城市地下综合管廊施工中基坑支护技术探讨

赵瑞

中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北宜昌 443000

相关部门应转变传统思想，将重点放在城市地下综合管廊施工中基坑支护技术管理上，在考量安全问题的同时，还要注意质量要求。在实际施工中，应对国内外先进设备及手段进行灵活运用，以提升城市地下综合管廊施工中基坑支护技术管理总体水平。基于此，阐述了城市地下综合管廊的含义及其建设的意义，分析了深基坑支护技术，结合实际案例，并详细研究了城市地下综合管廊施工中的基坑支护技术。

1 城市地下综合管廊及建设意义

1.1 城市地下综合管廊含义

综合管廊是建于城市地下用于容纳2类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，它将电力、通信、燃气、供热及给排水等各种工程管线集于地下隧道空间。综合管廊中有投料口系统和进风排风井系统、监控系统和通风系统等。在地下对空间隧道进行建设，集通信和给水、燃气和雨水、污水和电力于一体，并对专门的检修口和吊装口及监控系统进行配备，实行统一的建设管理。通过这样的方式能够有效地避免人们的交通和生活受到管线铺设和维修的影响，并且能够有效节约空间[1]。

对于地下综合管廊，在功能性方面可将其分为干线综合管廊、支线综合管廊、干支线混合综合管廊和缆线综合管廊。干线综合管廊主要是设置在路中央对原站到支线进行综合的管道，其管径比较大，所起到的作用也较大，结构呈现为圆形或多格箱形，通常情况下截面积比较大，附属设施比较齐全，构造也很复杂。支线综合管廊主要是指干线管廊沿着道路或其他沿线的用户进行连接的综合管廊，其主要起着与用户之间连接的作用，通常都是设置在人行道下，其断面呈矩形，通常主要应用单格结构或多格箱形结构。

1.2 城市地下综合管廊建设意义

1.2.1 有利于延长市政管线使用寿命

因为城市地下管线（市政管线）直接接触土壤，以致土壤中的微生物会威胁到城市地下管线，进而市政管线的使用寿命会缩短。基于此，通过建设城市地下综合管廊可以避免以上缺陷，并为顺利开展城市市政管线的维护工作提供有效保障。城市地下综合管廊的合理建设为不同专业管线单位维护城市市政管线提供了很多便利，并帮助不同专业管线单位加速处理市政管线在使用中遇见的问题，对市政管线使用寿命的延长具有重要意义[2]。

1.2.2 有利于全面使用地下空间

根据城市地下管线埋设实情能够发现，管线埋设在传统管线埋设方式背景下错综复杂，以致浪费了城市地下空间资源。面对此种情景，科学、有效地建设城市地下综合管廊，能更加合理地设置不同专业管线埋设，还能提供城市发展不同管线埋设所需空间，避免了城市空间的浪费问题，为集中管理提供更多便利，对地下空间的全面运用具有重要意义。所以现代城市在发展期间须注重建设城市地下综合管廊。

1.2.3 有利于保证城市的运营安全

传统的城市管线一般使用直埋的施工方式，这就使管道很容易受到环境因素的影响，导致故障发生。使用了综合管廊之后，可以让管道存在专门的位置，隔绝了外部环境的影响；不同的管道在综合管廊中，既节约了城市的空间，还让日常的修理维护工作都能够在管廊中进行，不对街道表面造成破坏。管廊具有很强的抗灾能力，在故障发生时也能够避免故障范围扩大。

2 深基坑支护施工技术

最近几年，高层建筑的迅速发展促进了深基坑支护施工技术的发展。对于深基坑支护的设计和施工来讲，中国已经有许多这方面的工程经验，同时许多新的支撑技术和施工技术也相继脱颖而出。但由于目前城市土地紧张，许多基坑边距建筑物较短，给施工带来了困难，给周围环境带来了很大的影响，也大幅增加了基坑支护的造价。

此外，以往的深基坑支护施工技术已不能满足当前的需要，不能与深基坑开挖与支护的实际情况相符，给基坑施工带来一些不必要的安全隐患，造成巨大的经济损失和对人民安全构成威胁。因此，相关施工人员应重视深基坑支护施工技术的创新与发展[3]。

3 城市地下综合管廊施工中基坑支护技术案例分析

3.1 项目概况

项目名称：杭州市钱江世纪城亚运村片区市政基础设施工程（一期）—民祥路（平澜路—环路）项目。

基坑概况：民祥路综合管廊设计范围桩号（MXK0+736.85～MXK2+227.373），全长1438.288m。管廊分为三舱构造：综合舱、高压电力舱、燃气舱（图1），断面尺寸为横向宽7.8m×高3.4m。该工程管廊均采用明挖暗埋法施工，基坑开挖深度为4～15m。基坑围护结构一般采用SMW工法桩或钻孔灌注桩、三轴搅拌桩止水帷幕；基坑全线坑底采用三轴水泥搅拌桩加固。拟建场地位于杭州市萧山区，沿线场地地势较为平坦，场区上部为粉砂性土地层。基坑安全等级：一至三级。基坑重要性系数γ0=1.1或1.0，见图1。

图1 管廊三舱构造示意

3.2 水泥土搅拌桩施工技术

该项目基坑围护结构水泥土搅拌桩包括SMW工法桩、三轴搅拌桩止水帷幕（钻孔桩围护段）及三轴搅拌桩地基处理、坑底加固等。

3.2.1 SMW工法桩、三轴搅拌桩止水帷幕

SMW工法桩、三轴搅拌桩止水帷幕（钻孔桩）均采用850@600mm三轴水泥土搅拌桩，设计采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥，设计掺入量20%，水灰比控制在1.5～2.0（一般取1.8）。水泥和原状土须均匀拌合，下沉及提升均为喷浆搅拌。SMW工法桩采用700×300×13×24H型钢密插或插一跳一，型钢在搅拌桩施工完成后的30min内插入。

施工中投入电脑智能控制三轴搅拌设备（配步履式桩架）进场作业，并配备制浆设备和起重设备，每个作业面不少于1台。围护结构三轴搅拌桩采用“套接一孔法”工艺，间隔重复套钻，桩身采用“二喷二搅”工艺。施工中加强将对搅拌桩的垂直度、搭接厚度、标底标高、桩身的连续性和均匀性，并且对桩身水泥的掺入比进行严格的控制（水泥掺量不小于20%，水灰比控制在0.5～0.6），以及对搅拌沉入量、提升量及提升速度等参数进行控制（喷浆压力不大于0.8MPa，钻进下沉速度不大于1.0m/min、提升速度不大于1.0m/min），确保围护墙体连续性和均匀坚实（图2）。

图2 三轴搅拌桩施工工艺示意

3.2.2 三轴搅拌桩地基处理及坑底加固

地基处理设计为850三轴水泥搅拌桩，按裙边+抽条方式对基底土层进行加固处理；主要技术参数与围护桩基本一致。

三轴水泥搅拌桩坑上部分采用低掺量回掺（8%）。地基处理三轴搅拌桩采用标准连续方式套打搭接施工；施工控制措施参照工法桩；经抽样监测确认加固范围及加固强度达到设计要求后才能进行基坑开挖。

3.3 钻孔桩施工技术

本工程管廊基坑部分区段邻近规划地铁站，基坑设计采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕的围护方式。钻孔桩采用1000@1200mm，桩长29m,C35水下混凝土。桩底以41-2粉质粘土层作为桩基持力层。

围护钻孔桩投入SR180R旋挖桩机按旋挖工艺成孔，间隔跳打作业。现场设移动式钢制箱体泥浆池、3PN泥浆泵供浆，弃渣安排专用自卸汽车随挖随运，配备起重机配合吊放钢筋笼，下放导管灌注水下商品混凝土成桩。成孔作业应一次不间断地完成，为防止塌孔，在淤泥层中减慢钻进速度，并适当加大泥浆比重；成孔时泥浆验收指标：相对密度l.15～1.25、粘度18～20S、含砂率4%～6%；孔底沉渣厚度不大于10cm。水下混凝土灌注时快节奏连续施工，初灌量满足埋管要求，并避免出现钢筋笼上浮、断桩等事故[4]。

3.4 基坑降水、排水施工技术

该工程管廊基坑设计采用坑内疏干井降水结合明沟排水措施。

3.4.1 基坑降水

根据勘察报告及基坑开挖深度，抗承压水稳定系数大于1.1。为稳定基坑，降水措施采用在基坑内设置自流疏干井：沿基坑内大致中间偏南位置布设，纵向间距均为12m，每口深井降水范围150～200m2，深度为基坑底以下6m。

深井孔径650，井身采用273×4钢管，管外侧设置中粗滤料作为滤水层，上部为粘土护孔，底部为中粗砂反滤层；管井内安置3m3/h潜水泵抽水。基坑开挖前20d须进行坑内井点降水。基坑开挖时，水位保持在开挖面以下0.5m。基坑降水期间加强对周边建筑、管线变形的监测和地下水位观测。

3.4.2 基坑排水

在坑内和坑外周围地面上分别设置排水沟和集水井。排水沟尺寸400mm×400mm，间隔30m左右设置集水井及沉淀池。坑中集水应及时抽排[5-6]。

3.5 内支撑施工技术

根据不同的开挖深度和围护结构形式，在管廊基坑内设置1～3道内支撑。

第1道支撑采用800mm×800mm钢筋混凝土支撑+1200mm ×800mm钢筋混凝土桩顶冠梁，支撑水平间距4～7m；采用C30钢筋混凝土结构，按常规工艺在现场立模现浇成型。待混凝土强度达到设计要求后，方可进行下层土方开挖。

第2、3道支撑采用钢支撑（609×16钢管+双拼H400mm× 400mm×13mm×21mm型钢围檩），支撑水平间距约3m。每开挖1单元后，立即采用人工配合起重机吊装钢管支撑及围檩就位，并同时施加预应力，以减小基坑变形[7-11]。

4 结语

最近几年中国相关行业取得前所未有的发展景象，特别是建设工程，已成为我国国民经济建设不容小觑的产业，其作用不可估量。关于建设工程施工中存在的瓶颈，须抓好全面分析工作，特别是城市地下综合管廊施工中基坑支护技术管理工作，应将其作为重点内容进行深入研究。