現代城市地下綜合管廊基坑開挖與防滲技術分析

摘要：地下綜合管廊是重要的市政設施，使用價值、建設要求均較高，要求做好施工技術管控。通過對現代城市地下綜合管廊基坑開挖技術、防滲技術進行分析，結合技術特點，分別就基坑開挖準備工作、支護、現場施工以及管廊防滲技術標準、設施設備等內容進行分析，并結合實例對現代城市地下綜合管廊基坑開挖與防滲技術應用情況進行說明，服務后續有關工作。

關鍵詞：市政工程地下綜合管廊基坑開挖防滲技術

AnalysisofExcavationandAnti-SeepageTechnologyforModernUrbanUndergroundComprehensivePipeGalleryFoundationPits

CAOYongqiang1SHANGGuoyong2ZHAOTing2ZHANGFei2DINGWeina2ZHANGZuotang2

1.XinjiangRailwayVocationalandTechnicalCollege，Hami，XinjiangUygurAutonomousRegion，839000China;2.HamiConstruction（Group）Co.，Ltd.，Hami，XinjiangUygurAutonomousRegion，839000China

Abstract：Undergroundcomprehensivepipegalleryisanimportantmunicipalfacilitywithhighusagevalueandconstructionrequirements，whichrequiresgoodconstructiontechnologycontrol.Basedontheanalysisofexcavationtechnologyandanti-seepagetechnologyofmodernurbanundergroundcomprehensivepipegalleryfoundationpit，combinedwiththetechnicalcharacteristics，thispaperanalyzesthepreparationworkforexcavation，support，on-siteconstruction，aswellastheanti-seepagetechnologystandards，facilitiesandequipmentofpipegalleries.Withexamples，itexplainstheapplicationofexcavationandanti-seepagetechnologyinmodernurbanundergroundcomprehensivepipegallery，servingsubsequentrelatedwork.

KeyWords：Municipalengineering;Undergroundcomprehensivepipegallery;Excavationoffoundationpits;Anti-seepagetechnology

地下綜合管廊（Utilitytunnel）是指設置于城市地面以下，用于容納兩類及以上公共設施管線或專業管線的構筑物及附屬設施。該類管廊的特點在于能夠減少土地使用量，也能降低管廊內設施維護的難度、成本，控制線路反復埋設的問題，減少侵蝕破壞，延長其使用壽命，在現代城市中得到普遍關注，這也要求重視地下綜合管廊的建設控制，包括基坑開挖與防滲等。地下管廊所處環境各有不同，部分地區還需要考慮鹽漬土腐蝕破壞[1]。在此背景下，分析現代城市地下綜合管廊基坑開挖技術、防滲技術等內容，有一定必要。

1現代城市地下綜合管廊基坑開挖技術

1.1準備工作

地下綜合管廊基坑開挖技術帶有一定復合性，需要在組織開挖前根據工程特點做好準備工作，主要包括現場土壤、水文等基礎信息采集，現場清理，施工人員和設備準備、方案設計和技術交底4個方面[2]。

土壤信息、水文信息包括土壤強度、地下水水位、自然降水量以及排水能力等，這些信息主要影響基坑開挖全周期內的施工進度、質量，也可能影響施工安全，原則上需要在施工前借助現場采樣、大數據分析的方式加以確定。例如：土壤強度一般需要采集多份樣本逐一測定[3]。完成信息采集后，需要根據施工需要進行現場清理，包括雜物處理、位置標注、防塵防噪設施建設等。施工人員和設備選擇應以專業性、適用性為要求，以保證施工質量和效益。基坑有關施工方案、施工組織設計等應在此期間一體完成，結合施工計劃組織技術交底，形成完善的工作體系[4]。

1.2基坑開挖

地下綜合管廊基坑開挖工藝流程相對固定，施工開始階段，需要組織測量放樣，以水準儀等進行位置校準，確保施工位置與設計方案相符。放樣完成后對關鍵位置、距離等進行標準，戶外一般使用石灰粉等具有顯眼性的物質進行標示，并使用警示牌避免位置信息標識物被破壞。明挖法模式下，完成標示后要求設備、人員進場，設備質量無異常、其他準備工作完成后，可組織放坡開挖[5]。該技術符合地下綜合管廊施工的一般要求，作業面較大，施工比較便捷。通常以大中型設備提供支持，預先確定開挖深度，為避免出現超挖問題，需要預留20～30cm空間由人工方式完成開挖。基坑開挖過程中隨時跟蹤邊坡穩定性，對水文信息進行分析，如果存在地下水、地表水流入的問題，需要集中進行，以集水井將其排出[6]。

1.3基坑支護

基坑開挖完成后，為保證施工安全需要加強支護，一般可選支護方式包括鋼板支護、混凝土支護、灌注樁支護、木結構支護等，其主要作用除維持基坑穩定外，還包括擋水防滲、控制土體移位等。

以鋼板支護為例。如果基坑周邊土體強度不高、存在邊坡不穩的情況，需要在基坑開挖的過程中同步應用鋼板建設圍擋結構，如果基坑的穩定性較高，可以在大體完成開挖工程后再建設支護結構，以降低施工復雜性和難度。同步施工方面，要求在開挖前將鋼板運輸至施工區域，完成一面邊坡開挖后，以起重設施進行鋼板起吊，鋼板處于待支護區域上方時，緩緩將其放置在預定位置，由人工進行現場校對，原則上允許出現3～5mm的誤差，應用機械設備和鋼板自重，使其穩定置入土壤內，一般應保證鋼板地下部分超過40cm，如果基坑范圍較大、屬于深基坑，還應進一步增加鋼板地下部分長度，達到50～60cm左右[7]。完成一塊鋼板施工后，再以相同方式置入第二塊鋼板，兩塊鋼板之間的縫隙應小于2mm，以拼接方式使兩塊鋼板連接為一個穩定整體，直到支護結構施工全部完成。

由于基坑邊坡可能受到一些動態因素影響出現穩定性方面的波動，還應在支護完成后加強跟蹤，觀察鋼板等支護結構是否出現移位情況，如果基坑出現垮塌問題或隱患，也應及時組織修補。

2現代城市地下綜合管廊防滲技術

2.1確定防滲要求

防滲是地下綜合管廊施工的關鍵環節，也影響其建成后使用，實際工作中主要強調首先根據地下綜合管廊的使用需要，確定防滲要求，再根據防滲要求確定施工方案、防滲系統，指導施工作業。

原則上地下綜合管廊防滲的關鍵在于以防為主，綜合引入排水、截水機制，控制水蝕破壞，如果施工區域存在鹽漬土，也可以通過上述手段控制鹽漬土中鈉離子、氯離子等對混凝土或管廊其他結構的腐蝕[8]。目前，大部分地區地下綜合管廊以混凝土結構為中心進行防滲，以防水混凝土、合理的混凝土級配、優質的外加劑保證防滲能力，按照《地下工程防水技術規范》（GB50108—2008），各地下綜合管廊防水等級標準為二級，按此標準，管廊各區域總濕漬面積不應大于總防水面積的1/1000，任意100㎡防水面積上的濕漬不超過1處，單個濕漬的最大面積不大于0.1㎡。

2.2實驗與模擬分析

現代城市地下綜合管廊防滲技術比較成熟，但由于不同地區的條件各有差別，在組織技術應用前，一般需要結合區域特點進行數據采集、搭建分析模型組織模擬實驗，根據模擬實驗確定防滲施工的具體方式、標準。模擬分析包括兩種方式：一是線下現場模擬，以不同參數和養護方式制備若干混凝土試件，測定其抗滲能力，選取符合要求的試塊作為基準，進行混凝土結構設計和施工；二是計算機模擬，以BIM技術為代表，根據原始數據形成分析模型，測試模型應對水蝕、鹽漬化土壤影響破壞的能力，作為混凝土結構的設計參考。

線下現場模擬是當前混凝土結構參數分析的核心方法，通常可調參數包括水灰比、摻和劑用量、水泥標號、養護時間等。如果施工前已經可以確定部分參數（如固定的水灰比和水泥標號），可在組織實驗時針對其他參數進行設計、調整，能夠簡化實驗過程，提升效率。BIM模擬的關鍵在于收集豐富、詳細的原始資料，以建設完善的分析模型，但BIM模型生成后是可以反復使用的，便于通過靜態、動態模擬的方式了解地下綜合管廊防滲能力變化，以進一步優化混凝土防滲結構的設計標準。

3案例分析

3.1案例概況

新疆某地組織地下綜合管廊基坑開挖與防滲施工，施工前組織現場信息采集和分析，確定土壤存在弱腐蝕問題，屬于鹽漬土，當地氣候比較干旱、少雨，這要求在進行工程建設時重視混凝土質量控制，避免其抗滲能力下降的情況，但工程基坑施工難度不大。

3.2模擬環節與結果分析

基坑施工常規進行，無異常情況發生。為保證地下綜合管廊防滲能力，技術人員組織了線下模擬，制備6個試塊（編號1～6），分別組織抗滲和抗腐蝕實驗，結果如表1所示。

混凝土試塊抗腐蝕實驗包括抗氯離子滲透實驗結果、電通量實驗，均以平均值表達實驗結果。具體如表2所示。

在此基礎上結合混凝土的養護時間差異進行抗滲能力、抗屈服強度分析，結果如表3、表4所示。

結合測試結果，可知1、4、5號試塊滿足地下綜合管廊防滲要求，所有試塊均滿足抗氯離子滲透需要，養護時間達到21d的情況，所有試塊的抗滲能力和抗屈服強度均較好，電通量實驗和彈性模量測試結果無異常，1號試塊的綜合性能最優越，最終決定按照1號試塊基準進行混凝土結構施工，效果良好。

4結語

綜上所述，現代城市地下綜合管廊基坑開挖與防滲專業性要求高，應分別針對施工需要提升控制水平。基坑開挖工作應以詳細的現場信息采集為基礎，做好準備工作，開挖過程中要求控制超挖情況，避免損傷地下既有設施，并在開挖后做好支護，保障施工安全。地下綜合管廊防滲技術較為復雜，要求在施工前做好分析、確定防滲要求，在此基礎上結合實驗、模擬等方式，進行混凝土結構參數分析、組織制備和應用，為城市地下綜合管廊建設質量、效益提供擔保。

參考文獻

[1]崔天義，張博，趙博生，等.相鄰深基坑不同開挖方式對所夾地下綜合管廊的影響分析[J].建筑施工，2023，45（8）：1686-1690.

[2]王世祿.翠亨新區地下綜合管廊基坑土壓力計算方法及影響因素分析[J].中國水運（下半月），2023，23（5）：144-146.

[3]陳靜，羅良瑞，姚愛軍，等.地下綜合管廊穿越橋梁引起樁基變形控制研究[J].施工技術（中英文），2023，52（2）：56-60.

[4]劉濤，胡柏春，楊迅.地下管廊基坑開挖對CFG樁受力變形特性的影響研究[J].巖土工程學報，2022，44（S1）：226-230.

[5]田莉梅，張景華，劉崗衛，等.城市富水區域狹長基坑不降水明挖支護研究[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2022，22（3）：86-91.

[6]劉濤，胡柏春，楊迅.地下綜合管廊CFG樁土復合地基條件下基坑圍護結構受力性狀研究[J].建筑結構，2022，52（S1）：2583-2587.

[7]曹甲甲.長距離綜合管廊基坑近接施工對共線盾構隧道影響及其變形控制技術研究[D].北京：北京交通大學，2022.

[8]劉穎.軟土地層復雜環境條件下深基坑施工變形及力學性能研究[D].南昌：南昌大學，2020.