狭窄复杂环境深基坑综合管网的原地保护

林 舒

广州机施建设集团有限公司 广东 广州 510725

传统的管线保护技术一般采用管线异地迁改，但采用异地迁改的施工方法时，由于周边建筑物综合管线没有预留接驳口，所以在旧管线连接新管线的过程中，必须临时停止所有管线运行，等接驳好所有管线后，方可继续供水、供冷、供气。但当周边建筑为写字楼时，如临时对其停水、停冷、停气，必定会对建筑物的正常运行造成巨大的影响[1-6]。

针对传统管线保护施工中由于接驳管道需要临时关闭旧管道的问题，对基坑范围内存在的供冷、供水、燃气等综合管线原地支座置换保护进行了研究，形成了一套狭窄空间周边地下复杂环境深基坑综合管网原地保护关键技术。通过研究钢管桩结合贝雷架支撑体系置换综合管线土体支撑的施工技术，在确保原有建筑物周边综合管线能正常运行的同时，将原有支撑管线的土方支座，置换成由钢管立柱、贝雷架以及一系列钢结构体系组成的管线保护结构，以期为类似工程的施工提供借鉴。

1 工程背景

广州市珠江新城核心区市政交通项目8区地下停车库，位于广州市新城市中心核心区珠江新城黄埔大道以南、金穗路以北，地处CBD核心区域，四周建筑林立，建筑用地较为狭窄，建成后为3层地下停车场。本工程基坑范围内存在较多建成并投入使用的建筑物所配套的室外综合管线，包括供水管道、供冷管道、燃气管道等。

该工程所处位置环境复杂，场地狭小，难以满足施工范围内综合管线迁移的施工要求，且由于周边建筑物综合管线没有预留接驳口，若采用管线迁移的施工方案，则必须临时停止所有管线运行，等所有管线接驳好后，方可恢复建筑物内水、冷、气的供应，从而对周边建筑物运行产生巨大的影响。

2 新型贝雷架保护综合管线支撑体系

新型贝雷架保护综合管线支撑体系（图1），由钢管桩、型钢、贝雷架、悬索等组合而成，对供水管、供冷管、燃气管等综合管线进行保护。由于管线的敷设存在走向、位置、标高等各种差异，而承担管线荷载传递的贝雷架，受其结构的限制，必须直线安装，无法折线安装。因此造成管线走向与贝雷架走向不平行的情况，需要对管线穿越的贝雷架的安装进行特别设计。

图1 新型贝雷架保护综合管线支撑体系构造示意

2.1 贝雷架整跨断开

当管线的走向与贝雷架的安装方向平行时，贝雷架安装的流向按顺序进行，但当管线需要穿越贝雷架时，由于管线与贝雷架在水平位置上存在冲突，因此与管线走向相交的这段贝雷架需要在相邻两侧钢管立柱间整跨断开，如图2所示。让管线穿越后，继续按照顺序安装其余跨段的贝雷架。

图2 管线与基坑边线重叠示意

2.2 断开处的贝雷架支座设计及施工

断开位置的贝雷架需要等管线穿越和其他跨段的贝雷架安装完成后，方可进行安装。安装前需要在断开处的工字钢支座上设计一个新的支座，新支座采用25a#槽钢满焊连接而成，如图3所示。

图3 断开的贝雷架支座示意

支座安装完成后，需要设置一段新的支撑架用以支撑重新架空安装的贝雷架，支撑采用25a#槽钢焊接而成，槽钢间隔与贝雷架原槽钢龙骨间隔一致，如图4所示，贝雷架的槽钢支座与贝雷架之间采用焊接连接。

图4 断开段的贝雷架支撑示意

3 钢管桩施工要点

3.1 钢管立柱定位及防水

支撑立柱的施工首先要从原地面开挖支撑立柱桩孔位至地下室底板以下5 m，然后吊装钢管立柱至桩孔内并浇筑桩底混凝土。钢管立柱定位时需考虑钢管立柱预埋口对地下结构安全的影响以及降低日后修复的施工难度，并避免将钢管立柱设置在梁、柱的位置上。钢管桩的立面及防水节点如图5、图6所示。

图5 钢管桩立面

图6 钢管桩防水节点

3.2 桩芯混凝土浇筑措施

钢管立柱安装到位后，需要进行桩芯混凝土浇筑，由于钢管立柱需要固定在桩孔内，桩孔剩余空间狭小，难以进行桩芯混凝土的振捣以及混凝土导管的安装及拆除，因此采取如下措施：

1）采用高抛免振自密实混凝土进行桩芯混凝土的浇筑。

2）在钢管立柱的底端按照梅花状进行开孔，使自密实混凝土可以通过钢管立柱底部的梅花孔流入钢管立柱内，最终填充满整个桩孔底部。

4 综合管线支座置换

周边建筑物敷设的综合管线，由于其敷设位置处于工程基坑支护土方开挖的范围内，因此在开挖管线下层土方前，必须独立设计一套管线的支撑体系，将综合管线的荷载，由直接通过原地面支撑传递至基底岩层，置换成通过槽钢、贝雷架、钢管立柱传递至基底岩层。

为了在不中断使用的情况下，将运行中的综合管线，从原地面支撑的状态置换至钢结构管线保护体系支撑的状态，综合管线支座置换时必须保证管线整体的沉降以及位移量在允许范围之内。

4.1 地面管线保护施工

为了保证地面管线的整体稳定性以及减少管线的沉降，在贝雷架位置土方开挖和贝雷架安装时，应适当保留管线以下的土方，并在贝雷架下弦杆与管线底部预留安装槽钢的空间，以待贝雷架安装完成后进行龙骨槽钢穿插安装。槽钢安装时必须严格控制坑槽开挖宽度，以免对管线造成伤害。若安装槽钢后槽钢面与管线底部存在空隙，则应采用钢板对空隙进行填充，保证管线荷载能从钢板处传递至槽钢上，如图7所示。

图7 槽钢与贝雷架间处理示意

4.2 埋地管线支座置换

由于综合管线的敷设分为地面敷设与埋地敷设2种，在完成了地面管线的支座置换后，利用支撑地面管线的槽钢作为悬吊预埋管线的支座，用螺杆以及扁铁焊接成吊环将埋地管线悬吊起来，避免因螺杆与管线的接触面过少，导致损坏管线。

埋地管线的开挖采用分段开挖以及边开挖边用方木临时支撑的施工工艺，再利用焊接吊环对管线进行悬吊保护（图8），避免正在运行的管道因失去下方土体的支撑后产生断裂等情况。

图8 支座置换示意

悬吊完成后，拆除临时方木支撑，并检查地面、埋地管线的支撑情况和整体完整性，确保在其完好无损的情况下，进行下部土方的大面积开挖。

4.3 综合管线保护体系拆除

地下室结构施工完成后，需在地下室顶板处设置受保护管线的永久支座，然后进行钢结构管线保护体系的拆除，并修复地下室结构预留孔，进行地下室顶板的土方回填。

5 结语

1）通过运用钢管桩结合贝雷架支撑体系置换综合管线土体支撑的施工技术，可有效地解决深基坑施工前的周边建筑配套管线的处理问题，调和了深基坑施工的进度与安全质量之间的矛盾，创造了良好的社会效益和经济效益。

2）基坑侧壁及顶板处土方已回填至原地面标高，整个过程中基坑范围内的综合管线均处于正常运行状态，得到了较好的保护，可为今后基坑内综合管线的保护施工提供借鉴。