紧邻地下管线的地下连续墙施工预处理技术

董 锋

上海市基础工程集团有限公司 上海 200002

随着城市地下空间的大规模开发，特别是在中心城区的地下轨道交通、越江隧道、地下快速道路等基础设施建设的快速发展，越来越多的基坑工程紧邻地下管线施工，对周边环境的影响控制要求越来越高，施工的难度也越来越大。

在邻近地下管线的基坑工程施工中，对于紧邻排水管道的地下连续墙围护施工，由于安全距离的不足导致施工风险尤为突出，一方面管区回填材料因多采用中粗砂，成槽施工时极易发生流砂坍塌，另一方面由于软土土层的特性，在成槽施工时容易发生槽壁塌方现象，进而危及紧邻地下管线的安全。

特别是在紧邻抗变形能力较弱的地下管线进行地下连续墙施工时，由于成槽施工过近，极易发生流砂、塌方等，从而造成管道变形、损坏，危及管线和地下连续墙槽壁的安全。因此，施工前有必要采取预处理技术，改善槽壁土层和管线的抗变形能力，以保障施工安全[1-4]。

本文结合上海周家嘴路越江隧道新建工程的盾构工作井基坑围护紧邻地下管线施工的实例进行分析，采取了紧邻地下管线的地下连续墙施工预处理技术，保障了地下连续墙围护的施工质量和地下管线的安全，可为今后类似工程的施工提供借鉴。

1 工程概况

工程全长4.45 km，其中隧道段长4.064 km，盾构施工隧道段长2.57 km。过江段隧道结构为φ14.5 m，单管双层双向四车道布置。上层为由东至西方向，下层为由西向东方向。盾构段长约2.57 km；西岸明挖段长约628.8 m，设备用房段及工作井段长约92 m；东岸明挖段长约640.6 m，盾构始发机架段及工作井段长约130 m。

场地内分布的土层自上而下可划分为九大层及若干亚层，其中，①1层为填土、①3层为灰色砂质粉土（俗称“江滩土”）、③层为灰色淤泥质粉质黏土、③T层为灰色砂质粉土、④层为灰色淤泥质黏土、⑤1层为灰色粉质黏土、⑥层为暗绿-草黄色粉质黏土、⑦1层为黄-灰色砂质粉土、⑦1T层为黄-灰色粉质黏土、⑦2层为灰色粉细砂、⑧1层为灰色黏土。

东岸始发工作井基坑外包尺寸为25.0 m×23.0 m，围护采用厚1.2 m地下连续墙，墙长48.6 m，基坑深27.1 m，基坑开挖最深处位于第⑥层，围护结构最深达到⑧1层。

邻近的地下管线有1根φ1 500 mm雨水管道迁改至基坑北侧，由于规划管位空间紧张，拟排的φ1 500 mm雨水管中心距离基坑围护外边线仅有1.5 m，净距不足60 cm（图1）。

图1 基坑围护与地下管线位置示意

依据设计文件和排水管道通用图做法，新排φ1 500 mm雨水管设计管内标高约－0.40 m，设计地面标高＋3.80 m，开槽埋管沟槽宽度为3 000 mm，沟槽深度约4.8 m。

管材为企口式钢筋混凝土管，混凝土设计强度C50，每节管子长度为2 000 mm，管道接口为企口式接口（承插式），设“q”形橡胶圈，属于柔性接口；管道基础采用砾石砂垫层、C20混凝土和管枕，管道坞帮须用中粗砂坞帮，并回填至管顶以上50 cm处（图2）。

图2 管道基座示意

2 工程难点分析

1）地下管线规划管位较为紧张，φ1 500 mm雨水管道中心距离基坑围护外边线仅有1.5 m，净距不足60 cm，地下连续墙施工过程中会揭露管区回填的中粗砂，施工安全距离不足。

2）根据岩土工程勘察报告，场区有①3砂质粉土层（俗称“江滩土”）、③T砂质粉土层，在地下连续墙成槽施工时易发生流砂坍塌，进而危及紧邻的φ1 500 mm雨水管道的安全。

3）管区范围内一般采用中粗砂回填，在地下连续墙成槽施工时极易发生流砂坍塌，进而造成φ1 500 mm雨水管道位移甚至破坏。

4）管径大于DN1 200 mm，一般采用企口式钢筋混凝土管，钢筋混凝土管接口及基础的抗变形能力较弱。

综上所述，在紧邻地下管线的地下连续墙施工前，有必要采取预处理技术，以保障地下连续墙成槽的顺利实施和紧邻地下管线的安全。

3 施工预处理技术

3.1 槽壁预加固

根据场地地质条件的土层特性，及考虑对邻近地下管线、房屋的影响，选择槽壁预加固等措施，以防基坑围护施工中发生流砂坍塌险情，进而危及紧邻地下管线的安全。

本工程实例中场地浅层①3砂质粉土层（俗称“江滩土”）及③T砂质粉土层等渗透性较强，水稳定性差，且基坑围护距离地下管线较近。在φ1 500 mm雨水管道施工前，先对地下连续墙围护外侧进行预加固处理。

考虑施工场地等因素的制约，槽壁预加固采用φ800 mm@600 mm高压旋喷桩，加固深度为雨水管道底以下8.0 m，即地面以下4.0～12.0 m；旋喷桩加固水泥采用P·O 42.5水泥，水泥掺量不小于20%（图3）。

图3 槽壁预加固示意

同时为保证地下连续墙能顺利成槽施工，槽壁加固边线距离地下连续墙边线预留10 cm空隙，即φ800 mm@600 mm高压旋喷桩中心距离地下连续墙边线500 mm（图4）。

图4 旋喷桩槽壁预加固大样

3.2 加深导墙

依据管区范围内回填的中粗砂渗透性较强，水稳定性差，在地下连续墙成槽施工时极易发生流砂坍塌。同时，管道的素混凝土基础设计强度低、抗变形能力弱，管道基础可优化为钢筋混凝土基础底板（采用双层双向钢筋网），同时将导墙结构加深与管道基础底板连成整体，增强导墙和管道基础的整体抗变形能力。

本工程将紧邻的φ1 500 mm管道C20素混凝土基础优化为C30混凝土底板（φ14 mm@250 mm，双层双向钢筋网），导墙加深与管道基础底板连接形成一个高约4.5 m的槽口形导墙结构（图5）。

图5 加深导墙示意

加深导墙应与开槽埋管同步实施，具体步骤为：沟槽开挖至基底→施工管道基础底板并预留导墙钢筋→管道铺设、连接→施工导墙肋板结构至地面以下1.5 m左右→沟槽回填（图6）。

图6 开槽埋管与导墙示意

最后废除原排水管道，施工浅部导墙结构（图7）。

图7 浅部导墙示意

3.3 增强管材

考虑承插式、企口式钢筋混凝土管及其接口的特性，在地下连续墙成槽以及后续基坑开挖施工时，一旦发生较大的不均匀沉降或集中受力，极易发生管节错口甚至管节变形破裂等问题，危及管道安全以及基坑自身的安全，可采用钢管或球墨铸铁管作为替换，以提高管道抗变形能力。

考虑雨水管道防腐的需要，本工程将紧邻基坑的φ1 500 mm雨水管管材优化为离心球墨铸铁管，采用K9级，接口为法兰连接。

通常DN1 400 mm以上的球墨铸铁管接口形式为机械式接口（K型），其承口为固定法兰，插口为活动压兰。

为提高球墨铸铁管接口处的抗变形能力，委托厂家对球墨铸铁管进行定制加工，改为固定的法兰盘接口，用高强螺栓紧固连接（图8）。

图8 球墨铸铁管法兰盘接口施工

4 结语

1）采取施工预处理技术后，邻近管道的地下连续墙槽壁未发现塌方现象，成槽垂直度均小于1/450，满足设计及规范规定要求，取得了较好的效果。

2）通过本工程实例，采取槽壁预加固、加深导墙结构、增强管材等施工预处理技术，保障了地下连续墙围护的施工质量和地下管线的安全，为今后类似工程的施工提供了借鉴。