城市綜合管廊基坑支護綠色、快速施工技術

高磊

（中交第二航務工程局有限公司，湖北武漢 430000）

0.概況

梅觀高速清湖南段市政化改造工程一標為南北向，起于民樂立交北側原梅林主線收費廣場南端，止于留仙立交起點附近，路線全長約2.24km，沿途依次與梅坂大道、規劃民樂路、民康路、軌道交通5號線、平南鐵路等道路相交。綜合管廊沿梅觀道路東西兩側輔道雙側布設，管廊總長4.605km。道路西側輔道下方布設兩艙綜合管廊，斷面尺寸為8.8m×4.1m，管廊長2.270km；道路東側輔道下方布設兩艙綜合管廊，斷面尺寸為7.1m×4.1m，管廊長2.335km。

地質情況從上至下依次為：人工填土、淤泥質黏土、全～微風化粗粒花崗巖。地下水位埋深3m～15m，圍護方案分下述類型：

（1）放坡+土釘墻，主要用于基坑開挖深度不超過6m，開挖深度內主要土層為填土和粘性土，坡比采用1:0.75，土釘墻噴錨護面。（2）鋼板樁+鋼支撐，適用于開挖深度7m至7.5m的基坑，采用拉森Ⅳ鋼板樁400mm×170mm支護，長12m。設置一道鋼支撐。（3）鉆孔灌注樁+一道內撐，用于基坑開挖深度7.5m～9.5m，采用Φ800@1100鉆孔灌注樁圍護，樁長13m，設一道鋼支撐。（4）排樁+兩道內撐，基坑開挖深度9.5m～11.5m，采用Φ800@1100鉆孔灌注樁圍護，樁長16m，設兩道鋼支撐。（5）排樁+三道內撐，基坑開挖深度11.5m～14m，采用Φ1000@1300鉆孔灌注樁圍護，樁長20m，設三道鋼支撐。

1.特點、難點

（1）項目位于城市中心，周邊建筑多，地下管線復雜，施工干擾多。梅觀高速為龍華區交通要道，交通量大、且與多條道路交叉，周邊臨近居民小區，給排水、電力、通信、軍用光纜和燃氣等管線密布，施工過程中如何保證原有梅觀道路既有通行，確保周邊臨近建筑物、管線安全，降低對周邊居民的影響是本項目的重要課題。（2）環保、水保要求高。本項目位于深圳市龍華區，城市化程度高，合理采取環保、水保有效措施，控制對大氣、水、噪音及廢棄物排放，最大限度地減少對環境的影響是本項目的施工重點[1]。（3）地質情況復雜，工序多且繁雜，施工工期緊。綜合管廊沿線有軟弱土、人工填土及球狀風化孤石等不良地質，科學合理地選用施工方法，提高施工工效，是本項目的關鍵。

2.方案比選

2.1 鋼板樁施工方案比選

（1）液壓鋼板樁打樁機施打。液壓打樁機操作簡單、機動性好，對場地要求低，轉運無需拆裝；設備集打樁和拔樁一體，打拔樁作業轉換快速；產生的噪音低、振動小。（2）履帶吊+振動錘方式施打。履帶吊+振動錘施打鋼板樁投入人工較多，操作不便，施打時需配置輔助設備（須配置發電機、振動錘控制器等設備），轉運須利用平板車，機動性較差，發電機及振動錘產生油污易污染環境，施工時噪音大，施工工效較低。液壓鋼板樁打樁機施工工效高、污染少、操作簡單，綜合考慮，選用液壓鋼板樁打樁機施打鋼板樁。

2.2 鉆孔灌注樁施工方案比選

（1）沖擊鉆成孔。沖擊鉆成孔為目前成樁比較常用的方法。能適應各種地層、各種樁徑大小尺寸和樁長，護臂效果好，有效提高樁基成孔質量。孔內護壁可靠、塌孔情況較少，設備操作簡單，但鉆進速度較慢，每延米成孔造價較高。（2）回旋鉆成孔。回旋鉆成孔可用于地下水位較高的軟弱土層，具有沿海地區適應面廣，樁基成孔質量較好，成孔速度較沖擊鉆快，每延米成孔造價低，但施工過程中用水量較大，不適用于卵石層和堅硬巖層的地質。（3）旋挖鉆成孔。旋挖鉆成孔具有設備機械自動化程度較高，人力強度低，成孔速度快，對周邊土體振動小，產生的噪音低等特點，每延米成孔造價介于沖擊鉆與回旋鉆之間。但機械自重大，對地基承載力要求較高，在軟土地層易塌孔和縮徑[2]，如表1所示。

表1 成孔方案比選

結合本項目特點，上述方案均具有可行性，但從工期、環水保、經濟性和施工難易程度和安全性等方面綜合考慮，旋挖鉆成孔所用工期短、產生的污染少、花費少、自動化程度高方便實際施工、安全風險小，因此最終選擇了旋挖鉆成孔。

3.綠色、快速施工

3.1 鋼板樁施工

施工前對鋼板樁進行檢驗，選用無變形、無銹蝕、無焊接接頭的鋼板樁，檢查液壓鋼板樁打樁機設備性能，尾氣排放是否滿足要求。當地質為軟弱土層時，可直接利用液壓鋼板樁打樁機進行施工，當鋼板樁底標高位于較硬巖層時，進行引孔施工、回填后再施打鋼板樁，如圖1和圖2所示。

圖1 液壓鋼板樁打樁機施工

圖2 鋼板樁引孔施工

3.2 旋挖鉆施工

（1）因線路地下水位起伏較大，根據地下水位差異情況，選擇不同的樁基成孔工藝。當地下水位低于樁底標高時，采用干作業成孔工藝，當地下水位高于樁底標高時采用濕作業成孔工藝。濕作業采用泥漿護壁，鉆桿通過伸縮將鉆頭提升至孔外卸渣，泥漿經過沉淀可循環利用，排污較少，清理出的鉆渣利用新能源全封閉自卸車轉運至指定棄土消納場，對環境影響小。（2）因地質情況有軟弱土、人工填土及球狀風化孤石，鉆進中根據不同巖層配置不同種類的鉆頭，對于軟弱土和人工填土采用雙開門截齒筒式鉆，對于巖層采用截齒筒式鉆或牙輪筒式鉆，提高成孔速度，從而降低對周圍居民的影響[3]，如圖3和圖4所示。

圖3 旋挖鉆機施工

圖4 旋挖鉆鉆頭

3.3 其他施工

（1）鋼支撐鋼管采用法蘭同軸連接，并設置調節段；統一在工廠集中加工制作完成后，運輸至現場整體吊裝，減少現場拼接時間，提高施工效率[4]。（2）現場設置由臨時排水溝、集水井與三級沉淀池組成的循環水利用系統，定期巡查、清理排水系統，將收集到的雨水和基坑降水的水用于泥漿制備、便道灑水降塵。（3）合理規劃施工場地。施工前規劃出施工總體布置，考慮好設備站位、渣土堆放及泥漿池設置等，渣土及時用新能源自卸車外運，無法及時運走的現場需采取彩條布覆蓋措施，材料下墊上蓋，做好防雨，保證現場材料堆放整齊，渣土堆放整潔有序且全部覆蓋，從而減少土地占用面積。（4）合理安排施工。加快周轉材料周轉使用頻率，避免和減少夜間施工，夜間施工設備車輛進行限速行駛，且禁止鳴笛。（5）施工現場采用施工圍擋全封閉，將施工現場與周邊分隔開，進場出入口采用混凝土硬化，并設置洗車池，進場材料、設備派專人管理、指揮，按要求堆（停）放至指定位置；

4.結語

本文以梅觀高速清湖南段市政化改造工程一標為依托，對城市綜合管廊基坑支護綠色、快速施工進行研究，得到以下結論：

（1）在城市綜合管廊基坑鋼板樁支護施工過程中，合理的選用液壓鋼板樁打樁機施打工藝，有效地解決了對周邊擾動、噪音污染等問題。（2）通過分別采用干、濕作業成孔工藝，降低了地下水位起伏不定的影響，保證了成孔質量，提高了施工工效。（3）充分利用旋挖鉆雙開門截齒筒式鉆頭、截齒筒式鉆頭和牙輪筒式鉆頭在不同地質的適應性，降低了對城市綜合管廊周圍環境的影響，確保了周邊結構物的安全，節約了施工成本，縮短了施工工期。