城市综合管廊基坑支护绿色、快速施工技术

高磊

（中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉 430000）

0.概况

梅观高速清湖南段市政化改造工程一标为南北向，起于民乐立交北侧原梅林主线收费广场南端，止于留仙立交起点附近，路线全长约2.24km，沿途依次与梅坂大道、规划民乐路、民康路、轨道交通5号线、平南铁路等道路相交。综合管廊沿梅观道路东西两侧辅道双侧布设，管廊总长4.605km。道路西侧辅道下方布设两舱综合管廊，断面尺寸为8.8m×4.1m，管廊长2.270km；道路东侧辅道下方布设两舱综合管廊，断面尺寸为7.1m×4.1m，管廊长2.335km。

地质情况从上至下依次为：人工填土、淤泥质黏土、全～微风化粗粒花岗岩。地下水位埋深3m～15m，围护方案分下述类型：

（1）放坡+土钉墙，主要用于基坑开挖深度不超过6m，开挖深度内主要土层为填土和粘性土，坡比采用1:0.75，土钉墙喷锚护面。（2）钢板桩+钢支撑，适用于开挖深度7m至7.5m的基坑，采用拉森Ⅳ钢板桩400mm×170mm支护，长12m。设置一道钢支撑。（3）钻孔灌注桩+一道内撑，用于基坑开挖深度7.5m～9.5m，采用Φ800@1100钻孔灌注桩围护，桩长13m，设一道钢支撑。（4）排桩+两道内撑，基坑开挖深度9.5m～11.5m，采用Φ800@1100钻孔灌注桩围护，桩长16m，设两道钢支撑。（5）排桩+三道内撑，基坑开挖深度11.5m～14m，采用Φ1000@1300钻孔灌注桩围护，桩长20m，设三道钢支撑。

1.特点、难点

（1）项目位于城市中心，周边建筑多，地下管线复杂，施工干扰多。梅观高速为龙华区交通要道，交通量大、且与多条道路交叉，周边临近居民小区，给排水、电力、通信、军用光缆和燃气等管线密布，施工过程中如何保证原有梅观道路既有通行，确保周边临近建筑物、管线安全，降低对周边居民的影响是本项目的重要课题。（2）环保、水保要求高。本项目位于深圳市龙华区，城市化程度高，合理采取环保、水保有效措施，控制对大气、水、噪音及废弃物排放，最大限度地减少对环境的影响是本项目的施工重点[1]。（3）地质情况复杂，工序多且繁杂，施工工期紧。综合管廊沿线有软弱土、人工填土及球状风化孤石等不良地质，科学合理地选用施工方法，提高施工工效，是本项目的关键。

2.方案比选

2.1 钢板桩施工方案比选

（1）液压钢板桩打桩机施打。液压打桩机操作简单、机动性好，对场地要求低，转运无需拆装；设备集打桩和拔桩一体，打拔桩作业转换快速；产生的噪音低、振动小。（2）履带吊+振动锤方式施打。履带吊+振动锤施打钢板桩投入人工较多，操作不便，施打时需配置辅助设备（须配置发电机、振动锤控制器等设备），转运须利用平板车，机动性较差，发电机及振动锤产生油污易污染环境，施工时噪音大，施工工效较低。液压钢板桩打桩机施工工效高、污染少、操作简单，综合考虑，选用液压钢板桩打桩机施打钢板桩。

2.2 钻孔灌注桩施工方案比选

（1）冲击钻成孔。冲击钻成孔为目前成桩比较常用的方法。能适应各种地层、各种桩径大小尺寸和桩长，护臂效果好，有效提高桩基成孔质量。孔内护壁可靠、塌孔情况较少，设备操作简单，但钻进速度较慢，每延米成孔造价较高。（2）回旋钻成孔。回旋钻成孔可用于地下水位较高的软弱土层，具有沿海地区适应面广，桩基成孔质量较好，成孔速度较冲击钻快，每延米成孔造价低，但施工过程中用水量较大，不适用于卵石层和坚硬岩层的地质。（3）旋挖钻成孔。旋挖钻成孔具有设备机械自动化程度较高，人力强度低，成孔速度快，对周边土体振动小，产生的噪音低等特点，每延米成孔造价介于冲击钻与回旋钻之间。但机械自重大，对地基承载力要求较高，在软土地层易塌孔和缩径[2]，如表1所示。

表1 成孔方案比选

结合本项目特点，上述方案均具有可行性，但从工期、环水保、经济性和施工难易程度和安全性等方面综合考虑，旋挖钻成孔所用工期短、产生的污染少、花费少、自动化程度高方便实际施工、安全风险小，因此最终选择了旋挖钻成孔。

3.绿色、快速施工

3.1 钢板桩施工

施工前对钢板桩进行检验，选用无变形、无锈蚀、无焊接接头的钢板桩，检查液压钢板桩打桩机设备性能，尾气排放是否满足要求。当地质为软弱土层时，可直接利用液压钢板桩打桩机进行施工，当钢板桩底标高位于较硬岩层时，进行引孔施工、回填后再施打钢板桩，如图1和图2所示。

图1 液压钢板桩打桩机施工

图2 钢板桩引孔施工

3.2 旋挖钻施工

（1）因线路地下水位起伏较大，根据地下水位差异情况，选择不同的桩基成孔工艺。当地下水位低于桩底标高时，采用干作业成孔工艺，当地下水位高于桩底标高时采用湿作业成孔工艺。湿作业采用泥浆护壁，钻杆通过伸缩将钻头提升至孔外卸渣，泥浆经过沉淀可循环利用，排污较少，清理出的钻渣利用新能源全封闭自卸车转运至指定弃土消纳场，对环境影响小。（2）因地质情况有软弱土、人工填土及球状风化孤石，钻进中根据不同岩层配置不同种类的钻头，对于软弱土和人工填土采用双开门截齿筒式钻，对于岩层采用截齿筒式钻或牙轮筒式钻，提高成孔速度，从而降低对周围居民的影响[3]，如图3和图4所示。

图3 旋挖钻机施工

图4 旋挖钻钻头

3.3 其他施工

（1）钢支撑钢管采用法兰同轴连接，并设置调节段；统一在工厂集中加工制作完成后，运输至现场整体吊装，减少现场拼接时间，提高施工效率[4]。（2）现场设置由临时排水沟、集水井与三级沉淀池组成的循环水利用系统，定期巡查、清理排水系统，将收集到的雨水和基坑降水的水用于泥浆制备、便道洒水降尘。（3）合理规划施工场地。施工前规划出施工总体布置，考虑好设备站位、渣土堆放及泥浆池设置等，渣土及时用新能源自卸车外运，无法及时运走的现场需采取彩条布覆盖措施，材料下垫上盖，做好防雨，保证现场材料堆放整齐，渣土堆放整洁有序且全部覆盖，从而减少土地占用面积。（4）合理安排施工。加快周转材料周转使用频率，避免和减少夜间施工，夜间施工设备车辆进行限速行驶，且禁止鸣笛。（5）施工现场采用施工围挡全封闭，将施工现场与周边分隔开，进场出入口采用混凝土硬化，并设置洗车池，进场材料、设备派专人管理、指挥，按要求堆（停）放至指定位置；

4.结语

本文以梅观高速清湖南段市政化改造工程一标为依托，对城市综合管廊基坑支护绿色、快速施工进行研究，得到以下结论：

（1）在城市综合管廊基坑钢板桩支护施工过程中，合理的选用液压钢板桩打桩机施打工艺，有效地解决了对周边扰动、噪音污染等问题。（2）通过分别采用干、湿作业成孔工艺，降低了地下水位起伏不定的影响，保证了成孔质量，提高了施工工效。（3）充分利用旋挖钻双开门截齿筒式钻头、截齿筒式钻头和牙轮筒式钻头在不同地质的适应性，降低了对城市综合管廊周围环境的影响，确保了周边结构物的安全，节约了施工成本，缩短了施工工期。