吳興政

（中石化江蘇油建工程有限公司，江蘇 揚州 225002）

1　工程概況

天津LNG項目輸氣干線工程在南港鐵路（在建，設計時速80Km/h，雙線）里程DK25+921.41和DK25+925.84處，D1016與D813天然氣管道與鐵路交叉，交叉 角 度 分 別 為 75°26′和 67°53′11″， 穿 越 處 需 要 預 埋φ1750 （燃氣）-s型和 φ1550 （燃氣）-s型兩根防護套管，套管頂高程分別為-4.6m～-4.82m，至鐵路路基面的距離分別為9.09m和9.31m。鐵路南側工作坑位于645專用線與南港鐵路之間，北側接收坑分別距離南港鐵路149m及66m?？辈熨Y料顯示，深度20.0m范圍內的地基土屬第四系全新統(tǒng)人工填土層，陸相沉積層、海相沉積層，穩(wěn)定水位埋深1.5～1.6m,最大凍土深度 0.7m，標準凍土深 0.6m。

LNG即液化天然氣，主要成分甲烷，無色、無味、無毒且無腐蝕性，是一種清潔、高效的能源。隨著我國“西氣東輸”工程的蓬勃開展，國家天然氣“十三五”規(guī)劃、煤改氣等引導、規(guī)劃政策的不斷深入與落實，大力推廣天然氣已成為我國的能源政策。由于我國的天然氣資源分布不均勻，西部約占全國陸上天然氣資源的87%，為了促進能源結構和產業(yè)結構調整，帶動東部、中部、西部地區(qū)經濟共同發(fā)展，天然氣長距離輸送網絡干線、連接各地區(qū)的支線，工程規(guī)模大、投資高，沿途需要穿越項目多，例如穿越公路、鐵路、江河等。[1]本工程施工技術為該類項目提供了有效的借鑒和參考。

2　工作坑支護設計

工作坑施工經常由于地下水控制不合理，支護結構選型不科學，施工監(jiān)測和數(shù)據處理不到位等原因，導致施工過程中出現(xiàn)了很多問題，給現(xiàn)場施工操作帶來了諸多不便，甚至造成了巨大的經濟損失和引發(fā)施工安全事故。[2]本工程地下水位較高，滲透性較強，采用雙排φ700mm樁長12m水泥攪拌樁作為止水帷幕，攪拌樁的搭接不小于150mm；綜合基坑深度，土的性狀及地下水條件，基坑周邊環(huán)境對基坑變形的承受能力及支護結構一旦失效可能產生的后果，經濟指標、環(huán)保性能和施工工期等因素，采用φ1000mm樁長20m鋼筋混凝土鉆孔灌注樁防護，鉆孔樁上設置冠梁，高度為 900mm，基坑并采用 I45b雙拼鋼板樁腰梁及 φ610mm鋼管支撐進行支撐。設計要點如下：

（1）攪拌樁止水帷幕要求室內配合比設計 7d無側限抗壓強度Qu≥0.8MPa，完成后滲透系數(shù)≤10-6cm/s。鉆孔灌注樁及冠梁，混凝土等級為C30，鋼筋采用HRB400、HPB300熱軋鋼筋，鋼材、型鋼采用 Q235鋼、Q345鋼。

（2）支護結構最大水平位移≤0.3%Hmm（H為基坑開挖深度），且≤30mm。

（3）工作坑開挖時應分層，分段對稱平衡開挖，每層先挖中間土后挖兩側土，每層挖土厚度不宜超過3m，開挖至支撐下500mm后及時架設支撐，在支撐未達到正常使用前，不得超挖下層土方。

（4）工作坑及支護結構施工需要進行營利和變形監(jiān)測，通過動態(tài)信息管理，對監(jiān)測數(shù)據及時處理并反饋以指導施工，發(fā)現(xiàn)排樁異常情況應立即做施工處理，防止發(fā)生工程事故。

（5）施工前須詳細做好沿線地下管物的物探，核實場區(qū)地下水情況，將工程影響范圍內容挖槽暴露于明面并根據具體情況進行加固、架設、防護并派人看守。

3　施工技術

3.1　水泥攪拌樁施工

3.1.1試驗

本工程施工前先根據設計要求進行了室內配合比實驗，確定了最佳配合比，然后進行了成樁工藝性試驗，確定了各項工藝參數(shù)，并報監(jiān)理單位確定。試驗樁每個工作坑2根。

3.1.2施工程序

場地平整→樁機就位→預攪鉆進至設計深度→反轉噴漿攪拌提升→重復噴射鉆進攪拌→重復攪拌提升→成樁完畢、移位。

（1）樁機就位：用白粉放好樁位線后鉆機就位，樁位誤差不得大于50mm，垂直偏差不得超過1%，樁直徑和樁長不得小于設計值。

（2）攪拌下沉：攪拌機冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架切土攪拌下沉，使土攪松，下沉速度由電機的電流監(jiān)測表控制，工作電流不應大于10A；如下沉速度太慢，可從輸漿系統(tǒng)補給清水以利鉆進。

當攪拌機下沉到一定深度時，按預定摻入比和水灰比拌制水泥漿，并將水泥漿倒入集料斗內備噴。

（3）噴漿攪拌提升：攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵，其出口壓力保持0.4～0.6Mpa，使水泥漿自動連續(xù)噴入地基，攪拌機邊噴漿邊旋轉邊嚴格按已確定的速度提升，直到設計要求樁頂標高。

（4）重復攪拌下沉：為使以噴入土中的水泥漿與土充分攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中直到設計要求深度。

（5）清洗：向已排空的集料斗注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗管道中殘留水泥，直至沖洗干凈，同時將攪拌頭清洗干凈。

（6）移位：重復上述步驟，進行下一根樁的施工。

3.2　鉆孔灌注樁施工

本工程采用泥漿護壁鉆孔灌注樁，正循環(huán)鉆機成孔，施工工藝為：確定樁位→護筒制作與埋設→樁機就位→鉆孔→注入泥漿→清孔驗孔→鋼筋籠制作安裝→安裝導管、二次清孔→水下灌注混凝土→樁頭混凝土養(yǎng)護。

（1）護筒的制作與埋設：護筒采用厚 4mm～6mm鋼板制作，水中樁節(jié)長4m，陸地樁護筒節(jié)長2米，內徑比設計樁徑大20cm。護筒埋設時頂部高出施工地面30cm，高出孔外水位200cm，其中心軸線應正對測量標定的樁位中心。

（2）鉆孔：鉆機就位后，鉆桿中心準確對準孔位中心，底座和頂端保證平穩(wěn)，待泥漿性能符合要求后開始鉆進，輕壓慢轉數(shù)分鐘后，逐漸增加轉速和增大鉆壓，并適當控制鉆速，正常鉆進時，應合理調整和掌握鉆進參數(shù)，不得隨意提動孔內鉆具，控制水頭高度，并經常測定泥漿性能。鉆孔達到要求后采用灌注樁孔徑檢測系統(tǒng)進行檢查

（3）清孔驗孔：，鉆孔各項指標符合要求后立即進行清孔，重點檢查孔內排出或抽出的泥漿手摸無2～3mm顆粒，泥漿比重、含砂率、粘度。采用檢孔器驗孔設備檢查孔深、孔徑、傾斜度及孔底沉砟厚度，達到要求監(jiān)理工程師簽證后方可進入下道工序。

（4）鋼筋籠制作安裝：鋼筋籠采用加工場集中加工，分段加工，孔口對接，每隔2m設置一組定位鋼筋，每組4根均勻設于樁基加強筋四周。汽車吊裝，鋼筋籠接長安裝到位后固定在孔口。

（5）安裝導管、二次清孔：試拼、檢驗、安放導管。利用導管二次清孔，檢查孔底沉碴厚度。

（6）水下灌注混凝土：關鍵控制好首批封底混凝土數(shù)量，導管下口埋入混凝土中不小于1m，然后連續(xù)進行。整個灌注過程中，及時提升導管，控制導管埋深，導管在混凝土埋深不小于2m。最后澆筑面按高出樁頂設計高程1個直徑，保證樁頂混凝土的質量。

3.3　冠梁施工

鉆孔樁檢驗合格后開挖破樁頭，綁扎鋼筋，經監(jiān)理檢驗合格后立模澆筑砼，拆除模板后覆蓋灑水養(yǎng)生。

3.4　工作坑支撐

工作坑分層、分段平衡開挖，每層先挖中間后挖兩側，開挖至支撐下500mm后及時設支撐。采用I45b雙拼鋼板樁腰梁及φ610mm鋼管進行，腰梁下采用角鋼焊接成三角進行承托，腰梁與排樁的間隙采用C30細石混凝土充填密實。

3.5　洞口地基加固

頂管機頭進出洞時，有水泥攪拌樁止水及鉆孔灌注樁圍護，正常情況能滿足頂管機頭出洞要求，但本工程由于工程的需要，鉆孔灌注樁需要鑿除至基坑底部略高于洞口頂部，洞口臨空面樁體難以承受地層的土壓力，因此進行加固處理。具體加固方案為：在洞口圍護樁外圈增加一排水泥土攪拌樁，與圍護結構同時施工，該排樁寬度比洞口寬度每邊寬1.5m，深度比洞口下沿深4m，施工方法與洞口水泥土攪拌樁類同，如圖1所示。

圖1　洞口加固示意圖

圖2　釘型樁布置圖

3.6　鐵路路基加固

為了保證工后鐵路路基基本穩(wěn)定，頂管及兩側各15m范圍內沿南港鐵路的地基采用φ500mm樁長18m釘型樁加固，樁間距 1.6m，具體布置見圖 2，其中頂管兩側呈正三角形布置，頂管管間呈正方形布置。其中擴大頭部分直徑1.0m，擴大頭長4.0m。

4　施工監(jiān)測與管理

在基坑工程中，工程的實際工作狀態(tài)與設計工況往往存在一定的差異，設計值還不能全面、準確的反映工程的各種變化；由于工程的復雜性難從已有的經驗中借鑒，也難從理論上找到定量分析、預測方法，需要依賴于施工過程中的現(xiàn)場監(jiān)測。特別是在基坑出現(xiàn)質量問題或支護結構不穩(wěn)定時，基坑監(jiān)測就成了決策者的耳目，時刻指引著基坑施工工作向著安全、穩(wěn)定的方向發(fā)展。

（1）監(jiān)測的項目：圍護樁頂水平位移、鋼管支撐軸力，樁身傾斜，水位監(jiān)測、地面沉降等。

（2）監(jiān)測的程序：先根據設計要求編制監(jiān)測方案，布設控制網，設置監(jiān)測點，施工前測出初始值，施工時根據設計頻率觀測。

（3）監(jiān)測的等級及預警報警值：基坑按照安全等級一級監(jiān)測，地面最大沉降量≤0.10%H，圍護結構最大水平位移0.3%H（H基坑開挖深度）的80%時應采取適當措施并加密觀測次數(shù)；鐵路路基沉降值最大3mm?？刂浦档?0%為預警值，80%為報警值。

（4）儀器、觀測精度、頻率：變形監(jiān)測采用天寶DNI12高精度電子水準儀，精度0.3mm/km，按一等變形監(jiān)測精度測設，應力監(jiān)測采用應變計。監(jiān)測頻率按照設計要求監(jiān)測，異常時加密監(jiān)測頻率。

（5）信息管理：對監(jiān)測數(shù)據及時處理及時反饋以指導施工。如監(jiān)測值超出預警值，立即匯報，停止施工，查明原因，制定相應措施后方可施工。

5　結語

本工程嚴格按照設計要求和國家規(guī)范組織施工，成樁質量好，基坑支護牢固；對頂管機頭進出洞口和在建鐵路路基進行了加固，保障了施工進程，降低了施工風險；科學監(jiān)測方案，動態(tài)信息管理，防止工程事故發(fā)生。

【參考文獻】

［1］馬鐵量.長輸天然氣管道配送方案研究[D].武漢,華中科技大學.

［2］緒新,楊生彬,王冬海.密排大口徑排水管道頂管施工技術[J].探礦工程（巖土鉆掘工程）,2005(6)：21-23.

［3］建筑樁基技術規(guī)范：JGJ94—2008[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2008.

［4］建筑地基處理技術規(guī)范：JGJ79—2002[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.