城市综合管网施工保护措施研究

张新，李军爱，张成凯

（中交二公局上海远通路桥工程有限公司，上海201315）

1 引言

在城市综合管网建设范围不断扩大进程中， 施工保护备受关注，不仅可以确保既有管线与建筑安全稳定，而且可以为综合管网顺畅通行提供保障。 某城市综合管网施工场地设计标高为173.085～167.233 m（高程系统采用国家85 高程系统），其地理位置优越，毗邻既有建筑及国道，红线范围内电缆管道密布，对施工保护提出了较大的挑战。 因此，如何顺利开展综合管网施工，确保城市综合管网施工安全，采取科学的施工保护措施具有非常突出的现实意义。

2 城市综合管网施工保护的重要性

城市综合管网施工是市政设施建设的重要内容， 涉及内容广，施工情况复杂，极易破坏既有地下管线、建筑物，引发断水、断电、断气、断网等问题。 采取适宜的城市综合管网施工保护措施，可以规避综合管网施工过程中破坏地下管线主体、接头松动、接头脱节、错位等问题，确保既有地下管网正常运行，保障周边居民的正常生活[1]。 同时，科学制定并实施城市综合管网施工保护措施， 可以确保综合管网施工期间周边建筑稳固性，降低管网施工负面影响，为管网施工效益提升提供依据。

3 城市综合管网施工保护施工中的不足

3.1 前期勘查不到位

城市综合管网施工场地交通便利， 红线范围内临近既有建筑，密集分布电缆管道。 但是，原有施工保护前期勘查不到位，未考虑既有地上建筑与地下管线，导致综合管网施工极易受既有电缆管道的不利影响。

3.2 保护策略单一

城市综合管网施工保护策略较为单一， 多为配合管线改移，或协同管线改移方实施型钢加固方案，无法与综合管网疏解方案相互辅助、承接。 加之改移与疏解存在干扰，施工保护效果无法达到预期[2]。

3.3 既有建筑保护难度大

综合管网施工是一项非常重大且难度较高的工作， 施工场地周边既有建筑数量多。 综合管网基坑开挖面大、深，与既有建筑距离较近， 在施工中极易对既有建筑地下基础土体产生挤压力或振动干扰。 特别是在深层大型机械操作时，极易破坏既有建筑地下基础完整性，影响既有建筑稳固性。

4 城市综合管网施工保护问题的防护措施

4.1 注重开工前勘查

开工前勘查对于城市综合管网施工保护具有重要意义。只有明晰施工范围内现状地上建筑、地下障碍物以及自来水、电缆、燃气线路位置，才可以制定合理的管网施工防护措施[3]。在进入现场后，施工技术人员可以依据CJJ 56—2012《市政工程勘察规范》的相关要求，依据三～二级市政工程等级，利用XY-1 型液压钻机，沿着拟建综合管网角点、边线进行勘探孔点布置并编号， 包括控制性钻孔、 鉴别性钻孔， 钻孔深度为5～15 m，钻孔间距为30～50 m，钻探总进尺370 m/ 孔。 钻探取样后，常规土工试验，检测浅层地表土样腐蚀性，并进行圆锥重型动力触探试验1.3 m/ 孔、标准贯入试验29 次，确定工程地表水体、地下水体对项目建设无不利影响，且拟建管网勘探范围内无揭露有墓穴、旧基础、古河道、沟浜、孤石、防空洞等对管网不利的地下埋藏物。 同时，工程场地无全新活动断层，不存在滑坡、危岩石、崩塌与岩溶地层、泥石流调节，也没有矿产分布、采空区与地裂缝、开采地下水情况。 但是，场地存在特殊性岩土如①-2 层淤泥及花岗岩残积土、②层砂质黏性土。①-2 层淤泥及花岗岩残积土分布坑塘，为流塑-软塑状，层厚0.60～3.40 m，具备高度压缩性，为雨水冲刷周边土层淤积于坑塘底部， 需要在施工前清除； ②层砂质黏性土遇水易崩解软化，施工期间应注重降排水并保持基础底部干燥。

在土工勘测的基础上，由技术人员与管理部门协同商讨，摸排地下管线情况并标注管线位置， 必要时挖掘检验管线准确位置，为改移、防护措施的制定提供依据。 在管线露出后，配合有关方进行管线的完整迁移与安全防护， 为综合管网施工提供依据。 根据既有管线布置凌乱、类型多样、埋设方式不一、深度不一的特点，技术人员可以利用牵引器代替沟探方法。 即在开挖前，估测管线类型、孔径、材质、长度，连接仪器，借助2根拖线经拉扣连接惯性定位仪前端、后端[4]。 进而在牵引器的帮助下，经钢丝绳牵引惯性定位仪在管道内来回拖拽，根据惯性导航技术、多信息融合技术，获得管道坐标信息。 在这个基础上，将数据上传到电脑，根据惯性定位仪运动轨迹计算管道起点地理坐标、终点地理坐标，在地理坐标系内获得管道三维地理信息，为管道保护提供依据。

4.2 优化保护策略

4.2.1 调整基础埋深

场地地表水、 地下水与场地土对钢筋混凝土结构中钢筋具有轻微腐蚀性， 排污管道应以②层砂质黏性土为基础持力层，基础埋深为1.0～2.0 m，溢流沟渠也以②层砂质黏性土为基础持力层，基础埋深为1.0 m。

4.2.2 支吊保护

在管线功能作用明晰的基础上， 根据管线功能作用进行管线质量、本身防护措施的研定。 一般对于自来水、燃气管线横向过沟槽的情况，借助木桩上部吊起配合钢丝绳固定方法。在管线毗邻道路边缘式，借助钢丝锁牢固套护，并预先布置地下锚索加固与保温，规避综合管网施工期间管道滚动情况。 根据支吊保护管线差异，进行联系卡片的设置，向对应管线管理方咨询支吊保护技术要点。 特别是对于发生破坏风险较大的管线，根据现场情况制定应急处理措施，并建立指示标识，确保综合管网施工期间各类管线闸阀无渗水、 漏水等异常工作问题。

4.2.3 砌石块基加固

对于混凝土排水管道，借助下部砌石块基方法，进行管道加固，全程严密监测，规避碰撞、滚翻、冻裂、挤压等问题。 在下部砌石块基前，技术人员应对基础平面位置、现有地面标高进行测量，清除基础位置杂物与表层松软土体。 进而根据测量标高，利用机械开挖与人工配合清理方法，促使基坑周边每侧宽度较基底宽10 cm 左右。 开挖到基底标高后，根据地基承载力要求，进行C15 混凝土浇筑。 整个过程中，基础均保持良好排水， 基底暴露时间小于12 h， 确保地基承载力与设计要求相符。 进而沿着两面立杆挂线放样，确保外面线顺直，逐层收坡，为砌筑作业开展提供依据。 砌筑用片石厚度超过150 mm，饱和抗压强度超过30 MPa， 从下层到上层逐层错缝坐浆砌筑，每一个石片均被砂浆包裹， 上层砌筑时确保下层振动效应最小，避免在已砌筑层进行翻转、敲击、抛掷操作。 砌筑期间进行线杆的定期校正，确保砌体尺寸与施工防护要求相符[5]。同时，进行找平操作，利用整齐的大尺寸石块作为角隅石，外露面利用配合比为1∶5.17 的M7.5 砂浆勾缝， 随砌随刮平隐蔽面砌缝，并洒水养护。 养护后清理现场，为混凝土排水管道提供安全的环境。

4.2.4 型钢支撑

对于电缆管线，人工挖深沟并立牌标注，警示施工人员规避，从源头解决机械挤压电缆管线或碰撞电缆管线问题。 进而利用悬挑工字钢支撑方法进行施工保护。同时，对于电缆杆，先借助型钢支撑，再将斜撑增设在高风险方向，确保电缆杆稳固。

悬挑工字钢支撑是综合管网施工中电缆管线防护的主要用技术[6]。在技术应用前，技术人员应人工破除既有电缆保护混凝土，借助草绳、麻袋绑扎管网。 在综合管网下层开挖高度达到一定标准后， 将包扎完毕的电缆管线悬空吊在悬挑工字钢的适当位置。 同时， 选择距离综合管网基坑开挖边坡3.5 m±0.5 m 外的位置，进行1 道2 m×1.5 m 混凝土地梁设置，将I32工字钢埋设在混凝土地梁上，相邻工字钢之间距离为2.5 m，每一根I32 工字钢下设置一个混凝土支撑墩， 混凝土支撑墩距离综合管网开挖边坡0.5 m 及以上，长为1 m，宽为1 m，高为1 m。 在综合管网开挖至既有电缆管线完全暴露后，根据实际情况，再次利用麻袋牢固包裹管线，确保既有管线稳固安全。

4.3 完善既有建筑保护方案

4.3.1 加强监测

对于综合管网施工现场毗邻的既有建筑，建立监测体系，全面监测周边建筑物沉降、变形。 根据监测资料，分析综合管网施工期间周边建筑物沉降、变形的根源，预先获知综合管网施工周边既有建筑物变化。 进而制订针对性解决方案，如加强支撑、调整开挖部位、停止降水等，确保综合管网施工作业安全开展。 比如，对于位移、沉降较大极易危害既有建筑安全的情况，第一时间组织人员开展专项会议，对既有建筑安全稳定性进行鉴定，及时采取加固措施，遏制建筑物结构变形趋势与沉降幅度。

4.3.2 调整施工顺序

为降低综合管网施工对场地既有建筑的不利影响， 可以采用分段开挖分段施工的方式，促使管线每次暴露局部长度，在一个模块施工后进行另一模块施工。 对于扰动较大的施工作业，技术人员应进行作业次序调整，先打临近建筑位置，再沿着后退方向操作，避免对既有建筑基础造成挤压。 同时，调整操作速率，在周边设置排水沙井，减少孔隙水压力导致的挤土效应。 或者采用缩短一次操作距离的方式， 并分层回填夯实，避免操作距离过长造成过大切削力，进而导致地面沉降，对周边既有建筑稳定性造成影响。 除此之外，在综合管网施工毗邻建筑物位置，应尽可能减少装载机、挖掘机等起重设备作业，并在管网与既有建筑平行时，卸除管线周边、上部荷载，减弱周围土体上部荷载变形效应， 避免破坏建筑基础土体后造成重大事故。

4.3.3 截隔水

采用截水与隔水综合措施，周边建筑物、围护结构之间设置隔水墙， 避免因降水而出现地表沉降、 周边建筑物失稳问题。 隔水墙主要是经过树根桩（或钢板桩、深层搅拌桩）形成的隔离体，对地下管线周边土体位移与水体挤压、振动均具有限制作用，适用于管线埋深大、临近既有建筑的情况；而对于管线埋深小、临近既有建筑的情况，可以在综合管网施工部位、既有建筑之间，或者毗邻既有建筑部位开挖隔离槽，隔离槽深度达到管线底部及以下， 隔断综合管网施工期间出现的振动力、挤压力，有效保护既有建筑。

5 结语

综上所述，城市综合管网建设类型多样，埋设方式、埋设深度各不相同， 位置判断难度较大， 在综合管网开挖施工期间，极易破坏既有管线，甚至导致既有建筑物失稳。 因此，技术人员应加强前期勘查， 根据勘查结果制订既有管线与建筑物防护方案。 同时，根据既有电缆管线、自来水管、污水排水管、燃气管线的布置情况，进行施工防护策略的优化完善。 利用多样化策略， 降低综合管网施工过程对既有管线与建筑的不利影响，为综合管网施工作业的安全快速开展提供保障。