邻近深基坑石油管线的保护措施研究

郭 小 卫

(上海长凯岩土工程有限公司,上海 200093)

0 引言

随着城市的发展，城市中心地段基坑工程的周边环境条件越来越复杂。基坑工程施工时会导致基坑四周土体产生不均匀的位移和沉降，进而对周边环境产生影响。与一般的建筑物相比，地下管线直接与土体相接触，受到土体作用时会发生明显的位移和变形[1]。同时，地下管线一般与该片区域的市民生活息息相关，管线被破坏时影响范围大。因此基坑工程施工时需要采取措施避免周围的管线受到影响。基坑工程是围护结构与土体相互作用的复杂性工程，而地下管线与土体有着紧密的联系，因此基坑工程施工对于管线的影响不应当单从管线周边土体位移来考虑，而是综合考虑基坑、土体、管线的相互作用[2,3]。本文结合浙江嘉兴某地块案例，对基坑工程在设计施工过程中采用的保护措施进行阐述。

1 工程概况

该地块位于嘉兴市乍浦镇，基坑周长约600 m，基坑开挖面积约18 000 m2。本工程地下1层，基坑开挖深度3.35 m～5.4 m。基坑周边环境图见图1。

1.1 周边环境概况

本基坑南侧为空地，基坑边线距红线46.8 m；基坑北侧为与本项目一起开挖的基坑，开挖深度相当，两基坑边线最近距离为10.7 m；基坑西侧红线外为道路绿化带，绿化带宽度约20 m。因此本工程基坑南侧、北侧、西侧的环境保护要求相对较低。

本工程环境保护重点为东侧，基坑东侧开挖边线包含2根石油管线、2根燃气管线，其中距离石油管线最近距离为10.0 m。由于管线距离基坑开挖边线很近，容易受到基坑施工的影响。石油管线一旦破裂，造成的影响极大，不仅污染环境，而且会严重威胁施工人员的安全。因此，采取保护措施严格控制输油管道的变形尤为重要。

东侧管线分布情况表见表1。

1.2 工程地质条件及水文条件

1.2.1工程地质条件

基坑围护设计主要参数表见表2。

本工程基坑开挖深度及围护桩长度范围内涉及的地基土有①层杂填土、②层粉质粘土、③层淤泥质粉质粘土、④1层粘土、④2层粉质粘土。

表1 管线分布情况表

表2 基坑围护设计主要参数表

1.2.2水文条件

本场地土层中孔隙潜水主要赋存于①,②,③层杂填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土中，承压水主要赋存于⑧-3a层砂质粉土夹粉质粘土中。根据钻孔实测资料，地下水位稳定埋深为0.00～1.20之间。由于地下水位较浅，基槽开挖时，坑底可能出现积水现象，应及时采取排水措施。

1.3 基坑围护形式及支撑形式

场地东侧临近石油管道区域，围护结构剖面图见图2。采用双排钻孔灌注桩门式刚架围护，前排(图中右侧)采用φ800@1 000灌注桩，有效桩长11.5 m，后排(图中左侧)采用φ750@3 000灌注桩，有效桩长11.5 m，前后排桩间采用φ700@900双轴水泥土搅拌桩止水，搭接300，有效桩长10.0 m，水泥掺量15%。

2 管线变形的影响分析

本项目基坑工程施工对于输油管道的影响，主要分为两个阶段：

第一阶段为支护桩施工阶段对管线的影响，主要包括灌注桩施工、双轴搅拌桩，因此施工过程中要针对东侧管线提出有针对性的施工措施；

第二阶段为土方开挖阶段对管线的影响，该阶段对管线的影响是最为显著的，因此一定要做好土方开挖的控制工作，尽量减少基坑开挖所导致的基坑变形。其影响效果见图3，图4。

3 施工针对性措施

3.1 施工前的准备措施

1)在正式施工前，必须现场摸清原管线的位置、深度，确保不会在施工时直接破坏管线。

2)基坑支护施工前做好监测方案并采集初始值，施工时做好管道监测工作，严格控制管道变形。管线的变形不能超过设计及管线管护单位要求的变形要求。

3)在正式施工前，必须对施工班组对东侧管线的危险性进行认真和详细的交底，避免施工时发生安全质量事故。

3.2 围护结构施工对管道的保护

1)沿东侧管道一侧的围护结构施工之前，设置测斜管等监测点，实施监控围护结构施工对管道的影响，并动态调整施工方案。

2)控制东侧的围护桩施工速度，每天施工数量不宜过多。

3)钻孔灌注桩采用跳打方式施工，跳打的间隔根据监测结果随时调整。

3.3 管道周边的施工荷载控制

1)严禁挖土机械、运输机械等在东侧基坑外行走和作业，以保证东侧输油管道范围内施工荷载小于10 kPa。

2)挖机作业均在基坑内部进行，以减小机械动荷载对输油管道变形的扰动影响。

3)基坑东侧不作为出土通道，所有车辆在基坑内侧行走。出土路线为由东向西出土。

3.4 土方开挖对输油管道的保护

1)每层挖土深度不得超过1.5 m，放坡平台宽度不得小于15 m，临时放坡比为1∶2，沿基坑周边20 m宽度范围内的土方应间隔跳挖施工，每块间隔长度不得大于15 m，分层高度不得大于3 m，严禁超挖，开挖至坑底后，应立即浇筑垫层(暴露时间不得超过8 h)，避免基坑坑底暴露。混凝土垫层需直接浇捣至围护桩内侧面形成有效支撑。

2)基坑土方开挖时，发挥基坑的时空效应，化大为小，严格按照土方分区进行开挖。土方开挖至标高后，应快速、及时浇筑垫层封闭，尽快完成底板施工，素混凝土传力带及时完成以形成可靠支撑。

3.5 信息化施工措施

1)做好监测配合工作，充分利用监测工作提供的各项数据，完善和改进施工工艺或施工程序，做到信息化施工，确保基坑施工始终处于受控状态。

2)场区内外的监测。

严格按监测方案进行基坑监测，项目部指派专人记录、整理、分析，项目部根据实际监测的结果制定下一步施工计划。

同时，加强对东侧管道的目视巡视，基坑开挖阶段每4 h对东侧管道进行一次巡视，发现异常情况立即处理。

3.6 其他技术措施

1)土石方开挖线放出后，应实地复核开挖边界线与东侧输油管道的空间关系，如发现与设计不符，应立即通知设计单位，对设计方案做出调整。

2)基坑监测数据、现场巡查结果应及时整理和反馈。当出现下列危险征兆时应立即报警，并通知石化公司，同时应采取相应技术措施进行控制：a.支护结构位移达到设计规定的位移限值；b.支护结构位移速率增长且不收敛；c.支护结构构件的内力超过其设计值；d.基坑周边建(构)筑物、道路、地面的沉降达到设计规定的沉降、倾斜限值；基坑周边建(构)筑物、道路、地面开裂；e.基坑出现局部坍塌等安全性破坏。

3)支护结构或基坑周边的监测中若出现达到报警值的情况或其他险情时，应立即停止基坑开挖，并应根据危险产生的原因和可能进一步发展的破坏形式，采取控制或加固措施。危险消除后，方可继续开挖。必要时，应对危险部位采取基坑内回填、临时支撑等应急措施。

4 结语

在基坑施工过程中，基坑东侧变形较小，监测数据稳定，基坑开挖过程较平稳。该结果表明所采用的针对性措施发挥了作用，减小了基坑施工过程中东侧输油管道带来的风险，可为今后类似工程提供了参考。