摘要：随着城市发展，建设地下综合管廊实现城市基础设施的现代化，加强了对地下空间的合理开发利用，增强城市防灾抗灾能力。以成都市益州大道南一段综合管廊深基坑施工为对象，从基坑降水、支护、开挖等方面浅析综合管廊深基坑施工技术，为今后类似工程施工提供参考。
关键词：管廊；深基坑；施工技术
一、工程概况
益州大道南一段位于天府新区成都直辖区，路线呈南北走向。综合管廊设计范围为K2+080～K6+380。K2+080～K4+460段为两仓综合管廊，K4+460～K6+380为三仓综合管廊，布置在绿化带、人行道及非机动车道下方。
两仓管廊断面图
三仓管廊断面图
地质水文情况：
杂填土：色杂；稍湿～湿，主要由人工堆填的粘土为主，层厚0.50～3.30m。
素填土：褐色、褐黄色，松散稍湿，主要以耕植土为主，层厚0.50～1.50m。
粉土：浅灰、灰褐色，稍密，稍湿，摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。厚度0.50～4.00m。
细砂：青灰色、黄褐色，松散，稍湿。主要由长石、石英、云母等暗色矿物组成，含粉砂粒，颗粒呈细粒状、棱角状。厚度0.50～2.10m。
卵石：褐灰色，灰色，湿～饱和。其母岩成分以岩浆岩为主，沉积岩次之，多呈圆形～亚圆形。
中风化泥岩：紫红色，主要矿物成分为粘土矿物，泥状结构，岩质软，浸水或者日晒易软化和崩解，岩体完成程度为较完整。
根据区域水文地质资料和现场地勘资料，场内地下水稳定水位为自然地坪下3.7～4.3m左右。拟建场地卵石层渗透系数K为22m/d。地下水位年变化幅度为1.50～2.00m，其中12、1、2月为枯水期，7、8、9月为丰水期，部分路段管廊基坑开挖，需要采用深井降水。
本工程综合管廊基坑最大挖深约为10m。
二、管廊基坑降、排水
1、明排方法
基坑开挖过程及结构施工中，均进行临时排水沟施工，保持管廊施工在无水条件下进行。将可能进入开挖基坑的地表水，采取堵、截、排等措施，使其不流入基坑；对基坑范围内的雨水和地下水则经坑底明沟流入集水井，由水泵抽排到基坑外。
基坑开挖前，在基坑顶沿基坑外周，距离坡顶边线1m左右设置排水沟，防止地面水注入基坑内，排水沟断面尺寸0.3×0.3m。
基坑开挖到设计标高后，在基坑坑底两侧设置纵向排水沟，排水沟断面尺寸0.3×0.3m，排水沟坡度不小于0.3%；每间隔30m设置一个0.65×0.65m，深1.2m的集水井，并用电动单级离心式清水泵（7.5kw）将坑底积水排至基坑外。
2、基坑降水
根据地勘资料勘察期间为枯水期，在钻孔中测到场地内地下水静止水位为自然地面下3.50～7.50m，根据区域水文地质资料，地下水位变化幅度为1.50～2.00m，且管廊施工时间集中在7、8、9月丰水期，且施工现场紧邻锦江河流。全段采用管井井点降水法进行降水。
3、施工方法
（1）管井井点降水
1）滤水井管：直径300mm 以上的混凝土管。过滤部分可用钢筋焊接骨架，外面包裹孔眼为1～2mm、10孔/cm2的镀锌铁丝过滤网两层，长2～3m。
2）吸水管：直径65～150mm 的胶皮管或钢管，底部装有逆止阀。吸水管插入滤水井管，长度大于抽水机抽吸高度，同时沉入管井内抽水时的最低水位以下。
3）水泵：使用潜水泵。每个管井设置一台出水口径150mm的潜水泵。
4）井点布置：根据现场实际情况，井点采取沿管沟顶外侧2～3m的位置打井，间隔30m设置一座（见下图）。
5）井点的施工顺序：
井位放样----做井口---安护筒---钻机就位---钻孔---回填井低砂垫层---吊放井管---回填管壁与孔间的过滤层---安装抽水控制电路---试抽---降水井正常工作
6）井管深度的选择：
H≥H1+h+IL
H1-井管埋设面至基坑底的距离（m）；
H-基坑中心处基坑底面至降低地下水位的距离，情况特殊2.0～3.0m；
I-地下水降落坡度；
L-井点管至基坑中心的水平距离（m）； 综合考虑当地地下水的情况h取1m、I取1/4则：
H=10+3+10×1/4=15.5m
加上过滤部分的长度3m，抽水期内可能存在沉积情况，以及综合考虑当地地下水的情况，降水深度设置为：15m，各井之间间隔为30m。
7）井管埋设：用钻机钻孔，成孔直径比滤水井管外径大300mm 以上，钻孔深度根据抽水期内可能沉积的高度适当加深。井管沉放前清孔，采用吊筒反复上下取出洗孔，井管安放力求垂直，井管过滤部分设置在含水层适当的范围。
8）下完井管后，在井管与土壁之间填充粒径为3～15mm 的砾石，做为过滤层，滤料沿井点管四周均匀灌入；灌填高度高出地下水静水位，周围填料后，安放水泵前，按规定清洗滤井，冲除沉渣后即可。
9）井内安设口径为DN150潜水泵，并配备DN150的钢管接到排水沟位置。潜水泵采用绳吊入水层部位，潜水电机、电缆及接头要求有可靠绝缘。安装完毕后进行试抽，满足要求方可转入正常工作。
10）在降水井靠便道边位置挖一条深1m，宽2m的排水沟，该段土质为透水性较强的砂夹卵石，因此在排水沟底部铺设彩条布，防止抽起来的地下水渗透到地下冲垮沟槽土壁。
4、辅助降水明排法
泥岩和农田等需采用明排方式降水的，采用100mm的离心式抽水泵进行抽水作业。
三、基坑支护
1、基坑支护措施原则
根据设计图纸，普通段各个土层按临时支护坡率，放坡开挖。支护临时坡率如下表
各岩层临时支护坡率
杂填土层采用坡面铺设Ф6钢筋网后喷射5cm厚C20混凝土+2m长HRB400 Ф22钢筋打入土层做为土钉稳定坡面，钢筋垂直打入土层，每个土钉网格中间，布设一根PVC75mm泄水孔，外包单层土工布封口。
其他土层坡面釆用Ф6钢筋网后喷射10cm厚C20混凝土＋HRB400 Ф25钢筋砂浆锚杆，锚杆水平角度15°，锚杆钻孔直径60mm注浆采用M30水泥砂浆，注浆压力为0.4～0.6Mpa；每个土钉网格中间，布设一根PVC75mm泄水孔，外包单层土工布封口。平台均设置0.2%流水坡。
2、基坑支护措施
（1）常规护坡
常规放坡就是按照土层性质确定坡率，实施自然放坡开挖，在坡面击入2m长HRB400Φ22钢筋作为稳定坡面骨架，然后挂φ6钢筋网片喷射8cm厚C20混凝土作为坡面支护。钢筋土钉垂直打入土层，每个土钉网格中间，布设一根φ75PVC泄水孔，外包单层土工布作为过滤层。本标段管廊基坑开挖基本上都采用二级放坡，个别深度小于6m的基坑采用一级坡。常规护坡支护形式详见常规护坡支护图。
常规护坡支护断面图
（2）支护桩+横撑
支护桩+横撑根据基坑安全等级分为两种：
安全等级为二级的支护桩+横撑结构，桩径1.2m，桩间距2.2m，顶部设置冠梁连接，冠梁1.2m×0.8m，基坑内架设一道横向支撑，支撑采用钢支撑，钢支撑直径600mm，横撑水平间距按6.6m布置，横撑施加350KN预应力。安全等级为一级的支护桩+横撑结构，设计基本上相同，横撑施加450KN预应力。支护桩+横撑结构详见图支护桩+横撑基坑支护图。
支护桩+支撑支护断面图
（3）支护桩+锚索
管廊基坑两边，一边为支护桩另外一边为自然放坡开挖的形式、或者基坑宽度较大，无法采用横撑的情况下采用支护桩+锚索的防护结构；
支护桩+锚索：桩径1.2m，桩间距2.2m，顶部冠梁连接，冠梁1.2m×0.8m，距基坑顶部3m设置预应力锚索，向下30度，锚固长度10m+自由长度10=20m。支护结构详见图1.2-3 支护桩+锚索支护断面图。
预应力锚索采用270级低松弛预应力钢绞线，抗拉强度1860Mpa，每束钢绞线为1×7S，d=15.2mm，单孔5束。设计预应力为200KN。锚索施工采用专用锚杆钻机成孔，成孔孔径150mm。本项目必须采用全长跟套管钻孔工艺，以防止成孔施工期间塌孔涌水，造成周边挡土墙以及建筑物沉降开裂。岩层锚固段必须清孔干净，以保证锚固力。预应力锚索注浆采用专用预应力管道注浆料，具有早强，强度高等特性。水泥浆强度为M30，注浆压力为0.6～0.8Mpa。当注浆强度和传力系统强度均达到设计强度的80%以上时，并经验收合格后，方可进行张拉作业。锚索张拉后，如发现张拉力达不到设计要求时，必须通知设计复核，在采取必要补偿措施后方可继续进行基坑开挖作业。
四、基坑开挖
1、土方开挖相关技术要求及注意事项
（1）基坑开挖前组织有关管线单位协调，探明地下管线等线路，避免施工时造成不必要的影响及损失。
（2）软土、砂层必须先撑后挖、分层均匀开挖、严禁超挖。开挖过程中采取措施防止碰撞支护结构，工程桩或扰动基底原状土。
（3）基坑开挖到距离坑底200mm时，必须采用人工挖除，避免基坑超挖，基坑开挖至坑底标高后及时铺设垫层并进行基础工程施工。
（4）开挖前基坑边界周围地面设排水沟，且应避免漏水、渗水进入坑内和支护结构背后土体。基坑开挖过程及主体结构施工过程中，做好基坑内外的排水工作，如在雨季施工必须准备足够的抽水设备，基坑严禁泡水。
（5）基坑开挖施工时，弃土立即外运，不得堆放于基坑周边地面。基坑使用期间，基坑顶边线3m范围内的地面不得允许工程车辆停留，不得堆载。3m以外范围堆载不得超过15KPa。
（6）基坑开挖过程中，加强观察和监测工作（包括地面沉降，桩的位移及倾斜、支撑轴力及土压力等），以便发现安全隐患及时调整开挖程序和采取相应措施。
2、基坑分节分层开挖
基坑开挖必须在支撑结构施工完毕，且临时支撑固定后方可进行。基坑分节开挖的位置以设计的结构分节位置为基准，挖土必须均衡，分层层高不超过1.5m。
分层开挖的方式需根据设置支撑的道数确定。沿长度方向开挖时，设置纵向坡度，并均匀取土，以保证开挖坡面的稳定。
3、表层土方开挖
坑内2m表层土方采用1：1放坡后退开挖方式，采用大型挖掘机挖土，直接装车外运至路基临时中转堆场，滤水晾晒后运至场外弃土场。
4、深层土方开挖
每次开挖按变形缝施工一节段，采用梯坎型开挖的方式，流水施工作业。第二层、第三层土方开挖采用在基坑内布置0.4m3小型挖掘机，分次转运至后侧。大型挖掘机直接上车运至临时中转堆场，滤水晾晒后二次转运至弃土场。
普通挖掘机挖不到的死角用长臂挖掘机。土方开挖时防止碰撞支护结构。
五、结束语
综合管廊深基坑施工属危大工程，是关管廊施工作业人员生命安全，责任重大。本项目管廊深基坑施工制定的的降水、支护、开挖方法，取得较好效果，有效保证了管廊施工作业人员安全，推动了本项目综合管廊建设，具有重要意义。
论文作者:谭光权
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
标签：基坑论文; 排水沟论文; 预应力论文; 土层论文; 结构论文; 钢筋论文; 护坡论文; 《基层建设》2019年第10期论文;