现代城市地下综合管廊基坑开挖与防渗技术分析

摘要：地下综合管廊是重要的市政设施，使用价值、建设要求均较高，要求做好施工技术管控。通过对现代城市地下综合管廊基坑开挖技术、防渗技术进行分析，结合技术特点，分别就基坑开挖准备工作、支护、现场施工以及管廊防渗技术标准、设施设备等内容进行分析，并结合实例对现代城市地下综合管廊基坑开挖与防渗技术应用情况进行说明，服务后续有关工作。

关键词：市政工程地下综合管廊基坑开挖防渗技术

AnalysisofExcavationandAnti-SeepageTechnologyforModernUrbanUndergroundComprehensivePipeGalleryFoundationPits

CAOYongqiang1SHANGGuoyong2ZHAOTing2ZHANGFei2DINGWeina2ZHANGZuotang2

1.XinjiangRailwayVocationalandTechnicalCollege，Hami，XinjiangUygurAutonomousRegion，839000China;2.HamiConstruction（Group）Co.，Ltd.，Hami，XinjiangUygurAutonomousRegion，839000China

Abstract：Undergroundcomprehensivepipegalleryisanimportantmunicipalfacilitywithhighusagevalueandconstructionrequirements，whichrequiresgoodconstructiontechnologycontrol.Basedontheanalysisofexcavationtechnologyandanti-seepagetechnologyofmodernurbanundergroundcomprehensivepipegalleryfoundationpit，combinedwiththetechnicalcharacteristics，thispaperanalyzesthepreparationworkforexcavation，support，on-siteconstruction，aswellastheanti-seepagetechnologystandards，facilitiesandequipmentofpipegalleries.Withexamples，itexplainstheapplicationofexcavationandanti-seepagetechnologyinmodernurbanundergroundcomprehensivepipegallery，servingsubsequentrelatedwork.

KeyWords：Municipalengineering;Undergroundcomprehensivepipegallery;Excavationoffoundationpits;Anti-seepagetechnology

地下综合管廊（Utilitytunnel）是指设置于城市地面以下，用于容纳两类及以上公共设施管线或专业管线的构筑物及附属设施。该类管廊的特点在于能够减少土地使用量，也能降低管廊内设施维护的难度、成本，控制线路反复埋设的问题，减少侵蚀破坏，延长其使用寿命，在现代城市中得到普遍关注，这也要求重视地下综合管廊的建设控制，包括基坑开挖与防渗等。地下管廊所处环境各有不同，部分地区还需要考虑盐渍土腐蚀破坏[1]。在此背景下，分析现代城市地下综合管廊基坑开挖技术、防渗技术等内容，有一定必要。

1现代城市地下综合管廊基坑开挖技术

1.1准备工作

地下综合管廊基坑开挖技术带有一定复合性，需要在组织开挖前根据工程特点做好准备工作，主要包括现场土壤、水文等基础信息采集，现场清理，施工人员和设备准备、方案设计和技术交底4个方面[2]。

土壤信息、水文信息包括土壤强度、地下水水位、自然降水量以及排水能力等，这些信息主要影响基坑开挖全周期内的施工进度、质量，也可能影响施工安全，原则上需要在施工前借助现场采样、大数据分析的方式加以确定。例如：土壤强度一般需要采集多份样本逐一测定[3]。完成信息采集后，需要根据施工需要进行现场清理，包括杂物处理、位置标注、防尘防噪设施建设等。施工人员和设备选择应以专业性、适用性为要求，以保证施工质量和效益。基坑有关施工方案、施工组织设计等应在此期间一体完成，结合施工计划组织技术交底，形成完善的工作体系[4]。

1.2基坑开挖

地下综合管廊基坑开挖工艺流程相对固定，施工开始阶段，需要组织测量放样，以水准仪等进行位置校准，确保施工位置与设计方案相符。放样完成后对关键位置、距离等进行标准，户外一般使用石灰粉等具有显眼性的物质进行标示，并使用警示牌避免位置信息标识物被破坏。明挖法模式下，完成标示后要求设备、人员进场，设备质量无异常、其他准备工作完成后，可组织放坡开挖[5]。该技术符合地下综合管廊施工的一般要求，作业面较大，施工比较便捷。通常以大中型设备提供支持，预先确定开挖深度，为避免出现超挖问题，需要预留20～30cm空间由人工方式完成开挖。基坑开挖过程中随时跟踪边坡稳定性，对水文信息进行分析，如果存在地下水、地表水流入的问题，需要集中进行，以集水井将其排出[6]。

1.3基坑支护

基坑开挖完成后，为保证施工安全需要加强支护，一般可选支护方式包括钢板支护、混凝土支护、灌注桩支护、木结构支护等，其主要作用除维持基坑稳定外，还包括挡水防渗、控制土体移位等。

以钢板支护为例。如果基坑周边土体强度不高、存在边坡不稳的情况，需要在基坑开挖的过程中同步应用钢板建设围挡结构，如果基坑的稳定性较高，可以在大体完成开挖工程后再建设支护结构，以降低施工复杂性和难度。同步施工方面，要求在开挖前将钢板运输至施工区域，完成一面边坡开挖后，以起重设施进行钢板起吊，钢板处于待支护区域上方时，缓缓将其放置在预定位置，由人工进行现场校对，原则上允许出现3～5mm的误差，应用机械设备和钢板自重，使其稳定置入土壤内，一般应保证钢板地下部分超过40cm，如果基坑范围较大、属于深基坑，还应进一步增加钢板地下部分长度，达到50～60cm左右[7]。完成一块钢板施工后，再以相同方式置入第二块钢板，两块钢板之间的缝隙应小于2mm，以拼接方式使两块钢板连接为一个稳定整体，直到支护结构施工全部完成。

由于基坑边坡可能受到一些动态因素影响出现稳定性方面的波动，还应在支护完成后加强跟踪，观察钢板等支护结构是否出现移位情况，如果基坑出现垮塌问题或隐患，也应及时组织修补。

2现代城市地下综合管廊防渗技术

2.1确定防渗要求

防渗是地下综合管廊施工的关键环节，也影响其建成后使用，实际工作中主要强调首先根据地下综合管廊的使用需要，确定防渗要求，再根据防渗要求确定施工方案、防渗系统，指导施工作业。

原则上地下综合管廊防渗的关键在于以防为主，综合引入排水、截水机制，控制水蚀破坏，如果施工区域存在盐渍土，也可以通过上述手段控制盐渍土中钠离子、氯离子等对混凝土或管廊其他结构的腐蚀[8]。目前，大部分地区地下综合管廊以混凝土结构为中心进行防渗，以防水混凝土、合理的混凝土级配、优质的外加剂保证防渗能力，按照《地下工程防水技术规范》（GB50108—2008），各地下综合管廊防水等级标准为二级，按此标准，管廊各区域总湿渍面积不应大于总防水面积的1/1000，任意100㎡防水面积上的湿渍不超过1处，单个湿渍的最大面积不大于0.1㎡。

2.2实验与模拟分析

现代城市地下综合管廊防渗技术比较成熟，但由于不同地区的条件各有差别，在组织技术应用前，一般需要结合区域特点进行数据采集、搭建分析模型组织模拟实验，根据模拟实验确定防渗施工的具体方式、标准。模拟分析包括两种方式：一是线下现场模拟，以不同参数和养护方式制备若干混凝土试件，测定其抗渗能力，选取符合要求的试块作为基准，进行混凝土结构设计和施工；二是计算机模拟，以BIM技术为代表，根据原始数据形成分析模型，测试模型应对水蚀、盐渍化土壤影响破坏的能力，作为混凝土结构的设计参考。

线下现场模拟是当前混凝土结构参数分析的核心方法，通常可调参数包括水灰比、掺和剂用量、水泥标号、养护时间等。如果施工前已经可以确定部分参数（如固定的水灰比和水泥标号），可在组织实验时针对其他参数进行设计、调整，能够简化实验过程，提升效率。BIM模拟的关键在于收集丰富、详细的原始资料，以建设完善的分析模型，但BIM模型生成后是可以反复使用的，便于通过静态、动态模拟的方式了解地下综合管廊防渗能力变化，以进一步优化混凝土防渗结构的设计标准。

3案例分析

3.1案例概况

新疆某地组织地下综合管廊基坑开挖与防渗施工，施工前组织现场信息采集和分析，确定土壤存在弱腐蚀问题，属于盐渍土，当地气候比较干旱、少雨，这要求在进行工程建设时重视混凝土质量控制，避免其抗渗能力下降的情况，但工程基坑施工难度不大。

3.2模拟环节与结果分析

基坑施工常规进行，无异常情况发生。为保证地下综合管廊防渗能力，技术人员组织了线下模拟，制备6个试块（编号1～6），分别组织抗渗和抗腐蚀实验，结果如表1所示。

混凝土试块抗腐蚀实验包括抗氯离子渗透实验结果、电通量实验，均以平均值表达实验结果。具体如表2所示。

在此基础上结合混凝土的养护时间差异进行抗渗能力、抗屈服强度分析，结果如表3、表4所示。

结合测试结果，可知1、4、5号试块满足地下综合管廊防渗要求，所有试块均满足抗氯离子渗透需要，养护时间达到21d的情况，所有试块的抗渗能力和抗屈服强度均较好，电通量实验和弹性模量测试结果无异常，1号试块的综合性能最优越，最终决定按照1号试块基准进行混凝土结构施工，效果良好。

4结语

综上所述，现代城市地下综合管廊基坑开挖与防渗专业性要求高，应分别针对施工需要提升控制水平。基坑开挖工作应以详细的现场信息采集为基础，做好准备工作，开挖过程中要求控制超挖情况，避免损伤地下既有设施，并在开挖后做好支护，保障施工安全。地下综合管廊防渗技术较为复杂，要求在施工前做好分析、确定防渗要求，在此基础上结合实验、模拟等方式，进行混凝土结构参数分析、组织制备和应用，为城市地下综合管廊建设质量、效益提供担保。

参考文献

[1]崔天义，张博，赵博生，等.相邻深基坑不同开挖方式对所夹地下综合管廊的影响分析[J].建筑施工，2023，45（8）：1686-1690.

[2]王世禄.翠亨新区地下综合管廊基坑土压力计算方法及影响因素分析[J].中国水运（下半月），2023，23（5）：144-146.

[3]陈静，罗良瑞，姚爱军，等.地下综合管廊穿越桥梁引起桩基变形控制研究[J].施工技术（中英文），2023，52（2）：56-60.

[4]刘涛，胡柏春，杨迅.地下管廊基坑开挖对CFG桩受力变形特性的影响研究[J].岩土工程学报，2022，44（S1）：226-230.

[5]田莉梅，张景华，刘岗卫，等.城市富水区域狭长基坑不降水明挖支护研究[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2022，22（3）：86-91.

[6]刘涛，胡柏春，杨迅.地下综合管廊CFG桩土复合地基条件下基坑围护结构受力性状研究[J].建筑结构，2022，52（S1）：2583-2587.

[7]曹甲甲.长距离综合管廊基坑近接施工对共线盾构隧道影响及其变形控制技术研究[D].北京：北京交通大学，2022.

[8]刘颖.软土地层复杂环境条件下深基坑施工变形及力学性能研究[D].南昌：南昌大学，2020.