以不同的部門之間應(yīng)及時做好溝通交接工作，保障管線建設(shè)合理、正常。部分的管線管理工作在其完成后存在無法管理的困難，這在一定程度上需要城市政府制定更加科學(xué)的管理規(guī)定，統(tǒng)籌規(guī)劃管理項目，不同部門可以互相配合，使城市可以和諧發(fā)展。所以，地下綜合管廊可以有效地提升城市行政水平。

3 城市地下綜合管廊工程的施工難點

許多城市在進行地下綜合管廊項目施工建設(shè)過程中，都會受到工程概況、地質(zhì)水文和道路周邊環(huán)境等影響，進而遇到各類施工難點。經(jīng)過梳理分析，常見的施工難點可以分為2 大類，分別是老城區(qū)區(qū)域內(nèi)的施工難點和跨河流域內(nèi)的施工難點。

3.1 老城區(qū)區(qū)域內(nèi)的施工難點

3.1.1 難點分析

老城區(qū)區(qū)域內(nèi)的施工難點主要表現(xiàn)在由于老城區(qū)地域特征，導(dǎo)致區(qū)域周邊存在大量的地上高壓線以及地下各類管線設(shè)施問題。這些設(shè)備設(shè)施復(fù)雜交錯，錯誤的施工極容易帶來嚴重的安全隱患。此外，老城區(qū)建筑區(qū)域內(nèi)也存在著人流量大、來往車輛多以及地表水位高等問題，進而進一步加深了施工難度。總的來說，老城區(qū)域內(nèi)地下綜合管廊工程存在的施工難點包括以下4 個方面：1） 區(qū)域建設(shè)附近沿線的交通復(fù)雜，疏導(dǎo)困難，施工建設(shè)矛盾壓力大。2） 附近存在大量的高壓線等設(shè)備設(shè)施，專業(yè)要求較高。3） 老城區(qū)區(qū)域建設(shè)面積地下水位高，會對施工安全造成影響。4） 區(qū)域內(nèi)的交叉施工以及管線改遷等問題較多，必須要進行科學(xué)的規(guī)劃，才能夠保證施工順暢，也需要注重安全隱患的問題。

3.1.2 施工建議

在對老城區(qū)地下管廊建設(shè)施工過程中，一般都需要采取以下3 個方面的措施：沿線交通疏導(dǎo)、高壓區(qū)域的施工、降水或截水施工。

在沿線交通疏導(dǎo)過程中，如果項目正處于城市老城區(qū)的主干道上，該區(qū)域內(nèi)車流量較大，就必須要充分考慮施工期間可能會對主線路車流順暢性造成的不良影響，采取積極有效的措施加以應(yīng)對。而且大多數(shù)老城區(qū)土地開發(fā)程度較高，導(dǎo)致老城區(qū)地下管廊建設(shè)施工過程中的沿線需要經(jīng)過諸多的商鋪或小區(qū)，在施工期間必須要保證居民的正常生活和工作。沿線處如果有路口，必須要進行宏觀的規(guī)劃設(shè)計，充分考慮在路口處的車流疏導(dǎo)情況，避免出現(xiàn)由于施工造成的路口交匯處車流擁擠問題。

在高壓區(qū)域的施工過程中，必須要嚴格按照國家電網(wǎng)對于電力安全的要求，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際，有效地應(yīng)對各類電力安全隱患問題。需要注意以下2 個方面：1） 應(yīng)該建設(shè)電力保護區(qū)，在保護區(qū)內(nèi)進行建筑物或者構(gòu)筑物的建設(shè)。2）應(yīng)該采用先加固、后維護、再施工的方式來進行安全保障處理。使用地基加固方式，在高壓線區(qū)域內(nèi)進行施工安全防護，全力提高電力安全保障力度。

上水或截水施工是指一些老城區(qū)內(nèi)處于沖擊地段，上層滯水埋線較淺，地下水位卻較高，進而會導(dǎo)致施工安全受到一定的影響。所以必須要對施工區(qū)域進行降水及截水施工處理，在松散的地質(zhì)環(huán)境下利用人工填土的方式進行加固處理，并使用止水帷幕工藝對地下進行降水施工，或者使用冠梁施工的方式，當鉆孔灌注樁澆筑滿足一定強度時，在土方表層和樁間進行澆筑冠梁施工，能夠有效地提高圍護樁的強度。

3.2 跨河流域內(nèi)的施工難點

3.2.1 難點分析

跨河流域內(nèi)的施工難點主要表現(xiàn)在施工區(qū)域集中在河道的附近，地質(zhì)會受到河道的嚴重影響，存在淤泥松散、定型差的問題。另外有時需要進行河流改造處理，進一步增加了施工難度。

3.2.2 施工建議

在跨河流域內(nèi)實行地下綜合管廊施工項目面臨的難點是圍巖施工中如何正確處理河段施工環(huán)境對于管廊施工造成的不良影響。按照管廊施工的設(shè)計理念、標準要求以及河流段的地質(zhì)水文特征，對面臨的施工難點進行充分的分析，需要考慮施工的范圍、施工的層次、河道是否需要改道、止水帷幕的施工要求、修建施工便道的要求等。

明確施工范圍后，應(yīng)該采取分幅施工的方式，分層次進行保證不同區(qū)域內(nèi)施工的安全保障。

如果需要進行河流改道，可以利用引流的方式，采取土方開挖周圍邊坡加固，原河道位置設(shè)置擋水結(jié)構(gòu)等方式來實現(xiàn)河流改道目的。在河道圍堰施工建設(shè)時，主要的施工內(nèi)容包括土方的挖掘和回填、施工現(xiàn)場的道路修建、河流改道、止水帷幕施工建設(shè)、灌注樁施工和擋土墻施工等。一般情況下也需要按照區(qū)域劃分來進行分別的施工，才能夠提高不同任務(wù)下的工程質(zhì)量。

在進行河流圍堰施工過程中，必須要充分考慮到河道處多為淤泥松散的土質(zhì)，非常不利于機械運輸和施工建設(shè)。所以，在應(yīng)用圍堰的施工技術(shù)時，必須要對施工區(qū)域內(nèi)的地基進行有效的處理，才能夠真正保證區(qū)域內(nèi)施工作業(yè)的結(jié)構(gòu)符合承載要求。可以使用碎石投放的方式來提高淤泥土質(zhì)的承載能力；進入止水帷幕施工環(huán)節(jié)時，為了提高河道區(qū)域內(nèi)的止水成績，可以使用三重管擺噴工藝，每隔一段區(qū)域設(shè)置一個擺噴孔；此外，也應(yīng)該提高支護結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，采用專業(yè)的鉆孔灌注樁施工工藝，每隔1 個區(qū)域施工安裝1 個灌注樁；在進行擋水墻施工時，為了保證河道每個區(qū)域內(nèi)的不同施工都能夠順利完成，需要對部分河道內(nèi)施工安裝擋水墻，擋水墻可以采用懸臂式施工建設(shè)工藝來滿足不同水土壓力下對于地面承載能力的要求。

4 城市地下綜合管廊施工基坑支護技術(shù)要點的相關(guān)分析

4.1 打圍

在基坑支護技術(shù)施工過程中，為了保證過往人員和車輛的安全，在測量放樣后需要對施工區(qū)域?qū)嵤﹪鷵醮胧嚓P(guān)標準應(yīng)與地方標準及行業(yè)標準相結(jié)合。施工部門在對綜合管廊進行基坑支護技術(shù)時，應(yīng)在道路上設(shè)置警示標志，包括標識牌和警示牌等，準確提示過往行人和車輛根據(jù)規(guī)范指示牌所提示的方向行駛。必要時，地下綜合管廊施工過程應(yīng)安排專門的人員對交通進行疏導(dǎo)。城市主干道在進行施工過程時，應(yīng)對周圍車輛制定特殊指導(dǎo)方案，專業(yè)方案可以邀請專家進行設(shè)計。

4.2 清理障礙施工

根據(jù)前期設(shè)計報告所提供的信息對施工現(xiàn)場相關(guān)情況進行深入了解、觀察，對于施工區(qū)域應(yīng)做好清理措施，如天然氣、污水、雨水以及廢棄物等，及時確定通信管線位置，根據(jù)相關(guān)需要展開遷離工作。

4.3 基坑支護施工技術(shù)

對于地下綜合管廊施工工作來說，其施工過程一般較深，造成坑壁不穩(wěn)定，對地下水放坡造成一定不利影響，一旦放坡工程規(guī)模較大，應(yīng)該采取一定的措施對其進行支護。在采用噴射或錨桿進行加固的過程中，應(yīng)該保證管廊基開深度不超過4 m，施工區(qū)域土質(zhì)含水量應(yīng)保持在低水位，施工過程應(yīng)采用混凝土或錨桿掛網(wǎng)進行基坑工作，先逐層進行開挖，之后逐層進行加固工作。

4.3.1 拉森鋼板樁支護技術(shù)

假如基坑開挖深度不足5 m，可以采取拉森鋼板樁進行支護，鋼板樁應(yīng)盡量與設(shè)計需求相滿足，如果設(shè)計方案中沒有明確的要求，應(yīng)該根據(jù)桿狀受力狀況進行計算，以達到最為合理的深度。在打定位樁時，每隔9 m 設(shè)置1 根鋼板樁，注意鋼板樁的受力情況，一旦受力過大，應(yīng)該采取臨時支撐措施，進而保證基坑支護的安全性、穩(wěn)定性[5]。

4.3.2 混凝土灌注樁支護技術(shù)

開挖深度較大時，例如超過了10 m，一般采取混凝土灌注樁進行支護，特別是在基坑載荷過大時，尤其是周圍建筑過多時，必須要采取此類技術(shù)進行支護工作。基坑混凝土灌注樁一般采取鉆孔灌注樁進行施工，應(yīng)根據(jù)土層起伏面的不同狀況確定其注樁的長度以及直徑。在施工過程中，鋼筋如果使用的較少，施工就更簡單，而且可以更好地發(fā)揮其設(shè)施操作的作用，進而有效地保證施工質(zhì)量及效率。

4.3.3 微型鋼管樁支護技術(shù)

在基坑開挖深度不超過5 m 時，在滲水量不高的情況下，應(yīng)采取微型鋼管樁進行支護。在支護過程中，鉆孔直徑為0.04 m～0.08 m，在其入土之后應(yīng)該根據(jù)設(shè)計方案相關(guān)規(guī)定實施注漿，保證鋼管的固定設(shè)施，從而有效地保證注漿液合理向周圍擴散。

4.3.4 基坑排水施工技術(shù)

基坑施工過程其四周應(yīng)該設(shè)置合理的排水口，在此基礎(chǔ)上防止水溝出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，保證坑壁的穩(wěn)定性。在基坑每開挖1 層時應(yīng)設(shè)置降排水縱橫坡，在基坑開挖到20 cm 或30 cm 時應(yīng)禁止開挖，使用人工進行基底標高，并設(shè)置相應(yīng)的排水溝。

4.3.5 土釘墻施工技術(shù)

土釘墻施工和基坑開挖應(yīng)根據(jù)規(guī)律進行施工。土釘墻施工工序如下：首先，在基坑土方開挖時，預(yù)定好其厚度標志，對第一層基坑進行噴射，然后實施鉆孔、注漿等工作，最后對其實施鋼筋綁扎，鋼筋的厚度不應(yīng)超過20 mm，然后對第二層進行噴射。另外，水泥漿在初凝之前應(yīng)該使用完成。在對基坑進行噴射時，應(yīng)注意其正確噴射方法，避免造成施工問題。土釘注漿體和噴射強度在達到總設(shè)計的70%后才可以進行挖掘；硂的噴射厚度不能小于40 mm，此外，受噴表面與噴嘴距離應(yīng)準確把控，最好控制在600 mm～1 000 mm，并使其保持垂直狀態(tài)。土釘墻所運用的材料最好使用42.5 級的硅酸鹽水泥，并在初凝前期使用完成。

4.4 基坑監(jiān)控測量技術(shù)

監(jiān)控基坑測量技術(shù)是基坑支護技術(shù)工作的核心程序，此項工作在基坑支護工作中貫穿其全過程。此項工作的主要目的包括支護和坑壁的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，對其及時進行反饋，進而有效地指導(dǎo)基坑支護工作。分析不同的信息和數(shù)據(jù)，確定合理設(shè)計參數(shù)，進而保證支護工作的科學(xué)性。及時監(jiān)測坑壁與支護的應(yīng)力和形變，改善支護設(shè)計系統(tǒng)。基坑測量工作主要包括觀察基坑內(nèi)外工作、了解基坑變化，分析地表及支護結(jié)構(gòu)，測量外力、內(nèi)力變化，了解坑壁內(nèi)部、土體及錨桿軸力等情況。另外，還要根據(jù)地形實際情況對開挖斷面的形狀、寬度、深度和各種條件進行深入了解，選擇最為科學(xué)的施工方法和支護方法。測量工作展開應(yīng)與信息化技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)施工現(xiàn)場實際需求和不同情況設(shè)置不同操作類型，基坑周圍設(shè)置專門的觀測點，并設(shè)置專門的留證方式。測量工作應(yīng)該定期開展，對基坑建設(shè)情況應(yīng)持續(xù)進行監(jiān)控，保證基坑支護結(jié)構(gòu)的安全性、合理性，及時了解基坑建設(shè)情況，在一定情況下進行控制及調(diào)整。

4.5 基坑排水施工技術(shù)

為了防止基坑內(nèi)出現(xiàn)出水、積水等不良情況，應(yīng)該切實落實基坑的排水施工工作。在基坑四周合理地設(shè)置截水溝渠，接通出入水口，這樣一來，能夠有效地避免水溝產(chǎn)生滲水現(xiàn)象。基坑每深入挖開1 層，都應(yīng)設(shè)置橫縱坡，再開挖到20 cm～30 cm 時，使用人工在其兩側(cè)設(shè)置排水溝，基坑開挖橫斷面示意圖如圖1 所示。

圖1 某工程基坑開挖橫斷面示意圖

5 結(jié)語

總的來說，在地下綜合管廊建設(shè)過程中，基坑支護工作是能夠保證工程施工整體的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有關(guān)施工部門需要深入研究基坑支護工作的工作要點，勘察施工地區(qū)的地質(zhì)情況，在此基礎(chǔ)上制定施工技術(shù)設(shè)計方案，進而保證地下綜合管廊工作的完成質(zhì)量及效率。