浅析城市地下综合管廊施工基坑支护技术

2021-03-01张明亮

中国新技术新产品 2021年1期

张明亮王飞杨广

（中建七局第二建筑有限公司，安徽合肥 230000）

0 引言

现阶段，我国城市建设持续发展，大量城市已经对地下综合管廊着手研究并进行相关建设，转变了城市以往粗犷式、不合理的发展方式。但是新方式的产生在一定程度上对施工技术提出了较高的建设要求，为了管廊施工能够顺利并安全生产，应该采取合理、科学的支护技术。地下综合管廊施工团队应深入了解各种基坑支护技术关键操作点，使不同技术可以相互配合发展，进而保证地下综合管廊施工质量及效率。该文首先对如何应用城市地下综合管廊基坑支护技术进行深入分析，并深入研究其构成及建设的重要意义，接着提出了几点相关技术的核心要点，为城市化进程发展提供一定的支持[1]。

1 地下综合管廊构成分析

地下综合管廊从以下3 个方面进行讨论：1）管廊本体。在综合管廊施工中，首先运用的建材主要是预制形式的钢筋混凝土建材或是现浇。2）其内部构成为不同形式的管线。地下综合管廊建筑的核心就是居民生活中运用的不同形式的管道线路。其管线主要包括供热管线、供水管线以及天然气管线。此外，地下综合管廊内部构成中还具有符合其构造的监控系统。地下综合管廊中内部的氧气、湿度比较特殊，而且还有可能遇到非法进入的问题[2]，因此，综合管廊内部设有监控系统及地面控制系统，以达到防止有关灾难的效果。3）综合管廊构成还包括相对应的供电、排水及消防系统。内部设施在特殊天气或特殊情况下容易受到供热管道漏水或雨水天气的不良影响，因此，应根据实际情况设置排水系统。地下综合管廊供电系统主要是为了维护光缆的日常运行工作及照明工作，消防系统主要是提高其内部防电、防火的效果。

2 建设城市地下综合管廊的重要性

2.1 为城市安全提供保障

在传统城市管道建设过程中，施工团队多数采用直埋作为管廊施工的主要工作方式，造成管道易遭受环境不良因素的影响，增加了故障率。使用综合管廊后，能够在专门的位置设置管道，隔绝外部环境所产生的不良影响。在地下综合管廊中包括了所有管道，进而使城市空间可以得到最大化的可持续利用，从而减少浪费，有效地节约城市空间。在综合管廊中日常维护修理工作也可以有效进行，减少外界因素对街道表面的破坏，而且地下管廊具有较强的抗灾害能力，故障产生后，能够防止故障持续扩张的问题[3]。

2.2 为城市发展提供优化方式

当前大多数城市发展方式都较为粗犷，造成一些城市化设施安装不科学。对于管线建设来说，施工采用大量直埋会随着管线使用的年限和时间持续增加，进而对街道产生不良影响。地下管廊建设可以让城市地下结构的相关设施更加科学化、合理化，进而改善其内部环境，让城市未来建设更加科学[4]。

2.3 提高城市内部行政管理水平

在城市地下综合管廊的建设过程中，主要包括电力管线、排水管线、燃气管线等管道线路，错综交杂，不同设施存在不同的管理方式。但是这些管理都存在于一个建设空间中，所以不同的部门之间应及时做好沟通交接工作，保障管线建设合理、正常。部分的管线管理工作在其完成后存在无法管理的困难，这在一定程度上需要城市政府制定更加科学的管理规定，统筹规划管理项目，不同部门可以互相配合，使城市可以和谐发展。所以，地下综合管廊可以有效地提升城市行政水平。

3 城市地下综合管廊工程的施工难点

许多城市在进行地下综合管廊项目施工建设过程中，都会受到工程概况、地质水文和道路周边环境等影响，进而遇到各类施工难点。经过梳理分析，常见的施工难点可以分为2 大类，分别是老城区区域内的施工难点和跨河流域内的施工难点。

3.1 老城区区域内的施工难点

3.1.1 难点分析

老城区区域内的施工难点主要表现在由于老城区地域特征，导致区域周边存在大量的地上高压线以及地下各类管线设施问题。这些设备设施复杂交错，错误的施工极容易带来严重的安全隐患。此外，老城区建筑区域内也存在着人流量大、来往车辆多以及地表水位高等问题，进而进一步加深了施工难度。总的来说，老城区域内地下综合管廊工程存在的施工难点包括以下4 个方面：1）区域建设附近沿线的交通复杂，疏导困难，施工建设矛盾压力大。2）附近存在大量的高压线等设备设施，专业要求较高。3）老城区区域建设面积地下水位高，会对施工安全造成影响。4）区域内的交叉施工以及管线改迁等问题较多，必须要进行科学的规划，才能够保证施工顺畅，也需要注重安全隐患的问题。

3.1.2 施工建议

在对老城区地下管廊建设施工过程中，一般都需要采取以下3 个方面的措施：沿线交通疏导、高压区域的施工、降水或截水施工。

在沿线交通疏导过程中，如果项目正处于城市老城区的主干道上，该区域内车流量较大，就必须要充分考虑施工期间可能会对主线路车流顺畅性造成的不良影响，采取积极有效的措施加以应对。而且大多数老城区土地开发程度较高，导致老城区地下管廊建设施工过程中的沿线需要经过诸多的商铺或小区，在施工期间必须要保证居民的正常生活和工作。沿线处如果有路口，必须要进行宏观的规划设计，充分考虑在路口处的车流疏导情况，避免出现由于施工造成的路口交汇处车流拥挤问题。

在高压区域的施工过程中，必须要严格按照国家电网对于电力安全的要求，结合施工现场的实际，有效地应对各类电力安全隐患问题。需要注意以下2 个方面：1）应该建设电力保护区，在保护区内进行建筑物或者构筑物的建设。2）应该采用先加固、后维护、再施工的方式来进行安全保障处理。使用地基加固方式，在高压线区域内进行施工安全防护，全力提高电力安全保障力度。

上水或截水施工是指一些老城区内处于冲击地段，上层滞水埋线较浅，地下水位却较高，进而会导致施工安全受到一定的影响。所以必须要对施工区域进行降水及截水施工处理，在松散的地质环境下利用人工填土的方式进行加固处理，并使用止水帷幕工艺对地下进行降水施工，或者使用冠梁施工的方式，当钻孔灌注桩浇筑满足一定强度时，在土方表层和桩间进行浇筑冠梁施工，能够有效地提高围护桩的强度。

3.2 跨河流域内的施工难点

3.2.1 难点分析

跨河流域内的施工难点主要表现在施工区域集中在河道的附近，地质会受到河道的严重影响，存在淤泥松散、定型差的问题。另外有时需要进行河流改造处理，进一步增加了施工难度。

3.2.2 施工建议

在跨河流域内实行地下综合管廊施工项目面临的难点是围岩施工中如何正确处理河段施工环境对于管廊施工造成的不良影响。按照管廊施工的设计理念、标准要求以及河流段的地质水文特征，对面临的施工难点进行充分的分析，需要考虑施工的范围、施工的层次、河道是否需要改道、止水帷幕的施工要求、修建施工便道的要求等。

明确施工范围后，应该采取分幅施工的方式，分层次进行保证不同区域内施工的安全保障。

如果需要进行河流改道，可以利用引流的方式，采取土方开挖周围边坡加固，原河道位置设置挡水结构等方式来实现河流改道目的。在河道围堰施工建设时，主要的施工内容包括土方的挖掘和回填、施工现场的道路修建、河流改道、止水帷幕施工建设、灌注桩施工和挡土墙施工等。一般情况下也需要按照区域划分来进行分别的施工，才能够提高不同任务下的工程质量。

在进行河流围堰施工过程中，必须要充分考虑到河道处多为淤泥松散的土质，非常不利于机械运输和施工建设。所以，在应用围堰的施工技术时，必须要对施工区域内的地基进行有效的处理，才能够真正保证区域内施工作业的结构符合承载要求。可以使用碎石投放的方式来提高淤泥土质的承载能力；进入止水帷幕施工环节时，为了提高河道区域内的止水成绩，可以使用三重管摆喷工艺，每隔一段区域设置一个摆喷孔；此外，也应该提高支护结构的施工质量，采用专业的钻孔灌注桩施工工艺，每隔1 个区域施工安装1 个灌注桩；在进行挡水墙施工时，为了保证河道每个区域内的不同施工都能够顺利完成，需要对部分河道内施工安装挡水墙，挡水墙可以采用悬臂式施工建设工艺来满足不同水土压力下对于地面承载能力的要求。

4 城市地下综合管廊施工基坑支护技术要点的相关分析

4.1 打围

在基坑支护技术施工过程中，为了保证过往人员和车辆的安全，在测量放样后需要对施工区域实施围挡措施，相关标准应与地方标准及行业标准相结合。施工部门在对综合管廊进行基坑支护技术时，应在道路上设置警示标志，包括标识牌和警示牌等，准确提示过往行人和车辆根据规范指示牌所提示的方向行驶。必要时，地下综合管廊施工过程应安排专门的人员对交通进行疏导。城市主干道在进行施工过程时，应对周围车辆制定特殊指导方案，专业方案可以邀请专家进行设计。

4.2 清理障碍施工

根据前期设计报告所提供的信息对施工现场相关情况进行深入了解、观察，对于施工区域应做好清理措施，如天然气、污水、雨水以及废弃物等，及时确定通信管线位置，根据相关需要展开迁离工作。

4.3 基坑支护施工技术

对于地下综合管廊施工工作来说，其施工过程一般较深，造成坑壁不稳定，对地下水放坡造成一定不利影响，一旦放坡工程规模较大，应该采取一定的措施对其进行支护。在采用喷射或锚杆进行加固的过程中，应该保证管廊基开深度不超过4 m，施工区域土质含水量应保持在低水位，施工过程应采用混凝土或锚杆挂网进行基坑工作，先逐层进行开挖，之后逐层进行加固工作。

4.3.1 拉森钢板桩支护技术

假如基坑开挖深度不足5 m，可以采取拉森钢板桩进行支护，钢板桩应尽量与设计需求相满足，如果设计方案中没有明确的要求，应该根据杆状受力状况进行计算，以达到最为合理的深度。在打定位桩时，每隔9 m 设置1 根钢板桩，注意钢板桩的受力情况，一旦受力过大，应该采取临时支撑措施，进而保证基坑支护的安全性、稳定性[5]。

4.3.2 混凝土灌注桩支护技术

开挖深度较大时，例如超过了10 m，一般采取混凝土灌注桩进行支护，特别是在基坑载荷过大时，尤其是周围建筑过多时，必须要采取此类技术进行支护工作。基坑混凝土灌注桩一般采取钻孔灌注桩进行施工，应根据土层起伏面的不同状况确定其注桩的长度以及直径。在施工过程中，钢筋如果使用的较少，施工就更简单，而且可以更好地发挥其设施操作的作用，进而有效地保证施工质量及效率。

4.3.3 微型钢管桩支护技术

在基坑开挖深度不超过5 m 时，在渗水量不高的情况下，应采取微型钢管桩进行支护。在支护过程中，钻孔直径为0.04 m～0.08 m，在其入土之后应该根据设计方案相关规定实施注浆，保证钢管的固定设施，从而有效地保证注浆液合理向周围扩散。

4.3.4 基坑排水施工技术

基坑施工过程其四周应该设置合理的排水口，在此基础上防止水沟出现渗水现象，保证坑壁的稳定性。在基坑每开挖1 层时应设置降排水纵横坡，在基坑开挖到20 cm 或30 cm 时应禁止开挖，使用人工进行基底标高，并设置相应的排水沟。

4.3.5 土钉墙施工技术

土钉墙施工和基坑开挖应根据规律进行施工。土钉墙施工工序如下：首先，在基坑土方开挖时，预定好其厚度标志，对第一层基坑进行喷射，然后实施钻孔、注浆等工作，最后对其实施钢筋绑扎，钢筋的厚度不应超过20 mm，然后对第二层进行喷射。另外，水泥浆在初凝之前应该使用完成。在对基坑进行喷射时，应注意其正确喷射方法，避免造成施工问题。土钉注浆体和喷射强度在达到总设计的70%后才可以进行挖掘；硂的喷射厚度不能小于40 mm，此外，受喷表面与喷嘴距离应准确把控，最好控制在600 mm～1 000 mm，并使其保持垂直状态。土钉墙所运用的材料最好使用42.5 级的硅酸盐水泥，并在初凝前期使用完成。

4.4 基坑监控测量技术

监控基坑测量技术是基坑支护技术工作的核心程序，此项工作在基坑支护工作中贯穿其全过程。此项工作的主要目的包括支护和坑壁的动态数据信息，对其及时进行反馈，进而有效地指导基坑支护工作。分析不同的信息和数据，确定合理设计参数，进而保证支护工作的科学性。及时监测坑壁与支护的应力和形变，改善支护设计系统。基坑测量工作主要包括观察基坑内外工作、了解基坑变化，分析地表及支护结构，测量外力、内力变化，了解坑壁内部、土体及锚杆轴力等情况。另外，还要根据地形实际情况对开挖断面的形状、宽度、深度和各种条件进行深入了解，选择最为科学的施工方法和支护方法。测量工作展开应与信息化技术相结合，根据施工现场实际需求和不同情况设置不同操作类型，基坑周围设置专门的观测点，并设置专门的留证方式。测量工作应该定期开展，对基坑建设情况应持续进行监控，保证基坑支护结构的安全性、合理性，及时了解基坑建设情况，在一定情况下进行控制及调整。