城市综合管廊岩土工程勘察要点分析

王小东 朱杭琦

（北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101）

综合管廊就是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。地下综合管廊系统不仅解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修。由于共同沟内管线布置紧凑合理，有效利用了道路下的空间，节约了城市用地。

目前，现行国家和地方勘察规范没有关于综合管廊的勘察要求。本文对管廊工程勘察方案编制依据、准则及勘察成果应满足的要求提出了一些建议。

1 工程概况

1.1 工程背景

本管廊工程采用钢筋混凝土闭合框架结构，整体筏板基础，基底容许承载力140 kPa。本工程大部分为明槽开挖施工，横穿西五环段采用浅埋暗挖方式施工，基底埋深5.7～16.9 m。

1.2 工程地质条件

本次勘察揭露地层最大深度为36.0 m，土层从上到下依次为人工堆积层 （Qml） 的黏质粉土填土①层、杂填土①1层（在钻孔GL132～GL136处揭露一填土坑，深8.5～11.9 m），新近沉积层 （Q42+3al+pl） 的卵石②层、粉土黏②1层、粉质黏土②2层、细中砂②3层，第四纪全新世冲洪积层 （Q4al+pl）的卵石③层、粉土③1层、粉质黏土③2层、细中砂③3层、卵石④层、粉土④1层、粉质黏土④2层、细中砂④3层，第四纪晚更新世冲洪积层 （Q3al+pl） 的卵石⑤层、细中砂⑤1层、粉质黏土⑤2层。

1.3 水文地质条件

本次勘察期间，在34 m深度范围内实测到一层地下水，地下水类型为上层滞水，水位埋深约8.8 m，标高约64.4 m，含水层为卵石②层、细中砂②3层。

1.4 岩土物理力学性质参数

岩土的物理力学性质参数是对工程进行岩土工程分析的基础，因此，勘察工作中应提供合理的岩土的物理力学性质参数值，表3中提供拟建工程部分地层的岩土物理力学参数值，以供对工程进行岩土工程分析。

表1 岩土物理力学性质综合统计表

2 勘察方案分析

管廊工程属于线路工程，具有与建筑、管道、基坑、隧道和城市轨道交通地下区间工程的相似属性。不同于一般管线工程，管廊工程管径、基础埋深大，荷载要求高，针对管廊工程特点，管廊工程勘察可依据的规范有《岩土工程勘察规范》《建筑基坑支护技术规范》《市政工程勘察规范》《城市轨道交通岩土工程勘察规范》等。

在管廊勘察方案编制中，应根据管廊工程施工的不同工法，依据不同的规范标准，管廊工程施工常用的施工工法有：明挖、暗挖、盾构等，对应的勘察依据规范如下。

明挖法施工管廊：国家《岩土工程勘察规范》中的基坑工程、《建筑基坑支护技术规程》；

暗挖和盾构法施工管廊：国家《市政工程勘察规范》中的隧道工程、《城市轨道交通岩土工程勘察规范》中的地下区间工程。

3 岩土工程分析及方案建议

管廊工程具有埋深大、线路长、对地基的不均匀沉降及结构受力较敏感等特点。因此，对管廊工程岩土工程分析及方案建议应结合上述特点进行。除了地基基础方案外，还应根据管廊的不同施工工法进行不同侧重的岩土工程分析。明挖法施工管廊的岩土工程分析类似于基坑工程，应重点关注基坑支护方案及地下水的影响及控制措施。暗挖、盾构法施工管廊岩土工程分析类似于隧道、地下区间工程，应重点关注围岩稳定性问题。此外，明挖法与暗挖、盾构工法在工程施工中所面临的问题也不同，应分别分析评价。以下将以北京市永引南路综合管廊工程为例，对该工程进行岩土工程分析及建议。

3.1 地基基础方案分析及建议

管廊主体施工都是分节浇筑或者拼装的，整体性较差，对地基的不均匀沉降及结构受力敏感，对地基的稳定性和均匀性要求较高。因此，在分析管廊工程地基基础方案时，除地基土承载力外，还应重点关注地基土的均匀性及稳定性。

本工程管廊主要持力层为卵石层，天然地基能满足设计要求。在局部填土厚度达8.5～11.9 m时，填土主要成分为碎石及建筑垃圾。人工填土堆积时间短、成分复杂、分布不均匀、力学性质差异大，不宜直接作为地基持力土层，需进行地基处理。考虑到管廊工程特点、工程周边环境及填土常用地基处理方法，可供选择的地基处理方法为换填处理和有挤密作用的复合地基。

因管廊工程对地基的不均匀沉降及结构受力敏感，需将填土全部挖除换填，但考虑换填经济成本问题，换填法地基处理换填厚度一般不超过3.0 m，本工程该区域采用换填处理方案显然不够经济合理，故建议采用有挤密作用的地基处理方案，如柱锤冲扩桩、振冲碎石桩等。

3.2 边坡稳定性评价、基坑支护方案及建议

明挖管廊工程的边坡稳定性评价及基坑支护建议可参考以往明挖管线工程，基坑支护方案的选择在满足规范要求的前提下，应结合场地周边环境条件及场地地层特点选择经济合理、安全度高的方案。

本工程明挖段基础埋深约5.7～16.9 m，在桩号约2+730～2+830、2+910～3+010段基坑开挖深度＞15 m，该段基坑侧壁安全等级为一级，其余明挖段基坑侧壁安全等级为二级。

基坑侧壁地层主要为人工填土，新近沉积的卵石②层、粉土②1层、粉质黏土②2层、细中砂②3层、卵石③层。

拟建管廊南侧与既有建构筑物距离较近，不具备放坡条件，建议采用护坡桩进行支护；管廊北侧场地开阔，当基坑深度≤15 m时，可采用放坡+土钉墙或锚杆的支护方案，坡比按1∶1.25～1∶1.50考虑，基坑深度＞15 m时建议采用护坡桩支护。

由于本场地卵石粒径较大，最大粒径约500 mm，护坡桩施工时应选用合理的成孔工艺保证在卵石层中顺利成孔。卵石、砂土层在围护桩成孔时易发生塌孔，给成孔造成不利影响。另外，上述土层遇水饱和，易在边坡部位形成流砂、管涌等渗透破坏，造成基坑坍塌，对支护体系不利。

3.3 地下水影响评价及控制措施

对于明挖及暗挖施工的管廊工程，地下水问题是管廊工程施工中应重点关注的问题之一。包括查明地下水位、类型、埋藏条件及变化幅度等，分析评价地下水对拟建管廊的影响。

管廊工程属于线路工程，对于一些线路长度较大的管廊，沿线地层可能具有一定的差异，进而地下水分布也存在一定差异性。在勘察工程中，需要控制合理的测水孔的间距，保证准确反映管廊沿线地下水条件。

本次勘察期间，在30 m深度范围内观测到一层地下水，地下水类型为上层滞水 （一），地下水埋深约8.80 m，标高约64.4 m， 该层上层滞水主要分布于拟建管廊起点位置附近，标高与管廊底板标高相近。该层上层滞水分布范围较大，沿管廊走向长度约500 m。分析其成因，主要由于该段地层上部存在一层粉质黏土隔水层，又管廊北侧与永定河引水渠距离较近，推测地下水主要来源于永定河引水渠侧向渗漏。对于该段上层滞水，水量不大时可采用明排疏干，若水量较大，当明排疏干无法满足设计降水要求时可采用管井降水或结合截水帷幕。而其他地段上部为厚层的卵石，无稳定隔水层，上部无地下水存在条件。

4 结语

在国家没有对管廊工程勘察制定相应规范之前，建议采用明挖法施工的管廊工程勘察可参考国家《岩土工程勘察规范》中的基坑工程及《建筑基坑支护技术规程》；采用暗挖法、盾构法施工的管廊工程勘察可参照国家《市政工程勘察规范》中的隧道工程、《城市轨道交通岩土工程勘察规范》中的地下区间工程，同时，结合地基复杂程度、设计施工方案、埋深等因素综合确定。对管廊工程的岩土工程分析应针对不同工法，结合拟建场地的工程地质条件进行有针对性论述。