邻近地铁大尺寸电力管沟原位保护技术研究

胡宸阳

浙江数智交院科技股份有限公司 浙江 杭州 310012

引言

随着我国城市化建设快速发展，地铁等地下工程大量出现。然而在城市中开挖基坑不可避免会遇到各种管线设施。一般在基坑开挖前对范围内管线进行迁改，但是一些特别重要的大型管线、军用管线等需要进行层层审批，往往需要很长的周期和较高的费用。有时候选择采用原位保护可以有效减少工期和降低费用[1-2]。但是原位保护对管线变形控制等有较高的要求，需要引起重视和进行深入研究。

本文以某地铁和商业地块地下联通道工程实例为背景，对邻近地铁基坑建设过程中大尺寸电力管沟原位保护技术进行研究，可以为今后同类工程提供参考。

1 工程背景

工程实例为某地铁车站和商业地块地下联通道工程。通道东侧连接地铁车站出入口，西侧连接地块商业体地下室。周边规划以商业用地、公共设施用地为主。

商业地块主要包括住宅、酒店办公和商业建筑，最高38F，截至目前已交付使用。地块围护结构采用直径800间距1000钻孔灌注桩+直径850间距600搅拌桩止水+内支撑。

车站出入口为L型，总长约50m，结构外轮廓宽7.3m，基坑开挖深度约9.6m，局部深坑12.6m。出入口基坑围护结构采用直径850间距600SMW工法桩+内支撑。

地下联通道为地下一层单跨箱形结构，通道基坑长7.21m、宽11.66m、深约11m，采用明挖顺做法施工。通道围护结构采用直径850间距600SMW工法桩+型钢密插+内支撑形式。

本标段场地位于浙北平原区，拟建场地地貌属于冲湖积平原区，平原区形成于全新世中晚期，由河湖水缓流沉积的物质堆积而成，主要由粉土、黏性土组成。地形平坦而开阔，水系呈疏齿状，多有河、塘分布。基坑开挖范围内有杂填土、砂质粉土、粘质粉土、砂质粉土、粉质黏土与粉土等。基坑底部位于砂质粉土。围护底部位于淤泥质粉土夹粉砂粉质黏土。

现状电力管沟横穿通道上方，电缆沟尺寸为1.5×1.2m，底部埋深约2.2m。根据现场场地条件、工期、造价等因素，对该管线采取原位保护。

图1 基坑平面图

2 实施方案

地下联通道工筹关系为商业地块已交付使用，地铁先开通运营，后进行通道施工。

由于电力管沟尺寸较大且近邻运营地铁车站，需要谨慎研究实施方案并严格按照要求施工，既要保证基坑开挖安全稳定，又要保证管沟的变形和结构安全满足要求。

基坑开挖范围内存在强透水层粘质粉土、砂质粉土、粉质黏土与粉土，必须保证止水帷幕的止水效果。一旦发生渗漏可能会危及基坑、电力管沟以及地铁的安全，后果严重。

地下联通道基坑靠近商业地块和地铁两侧利用既有围护结构，另外两侧采用直径850间距600SMW工法桩+型钢密插，靠近地块侧设置一根800mm直径钻孔灌注桩。基坑外侧采用直径800间距500高压旋喷桩加强止水，坑内采用直径850间距600 三轴水泥土搅拌桩加固。基坑设置两道内支撑，第一道采用600×800mm钢筋砼支撑，第二道采用直径609×16mm钢支撑。在靠近地块处，设置C20素砼封堵，标高为冠梁底至坑底。电力管沟范围无法施工围护桩，采用直径2400mm大直径MJS进行整圆加强。

地下联通道基坑内采用直径850间距600三轴搅拌桩加固。坑外阳角采用双重管旋喷桩桩加固，深度范围为地面以下2m至坑底以下3m。基坑内降水井采用管井2口，井深为深入坑底以下5m，开挖前需进行降水试验。坑外布置应急降水井，正常工况下坑外不进行降水。

基坑开挖时，在电力管沟两侧的工法桩之间焊接20mm厚Q235钢板，每块宽度1m，在分层开挖过程中连续设置直至坑底。钢板与工字钢翼缘三面围焊，焊缝高度12mm，焊缝长度=350×2+1000mm。钢板表面喷15cmC20喷射混凝土，与工法桩形成刚性整体，保证基坑整体稳定。

具体施工步骤如下：

第一步：先施工通道基坑围护、MJS加固、工程桩、搅拌桩加固、旋喷桩接缝、降水井等。第二步：施工冠梁（与地铁及地块冠梁或围护有效连接）、第一道支撑和连梁、防撞墙，连梁与管沟之间空隙采用砂浆填实。达到设计强度后，按需降水，分步开挖，随挖随架设第二道钢支撑。第三步：施工垫层及底板。第四步：待底板达到设计强度后，拆除第二道支撑。然后施工顶板及侧墙（需同步施工传力带）。第五步：待顶板及侧墙达到设计强度后。拆除第一道混凝土支撑，然后割除通道范围内地铁出入口工法桩围护，再凿除地铁出入口侧墙。然后结构与地铁出入口联通。割除期间降水井需继续降水。第六步：电力管沟下方采用砖块进行支撑。然后拆除地块桩基以及肥槽内的填土及传力带、拆除第一道混凝土支撑，割除期间降水井需继续降水。然后连接底板与顶板，凿除地块结构墙。第七步：待接口处达到设计强度后，施工顶板防水层。随后回填土至地面。

由于基坑邻近地铁，施工中须特别注意：

注意动态化施工，根据前序施工期基坑变形优化后续工况施工参数和施工顺序，减少对地铁设施的影响。

需制定完善的应急预案，人力、物力、财力等需配备到位，责任落实到人，协调好个方面的力量保证基坑施工期间地铁设施的安全。

考虑到施工中的风险因素，施工应严格按照设计要求工序进行，基坑开挖遵循“分层、分块、对称”的原则，每层土开挖深度控制在1m。

通道与地铁出入口中间既有的混凝土墙、支撑冠梁等混凝土构件拆除应编制专项拆除方案。支撑拆除需采用静力切割方式，避免凿除引起的振动对地铁盾构隧道的影响。

工法桩中H型钢不再进行拔除。

旁侧基坑开挖需实施时空效应控制，应满足《城市轨道交通结构安全保护技术规程》（DB33/T1139-2017）4.2.4 节规范要求[3]。通道冠梁与地铁出入口冠梁应有效连接。先凿除出入口一部分冠梁，漏出钢筋，将通道冠梁钢筋与出入口冠梁钢筋有效焊接，再重新浇筑混凝土。

通道施工时，应先封闭底板再施作集水坑部分。

图2 工法桩连接节点图

3 效果及评价

地下联通道施工完成后，电力管沟以及近邻地铁至今未发生异常情况。监测结果表明电力管沟、通道基坑以及地铁变形都在允许范围之内。通过对电力管沟采取原位保护方案，极大地缩减了工期并降低了管线迁改相关措施费用，取得了良好的效果。

本文以该地铁和商业地下联通道工程实例为背景，对近邻地铁基坑建设过程中大尺寸电力管沟原位保护技术进行研究分析和提出方案，为今后同类工程提供参考。