摘要：岩溶地区特殊地质条件给综合管廊施工带来许多问题，支护桩超灌便是其中之一。针对岩溶地区基坑采用排桩支护时，因不良地质条件引起的支护桩超灌侵占施工工作面现象，以六盘水管廊工程凉都大道为背景，进行了处理方案比选分析，确定了外墙单边支模、防水先施的施工方法，有效地解决此现象引起的施工问题。结果表明：采用此方法后，综合管廊提高了基坑安全稳定性，加强了防水施工质量，保证施工工期。
关键词：综合管廊；岩溶地区；支护桩
1 工程概况
六盘水市是全国首批地下综合管廊试点城市之一，也是唯一的山地城市，位于贵州省西部，区域内属于典型的喀斯特地貌岩溶地区。六盘水市将在2015—2017年内建设10余个示范项目[1-3]，共修建综合管廊约40km。六盘水管廊凉都大道为城市主干道，道路东段路基多为回填料填方，且岩溶较发育，本段管廊工程长约5.3km，道路为双向6车道，车道加中央绿化带共26m，综合管廊结构宽度为9.8m，如图1所示。
图1 凉都大道东段基坑标准断面
2 支护桩超灌分析
凉都大道东段由于道路为城市主干道，需保证交通，而采用放坡开挖根据地质条件需采用1:1放坡而造成施工更大占道，同时需保护附近建筑物、既有道路以及道路下方原有管线的管廊工程，避免开挖对其造成过大影响。设计考虑道路下方既有管线和交通导行后，将管廊位置设计在道路内北侧车道上，基坑采用钻孔灌注桩成排布置加内支撑的支护方式，以减少开挖面积，留出两车道供社会车辆行驶。
由于本段地质条件复杂，支护桩在进行混凝土灌注的时候，超灌的混凝土进入岩层裂隙及溶洞等，基坑开挖后发现混凝土超灌现象比较严重，造成管廊结构与支护桩之间工作面狭窄，基坑底部管廊结构边距离支护桩仅约0.5m，在节点处仅0.35m，如图2所示。工作面狭窄无法进行模板脚手架的操作，管廊主体结构无法按照通用施工工艺施工，因此施工中遇到的此问题亟待解决。
图2 支护桩超灌断面
3 处理措施方案比选分析
依据现场实际情况进行分析，总结出2种可选择方案：①方案1 扩大基坑宽度及破除已超灌混凝土；②方案2 对超灌的支护桩采用外墙单边支模防水先施工艺。
3.1 扩大基坑宽度及破除已超灌混凝土
1）扩大基坑宽度 将未进行支护桩施工的路段以管廊中线为中心，将两侧基坑支护桩分别外移动0.4m，从而扩大基坑宽度，即使出现混凝土超灌，依据已施工段经验也不会造成施工工作面不足的现象。
2）破除已超灌混凝土 将已施工的支护桩超灌部分混凝土使用机械设备进行敲击破除，清理空间，预留足够的工作面。
3.2 外墙单边支模防水先施工艺
本方案采取在管廊外墙与支护桩之间先进行单边支模后浇筑C15混凝土的方式，以此素混凝土作为管廊外墙模板及防水保护层，再浇筑管廊垫层，然后进行防水层施工，最后再按照通用做法浇筑管廊底板、墙和顶板。
3.3 方案比较
1）经济分析 从经济角度考虑，方案2使用的C15混凝土单位体积价格高于方案1的级配砂石，但由于方案1扩大了基坑开挖宽度，增加了土方开挖量和回填量、以及土石方运输等，因此综合比较二者价格相近。
2）安全分析 由于管廊施工开挖深度达7m，属于深基坑作业，方案1中采取的破除已施工支护桩的超灌混凝土，对基坑支护结构产生一定的损坏，存在较大的安全隐患，可能造成基坑变形等现象。而方案2提前浇筑作为管廊结构外模板的混凝土，增加了基坑的稳定性，安全可靠。
3）质量分析 方案1施工质量与常规施工工艺相同；方案2中提前浇筑的混凝土将会对防水层进行保护，增加了防水质量。
4）工期和交通影响分析 方案1在未进行支护桩施工段增加了开挖及回填的工作量，在已施工支护桩段增加了破除工作量，而方案2增加了混凝土浇筑工序，但省去了回填工作，因此2种方案工期相近。由于方案1中部分增加了基坑开挖宽度，导致施工所占道路更宽，因此将导致社会保通道路更窄，增加了对交通的影响。
因此，方案2具有施工安全性高、防水质量好、对社会交通影响小等优点，选取此方案是合理且可行的。
4 单边支模施工工艺
综合管廊整体施工工艺流程为：基坑开挖→垫层施工→管廊外墙与支护桩间结构施工→底板、外墙防水施工→底板结构施工→外墙、顶板结构施工→顶板防水施工→基坑回填。
4.1 基坑开挖
支护桩及钢支撑施工完成后，开始基坑开挖，土石方开挖采用分层倒退开挖法进行，自卸汽车在场地临时路面上装土后运至弃土场，应在开挖至一定深度后结合基坑检查土体位移进行钢支撑施工[4]。
1）分层开挖，共3层，第1层为路面基层，第2层深度为2.5m，第3层深度为2m，一个施工区每层挖完待支护喷射完成后，退回继续下一层开挖，机械开挖至基底标高上0.3m即可，0.3m以下由人工清理。
2）每个工作面上布置2台挖土机，1台挖掘机挖掘打堆作业，1台挖掘机装车，挖掘过程中及时把边坡休整成形，不稳定的边坡现场请设计和监理进行认证，设计出专项方案进行边坡处理。
3）开挖过程应注意基坑降水，避开雨天施工。
4.2 垫层施工
综合管廊基坑开挖后，对基底进行压实处理，不符合承载力要求的进行换填处理，需根据地勘意见保证基底压实度以及承载力，基坑换填验收合格方可进行垫层施工。综合管廊垫层为10cm 厚C15混凝土，施工工艺为：测量放线→支设模板→C15混凝土浇筑→验收，验收合格方可进行下一道工序。
4.3 管廊外墙与支护桩间结构施工
管廊与支护桩间的结构为C15混凝土，模板采用单边支模的方式进行搭设，混凝土按照单个施工流水段一次浇筑[5]。本次对管廊两侧与支护桩之间单边模板使用50mm×100mm木方间距150mm作次楞，48.3×2.8钢管间距600mm作主楞。横向使用6根48.3×2.8钢管，纵向间距为1m。横杆间距1.8m，在立杆底距地面200mm处沿纵横水平方向按横下纵上的顺序设置扫地杆，如图3所示。
图3 管廊外墙与支护桩间素混凝土模板
1）模板吊运
①吊运作业要建立统一的指挥信号，并设专人指挥；②吊运前应检查吊装用绳索，卡具及每块模板上的吊环是否完整、安全、可靠；③吊运作业前，应将吊装机械调整适当，稳起稳落，严禁大幅度摆动。防止摇晃碰人或碰坏墙体；④起吊模板时，待起吊高度超过障碍物后，方可转臂行车；⑤吊运模板时，指挥拆除和挂钩人员必须站在安全可靠的地方，方可操作。
2）模板安装要求 ①模板及支撑结构应具有足够的强度、刚度和稳定性；②固定在模板上的预埋件和预留孔不得遗漏，安装必须牢固且位置准确。重要预埋件，必须根据相关设计图纸精确加工，辅以经纬仪、水准仪准确定位，牢靠固定；③所有模板的轴线位置、截面尺寸、平整度、垂直度通过自检、互检、交接检严格检查，确认无误后，报监理验收，合格后方可进入下一道工序；④对于钢筋密集、绑扎难度较大的梁，应先进行梁底模支设及钢筋绑扎，然后支设梁侧模和顶板模板；⑤模板拼缝要求严密，防止拼缝漏浆。
4.4 底板、外墙防水施工
在C15混凝土墙及垫层施工完毕后，一次将管廊底板、外墙以及顶板防水卷材压脚施工完毕。如图4所示，防水施工分为预铺式高分子自粘胶膜防水卷材和高分子自粘片防水卷材2种[5]。
图4 防水施工
1）地板防水使用1.2mm厚预铺式高分子自粘胶膜防水卷材。
2）外墙及顶板使用1.2mm厚高分子自粘片防水卷材。
3）外墙防水卷材粘向外C15混凝土墙。
4）顶板防水卷材及压脚粘向管廊。
5）对于阴阳角以及变形缝等部位应做增强附加层处理，要求阴阳角附加层宽度≥500mm，变形缝附加层宽度≥1000mm。
6）卷材搭接同通用防水做法。所有阴阳角均应做20mm的倒角及500mm宽防水保护层。在所有转角处均应铺贴附加层，按加固处形状仔细铺贴，上下各250mm。方法是先按细部形状将卷材剪好，压实铺牢，附加增强层卷材应及时粘贴。
4.5 结构施工
1）钢筋绑扎 底板及侧墙防水施工完成后，进行底板及导墙钢筋绑扎。综合管廊的钢筋绑扎与一般建筑结构钢筋绑扎要求大体一致，绑扎时应注意以下几点要求：①钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准规定；②钢筋绑扎允许偏差值控制在规范范围内，合格率控制在90%以上。预埋管、哈芬槽等预埋件应埋置正确、固定牢靠；③钢筋工程施工前须按设计图纸提出配料清单，同时满足设计要求。搭设长度、弯钩等符合设计及施工规范的规定，品种、规格需要代换时，征得设计单位同意，并办妥手续；④所用钢筋具有出厂质量证明，对各钢厂的材料均进行抽样检查，并附有复试报告，未经验收不得使用，并且做好钢筋的待检、已检待处理、合格和不合格的标识；⑤注意满足混凝土浇筑时的保护层要求（可采用塑料垫块）。混凝土垫块按设计的保护层厚度事先做好带铁丝预制混凝土垫块。混凝土垫块用普通425号水泥按1:1~1:2的比例砂浆制作，垫块设置的间距宜控制在1m左右；⑥钢筋绑扎施工时，应注意底板防水层的保护。
2）模板搭设 经过支架安全计算，热力舱选择采用立杆横距900mm、纵距650mm、步距1800mm，水信舱采用立杆横距850mm、纵距700mm、步距1800mm，电力舱采用立杆横距750mm、纵距800mm、步距1800mm。如图5所示。
图6 墙模板
4.6 顶板防水施工
顶板拆模后，清理浮浆，涂抹渗透结晶后，将预留的卷材铺向管廊顶部。防水卷材施工完成后，在顶板应设置混凝土保护层，内配8@250钢筋网进行保护防水卷材。
4.7 基坑回填
路面恢复按照道路设计图纸进行逐步回填，应注意边回填边压实。
5 质量控制要点
根据本施工工艺技术特点，质量控制的重点应是支护桩与管廊结构间混凝土防裂质量控制、垂直度质量控制以及防水施工的质量控制[6]。
1）因大体积混凝土抗裂是关键点，对于混凝土的配合比需严格按照试验参数进行配制，配合比的设计除应符合工程设计所规定的强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求，还有对使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升值的要求。
2）混凝土浇筑时应按照规定方向，沿着管廊走向从一端向另一端连续进行，保证结构的整体性。
3）混凝土浇筑中采用振捣棒按要求振捣，减少混凝土内部出现微裂缝而影响到整体稳定性。
论文作者:代金鑫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/20
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