摘要：由于管廊的建设会给城市的管线施工及管理带来较大便利，因此，国家在各大城市推广管廊项目的建设施工。由于管廊施工需在地下，开挖深度较深，地下水为较高，一旦边坡发生地下水渗漏极易造成边坡坍塌事故发生，将导致群死群伤的严重后果，给工程各方带来不可预见的经济损失。通过开展深基坑降水及边坡支护施工技术研究，积极采用一些新技术、新工艺，对多种不利因素及难点进行专项设计及研究。
关键词：深基坑；支护；管廊
1 工程概况
由水电四局承建的银川市宝湖路、哈尔滨路、万寿路管廊工程，管廊埋深较深，开挖深度较深（平均深度8-10m），地下水埋深较浅（平均深度1.5m），且且地层均为粉细砂层，如何保证施工过程中基槽干槽作业，确保基坑安全，同时有效的保证施工过程中边坡的稳定性，为本文研究的重点。本文将通过采取合理的施工工艺，合理的支护方案，达到既能保证边坡安全又能有效的降低施工成本的目的。
2、国内外研究现状
由于管廊的建设会给城市的管线施工及管理带来较大便利，因此，国家在各大城市推广管廊项目的建设施工。由于管廊施工需在地下，开挖深度较深，若地质条件较差（均为粉细砂层），一旦边坡发生地下水渗漏极易造成边坡坍塌事故发生，将导致群死群伤的严重后果，给工程各方带来不可预见的经济损失。
因此，如何合理有效的进行管廊基槽的降排水、保证施工过程中边坡的稳定性成为管廊施工的重难点。目前，深基坑粉细砂层边坡支护及降水施工工艺比较成熟，但是在非常规地质条件施工工艺比较复杂，在同类地质条件下的施工经验非常少。因此，通过本工程并参照相关设计、施工规范，提出深基坑降水及边坡防护的方法，通过采取各技术安全管理措施，保证施工安全。
3 地质概况
3.1 工程地质概况
根据勘察报告和现场实际探查，拟建工程场地范围内地层结构相对简单；勘察深度范围内，除人工填土外，其下均为第四系黄河冲积和湖积成因土层。
3.2 水文地质概况
本工程厂区地下水属孔隙潜水类型，工程场地地下静水位在自然地表下1.5~7m。地下水补给以艾依河河水及沟渠侧向径流渗透补给为主，其动态类型属黄河侧补蒸发~径流型，地下水位动态主要受气象、水文因素影响，呈季节性变化，水位变化幅度0.5~1.0m左右。
表1 个地层剪切参数及渗透系数
3.3 地质评价
由于本工程沿线的砂质粉土层和砂质粉土夹粉砂层都处于饱和状态，所以在施工中易产生流沙、管涌等现象。又由于其高灵敏度特性，其有触变特性，在动力作用下，极易造成土体破坏，所以若施工不当，将造成工后沉降过大和不均匀沉降，所以在施工中应注意做好降水、防渗工作，控制水土的流失，同时还应注意施工工艺，避免对周围的环境造成不利的影响。
4 开挖支护方案
由于管廊工程基本位于市区，市区地下管线较多，且会存在跨路问题，本工程施工过程中，根据施工条件，采取多种开挖支护的方式进行管廊深基坑开挖支护。
4.1 普通段开挖支护
对于易于放坡开挖的部分，采取放坡开挖，同时对边坡进行挂网喷锚支护的方式进行施工。
基坑开挖前，结合现场实际情况，在施工过程中，参考附近类似工程的支护方式，基槽边坡采用土钉墙支护形式，坡面铺设Φ3@50*50mm规格成品钢板网并喷射80mm厚C20素混凝土的方法进行防护，钢板网采用土钉处2C14长30cm锚固筋固定；土钉采用HRB400钢筋，机械成孔。
4.2 特殊段开挖支护
（一）管廊穿路段深基坑支护
为保证道路通行，在进行跨路段管廊施工过程中，采用半幅开挖施工，由于已有道路主要通行重车等大型车辆，深基坑附近承受动荷载较大。为保证基坑安全，采用混凝土支护桩支护的方式进行深基坑边坡支护。半幅施工时，在半幅端部采用灌注桩进行封闭支护。在施工完成第一半幅后，进行第二半幅施工时，可将封闭支护桩拆除。
（二）由于局部范围基坑开挖深度较深，同时，受场地征拆不足的影响，为保证基坑安全，同时减少场地征拆的费用，施工过程中采用钢板桩支护的方式进行基坑边坡的支护施工。
5 降水施工
由于地层条件的不均匀，地层情况可能会有变化，本工程施工过程中，根据施工条件，采取多种降水的方式进行管廊深基坑降水施工。
5.1 普通段降水施工
由于本工程地下水位较浅（地下水位在自然地表下1.5～5.6m），地下水较为丰富，为保证施工过程中实现基槽干槽作业，根据设计图纸要求及现场实际情况，本工程采用管井降水的方式进行地下水的降排工作。开挖分层纵向进行，每层开挖深度不大于4m，土方开挖过程中严禁带水作业，地下水位需保持在基坑基础面以下0.5m，确保管廊后续作业不受影响。
经过降水计算，本工程降水井布置在管廊开挖坡顶以外1m处，坑外降水井间距为30m，井深为20m，降水井成孔直径800mm，混凝土滤水管直径400mm，混凝土滤水管及井壁处填充炉渣。
在基坑开挖前，根据每层开挖深度（4m），进行试验性降水。通过实验性降水可知，降水7天后，方可进行管廊第一层土方开挖施工。
5.2 特殊段降水施工
在施工过程中，由于地质条件的不确定性，在进行基槽开挖过程中，在地层中存在一层或多层的隔水层。由于隔水层的渗透系数较小（渗透系数为0.01~0.05m/d），采用传统的管井降水（适用渗透系数为0.1~200m/d的土层）无法满足降水的需求，本工程按照常规的管径降水的方式无法满足降水需求，降水时间增长，导致降水费用增高，且导致基槽内出现明水现象，易造成边坡坍塌。
经过对地质勘察报告和现场实际施工情况的分析，本工程采用轻型井点降水配合管井降水的方式对隔离层部位的水进行抽排，经过现场实际操作，此种降水设计效果显著，可迅速降低隔水层部位的水位，提高了施工进度。
通过轻型井点降水，快速降低了隔水层部位的地下水位，为后期的施工提供了较好的外部施工环境。较常规的管井降水节省了大量的工期及费用。
6 基坑监控测量与抢险应急预案
由于本工程开挖深度较深，基坑等级为II级基坑。基坑施工期间，为保证施工过程中边坡的安全，建设单位聘请第三方基坑沉降监测机构，对围护结构及周边环境进行全面的监控量测，以保证基坑的施工安全和地表构筑物及地下管线的稳定。
由于基坑支撑体系采用土钉墙配合灌注桩及钢板桩相结合的方式，支撑受力滞后，时效性差，围护结构可能出现变形过大或变形速率过快等现象。为把围护结构变形值及变形速率控制在规定范围内，施工中加强监测，合理组织生产，加快支撑施工速度，必要时采用早强混凝土以起到快撑的目的；根据情况适当缩小水平分段长度，减少基坑敞开范围，缩短工序转换时间。当发现围护结构沉降大于2 mm／d或收敛大于1 mm／d时，应立刻停止基坑的开挖进行支撑，以免收敛过大，破坏整个围护结构。必要时停止开挖并往坑内回填土以防围护结构变形加大；基坑周边禁止重物堆载，所开挖出的土方必须及时清理干净。
7 结论与体会
⑴ 土钉墙支护配合灌注桩及钢板桩支护施工技术很好地克服了管廊深基坑边坡支护的难题。在边坡支护施工过程中，采取适当措施，能够确保基坑周边管线及建筑物的安全。
⑵ 在基坑开挖过程中，基坑内降水效果良好，出土顺利，基坑内没有出现土体失稳的现象。这说明，采取的基坑降水技术和基坑开挖技术是合理的、可靠的。事实证明，土钉墙+钢筋混凝土支撑+钢板桩支护的基坑支护技术对于基坑的挡土、防水及保证周边环境的安全是合理、有效、可靠、安全的。
论文作者:任义亮,贺晓龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/21
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