地下连通道施工区域管线保护施工技术

郑 杰

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

随着城市化进程不断加快，城市交通拥堵问题逐渐突出，大量城市积极发展地下交通。地下通道往往位于或通过现有道路下方，距离地下管线较近，其施工势必会对周边既有地下管线安全产生影响。地下通道施工对地下管线的影响主要体现在以下2个方面：一是基坑开挖导致土体沉降，从而地下管线也随之沉降产生变形，甚至破坏；二是在基坑开挖阶段，大型机械设备在施工中极易造成管线的损坏[1]。

为避免地下通道施工对地下既有管线造成影响，现有的解决办法主要分为2类[2]：一是通过改迁既有管线避开施工区域，这一方法安全、实用，施工区域内的重要管线应尽可能采取迁移措施，然而有时管线迁移需要消耗极高的财力、物力，还可能出现施工单位因某一管线无法改迁或者改迁进度过慢而耽误工期的情况，因此该方法并不能适用所有情况；二是采取原位保护措施确保基坑开挖过程中的管线安全，常见的原位保护措施有基坑土体加固、管线底部支架保护、管线顶部悬吊保护等。对于迁移代价过高的管线（例如高压电缆线）宜采取原位保护措施，在确保管线安全的前提下，可以达到降低成本、缩短工期的目的[3]。

1 工程概况

1.1 工程概况

本工程绿地中心·杭州之门（图1）位于浙江省杭州市萧山区钱江世纪城，规划成为集综合商务办公楼、五星级酒店及精品商业等功能为一体的综合大型项目。项目用地面积约77 572 m2，总建筑面积约513 226 m2。塔楼上部结构63层，建筑高度达302.6 m，项目落成后将以流畅的线条、独特的造型成为杭州地标群中重要的组成部分，成为杭州市天际顶点。

图1 绿地中心·杭州之门项目效果图

1.2 地下连通道概况

绿地中心·杭州之门项目共设有3个地下连通道，3个连通道（1#、2#、3#）分别位于主体工程基坑西侧、东侧、东北侧。西侧连通道（1#）与在建的杭州奥体中心综合训练馆相连通，东侧连通道（2#）和东北侧连通道（3#）与已投入使用的杭州国际博览中心相连通。

3个地下连通道中，东北侧连通道（3#）管线情况最为复杂，因此本文以东北侧连通道（3#）基坑开挖工程为依托，阐述其基坑开挖过程中管线的保护措施和关键工序。

东北侧连通道（3#）位于地下1层，长度162.6 m，宽度9.8 m，开挖深度－7.50～－8.95 m。

2 地下管线情况

根据早期物探成果及杭州国际博览中心提供的资料，东北侧连通道（3#）地下管线众多，有雨水、污水、强电、弱电等管线。为探明管线、确保管线安全，采用人工开挖方式开挖样沟，探明管线走向、管线埋深及管线尺寸，管线开挖成果如图2所示。

图2 东北侧连通道地下管线走向示意

施工区域内的各类管线在一般情况下，应尽可能采取迁移措施，因此本项目雨水管线、污水管线、通信管线均采取管线迁移的方法避开基坑开挖区域。然而电力管线改迁费用高昂且改迁周期长，改迁一次电力管线的费用至少约2 000万元，施工周期约1 a，基于上述原因，电力管线决定采用原位保护措施。

在围护桩和工程桩施工之前，现有雨水管线、污水管线、通信管线必须废除。为了保证项目东侧杭州国际博览中心正常运作，将管线迁改至已施工完成的地下室顶板上，待地下连通道施工完成后，再将管线迁改回原位。

3 强电管线原位保护施工工艺

强电管线为排管外包混凝土结构，排管共12孔，分为上中下3排，每排4根。电缆导管采用外径185 mm、壁厚4 mm的热浸塑钢管，导管外部采用C25混凝土包方保护，混凝土包方的顶部及底部设有钢筋网，纵筋7φ14 mm，箍筋φ12 mm@150 mm，混凝土包方的截面尺寸为1 070 mmh 840 mm，包方下方为厚100 mm的C15素混凝土垫层。

强电管线斜穿东北侧连通道基坑，基坑东侧为杭州国际博览中心，基坑北侧为高架桥及七甲河，基坑西侧及南侧为项目主体结构。根据现场实际勘测，场地标高1.50 m，强电管线顶面标高为－1.49 m，埋深2.99 m，强电管线与东北侧连通道位置关系如图3所示。基坑宽度约11 m，基坑范围内上部为砂质粉土，土体性质较好；中部为粉质黏土层，土体性质较好；下部为粉质黏土层，土体性质较差。围护结构均采用钻孔灌注桩与高压旋喷桩组合结构，φ900 mm@1 100 mm钻孔灌注桩、φ800@1 100 mm高压旋喷桩，钻孔灌注桩与高压旋喷桩搭接300 mm，管线两端围护结构则采用全方位高压旋喷注浆MJS施工工法。

图3 强电管线与东北侧连通道位置关系示意

考虑到强电管线和东北侧连通道基坑的位置关系，采取以下措施对强电管线进行原位保护：

1）在桩基工程施工前，对管线混凝土周边地基土体进行加固。

2）桩基工程包括围护桩及立柱桩，桩基施工完成后，进行压顶梁施工，压顶梁遇管线混凝土断开，改设混凝土挡墙。

3）开槽安装型钢托梁，托梁与立柱桩上格构柱连接。

4）基坑开挖至第1道支撑，第1道支撑施工。

5）施工加强立柱。

6）进行第1道支撑以下基坑开挖施工。

3.1 强电管线地基加固工程

桩基施工可能会造成管线地基土体沉降，从而使混凝土包方受弯并产生形变甚至破坏。为确保管线混凝土的安全，在桩基工程施工前，采用新型地基加固技术，即地内压力可控高压旋喷技术对管线下方及四周地基土体进行加固。新型高压旋喷工艺具有可斜打、稳定、喷浆压力可控的优点，实用有效。

3.2 管线两端围护桩施工

为确保管线安全，管线两端围护结构采用全方位高压旋喷注浆MJS施工工法，MJS工法可以水平、倾斜、垂直全方位 进行高压喷射施工。

3.3 管线两侧立柱桩及型钢托梁施工

立柱桩分为增打立柱桩和利用主体结构工程桩的立柱桩这2种类型，全部采用钻孔灌注桩内插角钢格构柱的形式。

待压顶梁施工完成，人工开槽施工管线混凝土型钢托梁，使管线混凝土可以将荷载通过型钢托梁传递给立柱桩，防止基坑开挖后管线混凝土因重力荷载过大而被破坏。型钢托梁搁置于托座件上，型钢托梁与托座件采用高强螺栓连接，托座件与格构柱焊接连接（图4）。

图4 立柱桩、型钢托梁节点结构示意

3.4 管线两端混凝土挡墙施工

当压顶梁遇管线混凝土时，压顶梁断开改设混凝土挡墙[4]（图5）。

图5 混凝土挡墙结构示意

3.5 管线混凝土加强立柱施工

第1道支撑施工完成后，在第1道支撑上方增设管线混凝土加强立柱（图6）。

图6 加强立柱结构示意

3.6 管线监控监测

对管线混凝土设置各类监测点（表1），在整个基坑开挖过程中实时监测管线是否发生变形，确保管线安全可控[5-7]。

表1 管线混凝土监测项目与监测点布置

4 结语

针对基坑开挖施工区域内既有管线如何保护的问题，本文依托项目实际，在探明管线情况的基础上，针对不同类型的管线分别采取管线搬迁和原位保护等技术措施。在管线原位保护施工技术中，采用 地内压力可控高压旋喷技术 进行管线周围地基土体加固，在管线附近普通桩基施工工艺无法施工时提出采用MJS工法桩，并详细介绍了管线原位保护装置，最终解决了地下连通道施工区域管线保护及迁改的问题，既节省了成本又缩短了施工工期。随着地下空间的不断发展，越来越多的工程可能会面临类似的问题，期望能为类似工程提供借鉴。