综合管廊基坑开挖支护研究

任坤明 崔伟刚 康小宏

摘要：随着城市综合管廊的大力推进，综合管廊基坑支护在管廊施工中占据重要的一环，经济且安全的基坑支护方案在综合管廊施工中显得尤为重要。在城市内修建综合管廊，基坑施工受限因素较多（包括轨道、周边现状建筑、现状桥梁及水系、文物、排水系统、现状管线），本文结合春雨路综合管廊基坑支护工程对综合管廊基坑支护的类型、选取原则和设计要点进行论述。

关键词：综合管廊;基坑支护;拉森钢板桩;地铁保护

中图分类号：U231+3 文献标识码：A

1 项目背景

昆明市春雨路道路恢复提升工程北起人民西路（闭合西三环），南至车家壁，红线宽58 m，总长7293.3 m，同步建设综合管廊。综合管廊为现浇三舱结构，分为燃气舱、电力舱、综合舱。标准段总尺寸9.1 mx3.8 m，受地铁三号线影响，局部路段断面为8.6mx3.2 m。

春雨路作为建成区现状道路，管廊基坑开挖受制因素众多，分析如下。

1.1 轨道3号线

轨道3号线在道路标横上的位置多变，区间段埋设深度约为10 m，轨道车站主体部分覆土厚度约2 m，轨道车站附属部分覆土厚度3.5～5 m，综合管廊与轨道区间段及车站无法完全错开，综合管廊基坑开挖时综合考虑轨道交通的安全。

1.2 周边建筑

春雨路道路两侧现状建筑林立，且大部分紧邻道路红线，同时受制于轨道3号线位于道路下，导致管廊布置位置只能局限于轨道3号线和建筑之间的狭窄缝隙。沿线还有普坪石刻，为昆明市级文物。

1.3 现状河道

春雨路现状布置有3座桥梁及7座过水涵洞，管廊的建设需要综合考虑排水要求，其建成后不影响排水系统。

1.4 现状管线

作为昆明西片区重要的交通要道和城市主干路，春雨路现状沿线管线众多，地上地下管线复杂。

2 场地地质水文情况

2.1 地质情况

场地地基主要为第四系人工填土;冲洪积黏土层;冲湖积粉质黏土层、黏土层、粉土层、含粉土角砾层、泥炭质土层;粉质黏土层，含黏性土块石层;下伏基岩为泥盆系上统宰格组白云质灰岩及寒武系泥质粉砂岩[1]。

2.2 水文地质特征

勘察区内属于同一个水文地质单元，场地内地下水位埋藏由于受地形条件影响，深度不一，勘察期间，实测水位埋深在0.3～9.8 m之间，标高1884.76～1908.33 m。

3 设计标准及原则

3.1 设计标准

（1）基坑支护设计使用年限：一年。

（2）支护结构安全等级：一级。

3.2 设计原则

（1）保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、轨道3号线、道路的安全和正常使用;保证地下结构的施工空间[2]。

（2）综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，按相关规范采用支护结构的安全等级[3]。

4 基坑开挖支护方案

本次综合管廊基坑深度最大在8.3 m，局部过地铁站位置深度在3.5 m。

根据不同的情况，分为六种开挖支护方案。

4.1 拉森Ⅳ型钢板桩支护结构

适用于下部无轨道或影响较小的区域，可以打桩支护的范围;钢板桩采用SP-IV型拉森钢板桩，根据不同基坑开挖深度，桩长为12 m或15 m;内支撑为Φ609×16 mm螺旋焊钢管，内支撑间距为4 m;管廊两侧操作空间为0.8 m。

4.2 沉箱支护结构

适用于下部为地铁区间结构、管廊通过站点无法打桩的范围;利用沉箱及预制的沉箱附属设施作为支护结构。沉箱侧壁为60 cm厚钢筋砼，冠梁为60 cmx80 cm钢筋砼梁，底部为60 cmx65 cm钢筋砼支撑底梁，间距4 m。

4.3 放坡开挖

适用于下部为地铁附属结构、开挖深度浅、地质较好的、周边无构筑物或距离构筑物较远的地段;坡比为1：0.5，管廊两侧操作空间为0.8 m，坡面为4 cm厚C20喷射混凝土。

4.4 土钉支护

适用于距周边房屋有一定安全距离同时不具备完全明挖的地段。坡比1：0.25，管廊两侧操作空间为0.8 m，土钉长度为5～10 m，间距1.2×1.2 m，正方形布置。

4.5 钢筋混凝土桩支护

适用于距周边房屋比较近，而另一侧距地铁比较近，不具备打钢板桩的条件，在靠近房子一侧采用钢筋混凝土桩支护[4]。

钢筋砼桩支护结构采用钢筋砼桩+单道内支撑和单侧钢筋砼桩的支护形式。

4.6 高压旋喷桩内插型钢支护

适用于距周边房屋比较近，同时由于现状线缆等高度限制，现场无法进行钢筋混凝土桩支护。

高压旋喷桩桩长12 ～15 m，桩径80 cm，间距0.6 m，内插H700×300型钢，内支撑为Φ609×16 mm螺旋焊钢管，间距为4 m，冠梁为60×90 cm。

5 轨道保护方案

管廊线路临近既有运营轨道3号线，与轨道3号线车家壁站—岷山站区段互相交织（顺行、侧穿、斜穿和上跨轨道结构），整个综合管廊位于轨道保护区范围内，局部区域的综合管廊位于轨道特别保护区范围内，且管廊基坑工程局部区段开挖深度较深，按照相关法规政策和技术标准，春雨路管廊工程项目侵入轨道保护区范围。

5.1 设计目标

结合昆明地区类似工程经验及安评要求、城市轨道交通运营线路结构安全控制主要指标值，本次设计的设计目标如下。

（1）隧道结构竖向位移累计变形预警值为5 mm，累计变形控制值为10 mm。

（2）隧道结构横向位移累计变形预警值为5 mm，累计变形控制值为10 mm。

5.2 地铁保护措施

（1）总体设计时管廊平纵面尽量远离地铁。

（2）对地铁影响严重的区域采用高压旋喷桩预加固。

（3）对基坑开挖施工对地铁影响较严重的段落采用沉井支护结构以减少开挖范围。

（4）基坑工程对轨道交通影响等级为特级、一级时，基坑工程与轨道地下室结构侧墙之间的间隙，采用C20素混凝土回填密实。

5.3 计算分析

采用Midas GTS进行数值分析，考虑开挖30 m为一阶段进行建模，选取代表性的桩号进行基坑开挖模型分析。以K6+360为例，介绍如下。

5.4 结果对比

根据上述设计原则进行了轨道保护设计及施工，同时对轨道结构变形进行了实时的监测，以确保本项目安全顺利地进行，如表1所示。

6 结语

通过本次支护，综合管廊顺利完工，保证了周边建筑物及轨道3号线的安全。

春雨路地下综合管廊由于周边受限因素众多，既要考虑到开挖对地上建筑的影响，又要考虑到对地下各类构筑物（轨道3号线）的影响。而管廊基坑支护结构无疑是保证综合管廊顺利施工的关键。通过对春雨路管廊周边不同的情况选取不同的支护形式和保护措施的分析，希望可以对以后综合管廊基坑支护提供借鉴。

参考文献

[1] 王瑞卿.淤泥地質管廊深基坑支护技术[J].建筑技术，2019（1）：85-87.

[2] 王大钊.超深基坑地下综合管廊支护技术研究[J].工程技术研究，2019（22）：62-63.

[3] 杨冰.紧邻深基坑管廊变形影响及隔离方案研究[J].工程建设，2020（8）：58-61.

[4] 杨世宏.综合管廊深基坑支护桩长优化分析[J].城市道桥与防洪，2019（8）：274-278，286，32-33.