综合管廊深基坑降水及支护技术

王伟达

（福州诺成工程项目管理有限公司，福建 厦门 361000 ）

0 引言

在城市规划建设过程中， 常采用综合管廊深基坑降水及支护技术，其不仅可节约建设用地，而且还能避免因管道迁移而引起二次挖掘。 因此，为发挥该技术使用优势， 应把握好施工细节及技术要求，做好相应的管理工作。 同时注重综合管廊深基坑降水出现的问题，持续提高施工质量，保证项目顺利实施。

1 综合管廊规划建设原则及其在城市发展中的意义

在城市建设过程中， 综合管廊规划建设可实现一体化的管理。 在规划时，可依据综合管廊施工技术，明确统一规划、设计、建设与管理等要求。 综合管廊是指建造地下空间，在此空间内安设通信、供排水、 供热等各项管线工程， 并配备专用检修口、吊装口及监控系统。 将管廊与市政设施结合起来，可以避免管线与管线的冲突，避免出现管线反复开挖等问题，在一定程度上提高城市的美观度，并减少城市规划建设实际所需的成本。

2 综合管廊深基坑降水及支护存在的问题

2.1 综合管廊深基坑降水问题

2.1.1 深基坑地下水无法降下去

现象：深井水泵（或深井潜水泵）具有足够的排水能力，但实际出水量较少。

分析原因：井深、井径、垂直度均达不到设计要求；洗井质量差，砂滤层中的淤泥含量过高，在洗井期间，孔壁上的泥皮未被冲刷干净，而在孔壁周围的土层中，由于钻探留下的泥沙未清除干净，造成井中地下水的渗流渠道不通畅，对单井的集水能力产生了很大的影响。 同时，未根据土层的实际情况选择过滤管的位置、高度、滤网、砂滤料的规格。 水文地质数据与实际情况不相符，而井管滤管的实际埋藏位置并不在具有良好渗透性的地下水环境中。

2.1.2 深基坑中地下水位降深不足或降水速度慢

现象：观察井底水位没有降至设计值；未达到预先确定的降水深度；深基坑存在涌水、冒砂等问题导致实际施工难度较大且对后续工程产生了影响。

分析原因： 部分地区深基坑中深井数量不多。深井抽水（或深井）的抽水方式选择不合理，造成了深井排水性能差。 由于土层等因素的影响，深层排水能力无法得到更好的发挥； 水文地质数据不准确，造成深基坑涌水量超出了设计值。

2.2 综合管廊深基坑技术质量问题

2.2.1 基坑边坡的局部发生塌方或滑坡

现象：在基坑开挖后，部分边坡发生塌方、滑坡等问题， 该问题严重影响了综合管廊深基坑工程也影响了周边建筑的稳定性。

分析原因：由于基坑开挖边坡放坡不足，未按不同的土层性质设置边坡，导致边坡出现失稳、崩塌现象；当存在地下水时，技术人员未采取有效的降水措施，或者采取了相应的措施，但未满足规定要求，导致边坡稳定性差，出现滑坡；由于坡顶局部堆积荷载过大，或受到外部动力振动的作用，导致土内剪切应力大于边坡土的抗剪强度， 致使边坡土体局部不稳定，发生崩塌。

2.2.2 基坑边坡失稳引起大面积滑坡

现象：由于坡面受地表水的影响，产生了强烈的震动，坡脚的土体变软，使边坡在重力作用下，沿着某一软弱土体面，发生严重的滑坡灾害。

分析原因：基坑边坡放坡设计不充分，未按不同的土质物理性质设置边坡， 导致失稳后出现滑坡；由于未采取任何措施降低地下水水位，或采取了相应的措施，但未满足实际要求；在坑底以下的某一区域内， 未经过加固处理， 或者经过加固处理，未满足工程项目实际要求；地表排水措施不到位，导致地表积水渗入坡面，造成滑坡；其他工程在边坡滑坡区域进行，对边坡土进行扰动，造成崩塌；坡顶堆积，超出了地基的剪切强度，出现滑坡。

3 综合管廊深基坑降水及支护技术及施工保障措施

3.1 综合管廊深基坑降水及支护技术

3.1.1 综合管廊深基坑降水施工技术

降水方案设计： 可在深基坑降排水工程设计中，采用轻型、喷射以及管井井点等基坑降水施工技术，由于采用不同的降水方式，须针对不同的土层条件、 渗透系数以及降水深度等重要因素进行详细分析，以便选择最为合理的施工技术，并按照实际需求设计方案。

降水方案计算：在方案设计中，降排水设计的计算非常关键。 在设计降水方案时，必须精确地计算出基坑的排水情况，并确定好降水井布置深度、位置，以确保设计达到实际项目要求。 基坑水力以基坑的地下水状况为主，而在开挖过程中，由于承压水的特殊性，会对其开挖产生一定的影响。 在此需要根据现场地质特征， 对基坑地下水进行详细分析，并得到相应的水力学计算结果。 在基坑外围进行排水井的设计， 其位置通常需要与周围建筑物或管道保持一定的距离， 井口间的间隔通常为10.5 m。在确定了降水井的位置后，要测量其深度，通常与过滤器的长度有关； 根据单井的出水量和地下水的厚度来确定滤池的长度。 按对应公式计算单井出水量，在确定了滤芯长度后，用相应的数值确定下降井深度。

3.1.2 综合管廊深基坑支护技术

（1）排桩支护。 该支护技术安全可靠、成本不高。 直径0.6~1.1 m 的钻孔灌注桩适用于7~13 m深的基坑，0.5~0.8 m 的沉管桩适用于10 m 以下的基坑。

（2）土钉支护。 ①开挖工作面：土钉支护由上而下、逐级分层，根据不同的土层条件，不同的地层厚度，不同的工作面宽度进行，其不能小于6 m，垂直长度不得小于l0 m。 ②喷射第一层混凝土：为了避免地基松动和崩塌，必须在40~50 mm 的基础上完成该工序。混凝土喷射用量为400 kg/m3。③土钉成孔：土钉孔的大小为70~120 mm，向下倾角为15~200。 施工方法和技术取决于土层条件、设备和经验。 ④安设土钉、注浆：土钉可分为一种或多种，单桩多为直径约22~32 mm 的粗螺纹钢筋，多桩采用2~4 根直径为16 mm 的钢筋。 再使用泥浆泵进行灌浆时，可采用不加压力的土钉注浆。 ⑤钢筋与喷射第一层混凝土之间的空隙为20 mm。 在安装二次钢丝网时， 应确保其覆盖一层钢丝网后再进行二次加固。 混凝土板的厚度为50~100 mm。

（3）锚杆支护。 ①造孔：施工过程由钻机就位、施钻成孔、清孔三大工序组成。 在开孔后，采用高压空气对孔壁进行冲洗， 以确保水泥砂浆与孔壁之间的附着力。 ②锚杆的制作与安装：锚杆预留长度为1~1.5 m，每隔1~2 m 处设隔板、紧箍环，中间设有注浆管道；外层塑料套管在自由段，前端要做好有效的隔离措施。 ③灌浆：在基坑内，通常采用一次灌浆方式，即从孔底往上压一次，压力在0.6~0.8 MPa，直到洞口已满，不能拔除注浆管；在土层疏松、岩层破裂、容易漏浆的情况下，可采用二次注浆。

（4）钢板桩支护。 在基坑深、水位高的情况下，钢板桩支护的优势在于，其具有挡土、防水、防流砂的作用。板桩承载力可分为悬臂板桩法和有锚板桩两种。①无锚板桩。无锚板桩在施工过程中不得随意停止，其打法简单，但单块打孔容易偏斜，累积误差难以校正，且壁面的平直度难以掌握。 只有当桩长度小于10 m，工程要求不高的情况下才会使用，亦称独立注入法。 ②有锚板桩的双层围檩插桩法。其是沿着桩身边缘的两层支撑，再在两层框架内依次插入，形成一道高桩。当四边形闭合时，可按照阶梯状逐步使桩身达到项目所需的设计高度。这种方法既能保证平面尺寸的精确、 保证板桩的竖直度，还可提高施工效率。

（5）挡墙＋内撑支护。 在大深度、悬臂式挡土墙强度、变形不能满足要求时，可在坑道内进行内支撑支护。 该方法适合于不同的地基，但其内部支撑会占用建筑面积。通常采用的为钢管内支撑和钢筋混凝土内支撑。①钢管内支撑。钢管内支撑通常选用直径为Φ609 的钢管，其厚度可根据不同的负荷而发生变化。 钢管支承采用对撑或角撑，当支承间距大时，可采用腹杆作为桁架支承。 ②钢筋混凝土内支撑。钢筋混凝土内支撑可有效抑制墙体及周边地表变形。可根据开挖后的土方，完成现场浇筑，根据不同的基坑形态，适合于对周边环境有高要求的深基坑。 大平面尺寸的内支承，在交叉点上需要设置立柱，立柱为格构式柱，以此可有效避免对底板穿筋造成的影响。

3.2 施工保障措施

3.2.1 组织保障措施

工程建设单位应充分了解深基坑支护的设计与施工目标及功能，并确保所参与项目建设的人员了解施工要求，进而严格遵守深基坑支护的施工技术规范，确保安全生产。同时，工程建设单位应持续不断加强员工的安全教育，坚持“以安全为重，以预防为主”的思想，将安全工作落实到每个人身上，以避免在施工过程中出现安全隐患问题。

3.2.2 技术措施

对于实际开挖深度小于3.0 m 的基坑，采取天然放坡法，其放坡系数为1∶0.5~1∶1。

对于实际开挖深度小于5.0 m 的基坑，应在保障土层良好的基础上， 在上层1.2 m 处， 采取1∶1的放坡措施，并在坡面喷C15 混凝土加固。 在土质较差的情况下， 可采用拉森式密排钢板桩进行支护。

对于实际开挖深度超过5.0 m 的基坑，应采取密集式钢板桩支护， 在桩顶部0.5 m 处设置一道支承，支承材料为32 型工字钢，横向间隔不超过4.0 m。

在施工期间， 要加强对基坑的监测， 可在每20.0 m 设置变形观测点，一旦出现异常，立即采取相应的应急措施，例如用回填法、挖顶卸土等。

在基坑内，采取井点降水，确保基坑底部0.5 m 处不得存在水位；在开挖的过程中，必须做好排水工作，坑底、坑顶均要有400×350 的排水沟和1 000×1 000×800 的雨水收集井。

基坑开挖采用分段分层的开挖方式，同时为了避免对原有土层的干扰，坑底30.0 cm 的土层要进行人工挖掘。

3.2.3 监测监控措施

及时分析监测资料，确保掌握施工现场施工情况，分析施工中出现的问题，通过现场监测，可以及时了解基坑开挖对周边环境的影响。如果在实际的监测监控中发现异常，应立即采取有效措施，若发生较大的变形、滑移，应及时分析原因，制定可靠的加固设计并制定好施工计划，以确保工程项目保质保量地完成。

4 结语

综上所述， 在实施深基坑支护以及降水技术时，要根据工程实际情况，合理选用相应的支护技术，以保证工程技术的高效实施。在施工中，要保证施工的安全、有序，并要结合工程的技术特点，做好相应的管理工作，进而保障施工质量，以促进整体结构的承载能力和稳定性。