董 鋒

上海市基礎(chǔ)工程集團有限公司 上海 200002

隨著城市地下空間的大規(guī)模開發(fā)，特別是在中心城區(qū)的地下軌道交通、越江隧道、地下快速道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的基坑工程緊鄰地下管線施工，對周邊環(huán)境的影響控制要求越來越高，施工的難度也越來越大。

在鄰近地下管線的基坑工程施工中，對于緊鄰排水管道的地下連續(xù)墻圍護施工，由于安全距離的不足導致施工風險尤為突出，一方面管區(qū)回填材料因多采用中粗砂，成槽施工時極易發(fā)生流砂坍塌，另一方面由于軟土土層的特性，在成槽施工時容易發(fā)生槽壁塌方現(xiàn)象，進而危及緊鄰地下管線的安全。

特別是在緊鄰抗變形能力較弱的地下管線進行地下連續(xù)墻施工時，由于成槽施工過近，極易發(fā)生流砂、塌方等，從而造成管道變形、損壞，危及管線和地下連續(xù)墻槽壁的安全。因此，施工前有必要采取預處理技術(shù)，改善槽壁土層和管線的抗變形能力，以保障施工安全[1-4]。

本文結(jié)合上海周家嘴路越江隧道新建工程的盾構(gòu)工作井基坑圍護緊鄰地下管線施工的實例進行分析，采取了緊鄰地下管線的地下連續(xù)墻施工預處理技術(shù)，保障了地下連續(xù)墻圍護的施工質(zhì)量和地下管線的安全，可為今后類似工程的施工提供借鑒。

1 工程概況

工程全長4.45 km，其中隧道段長4.064 km，盾構(gòu)施工隧道段長2.57 km。過江段隧道結(jié)構(gòu)為φ14.5 m，單管雙層雙向四車道布置。上層為由東至西方向，下層為由西向東方向。盾構(gòu)段長約2.57 km；西岸明挖段長約628.8 m，設(shè)備用房段及工作井段長約92 m；東岸明挖段長約640.6 m，盾構(gòu)始發(fā)機架段及工作井段長約130 m。

場地內(nèi)分布的土層自上而下可劃分為九大層及若干亞層，其中，①1層為填土、①3層為灰色砂質(zhì)粉土（俗稱“江灘土”）、③層為灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、③T層為灰色砂質(zhì)粉土、④層為灰色淤泥質(zhì)黏土、⑤1層為灰色粉質(zhì)黏土、⑥層為暗綠-草黃色粉質(zhì)黏土、⑦1層為黃-灰色砂質(zhì)粉土、⑦1T層為黃-灰色粉質(zhì)黏土、⑦2層為灰色粉細砂、⑧1層為灰色黏土。

東岸始發(fā)工作井基坑外包尺寸為25.0 m×23.0 m，圍護采用厚1.2 m地下連續(xù)墻，墻長48.6 m，基坑深27.1 m，基坑開挖最深處位于第⑥層，圍護結(jié)構(gòu)最深達到⑧1層。

鄰近的地下管線有1根φ1 500 mm雨水管道遷改至基坑北側(cè)，由于規(guī)劃管位空間緊張，擬排的φ1 500 mm雨水管中心距離基坑圍護外邊線僅有1.5 m，凈距不足60 cm（圖1）。

圖1 基坑圍護與地下管線位置示意

依據(jù)設(shè)計文件和排水管道通用圖做法，新排φ1 500 mm雨水管設(shè)計管內(nèi)標高約－0.40 m，設(shè)計地面標高＋3.80 m，開槽埋管溝槽寬度為3 000 mm，溝槽深度約4.8 m。

管材為企口式鋼筋混凝土管，混凝土設(shè)計強度C50，每節(jié)管子長度為2 000 mm，管道接口為企口式接口（承插式），設(shè)“q”形橡膠圈，屬于柔性接口；管道基礎(chǔ)采用礫石砂墊層、C20混凝土和管枕，管道塢幫須用中粗砂塢幫，并回填至管頂以上50 cm處（圖2）。

圖2 管道基座示意

2 工程難點分析

1）地下管線規(guī)劃管位較為緊張，φ1 500 mm雨水管道中心距離基坑圍護外邊線僅有1.5 m，凈距不足60 cm，地下連續(xù)墻施工過程中會揭露管區(qū)回填的中粗砂，施工安全距離不足。

2）根據(jù)巖土工程勘察報告，場區(qū)有①3砂質(zhì)粉土層（俗稱“江灘土”）、③T砂質(zhì)粉土層，在地下連續(xù)墻成槽施工時易發(fā)生流砂坍塌，進而危及緊鄰的φ1 500 mm雨水管道的安全。

3）管區(qū)范圍內(nèi)一般采用中粗砂回填，在地下連續(xù)墻成槽施工時極易發(fā)生流砂坍塌，進而造成φ1 500 mm雨水管道位移甚至破壞。

4）管徑大于DN1 200 mm，一般采用企口式鋼筋混凝土管，鋼筋混凝土管接口及基礎(chǔ)的抗變形能力較弱。

綜上所述，在緊鄰地下管線的地下連續(xù)墻施工前，有必要采取預處理技術(shù)，以保障地下連續(xù)墻成槽的順利實施和緊鄰地下管線的安全。

3 施工預處理技術(shù)

3.1 槽壁預加固

根據(jù)場地地質(zhì)條件的土層特性，及考慮對鄰近地下管線、房屋的影響，選擇槽壁預加固等措施，以防基坑圍護施工中發(fā)生流砂坍塌險情，進而危及緊鄰地下管線的安全。

本工程實例中場地淺層①3砂質(zhì)粉土層（俗稱“江灘土”）及③T砂質(zhì)粉土層等滲透性較強，水穩(wěn)定性差，且基坑圍護距離地下管線較近。在φ1 500 mm雨水管道施工前，先對地下連續(xù)墻圍護外側(cè)進行預加固處理。

考慮施工場地等因素的制約，槽壁預加固采用φ800 mm@600 mm高壓旋噴樁，加固深度為雨水管道底以下8.0 m，即地面以下4.0～12.0 m；旋噴樁加固水泥采用P·O 42.5水泥，水泥摻量不小于20%（圖3）。

圖3 槽壁預加固示意

同時為保證地下連續(xù)墻能順利成槽施工，槽壁加固邊線距離地下連續(xù)墻邊線預留10 cm空隙，即φ800 mm@600 mm高壓旋噴樁中心距離地下連續(xù)墻邊線500 mm（圖4）。

圖4 旋噴樁槽壁預加固大樣

3.2 加深導墻

依據(jù)管區(qū)范圍內(nèi)回填的中粗砂滲透性較強，水穩(wěn)定性差，在地下連續(xù)墻成槽施工時極易發(fā)生流砂坍塌。同時，管道的素混凝土基礎(chǔ)設(shè)計強度低、抗變形能力弱，管道基礎(chǔ)可優(yōu)化為鋼筋混凝土基礎(chǔ)底板（采用雙層雙向鋼筋網(wǎng)），同時將導墻結(jié)構(gòu)加深與管道基礎(chǔ)底板連成整體，增強導墻和管道基礎(chǔ)的整體抗變形能力。

本工程將緊鄰的φ1 500 mm管道C20素混凝土基礎(chǔ)優(yōu)化為C30混凝土底板（φ14 mm@250 mm，雙層雙向鋼筋網(wǎng)），導墻加深與管道基礎(chǔ)底板連接形成一個高約4.5 m的槽口形導墻結(jié)構(gòu)（圖5）。

圖5 加深導墻示意

加深導墻應(yīng)與開槽埋管同步實施，具體步驟為：溝槽開挖至基底→施工管道基礎(chǔ)底板并預留導墻鋼筋→管道鋪設(shè)、連接→施工導墻肋板結(jié)構(gòu)至地面以下1.5 m左右→溝槽回填（圖6）。

圖6 開槽埋管與導墻示意

最后廢除原排水管道，施工淺部導墻結(jié)構(gòu)（圖7）。

圖7 淺部導墻示意

3.3 增強管材

考慮承插式、企口式鋼筋混凝土管及其接口的特性，在地下連續(xù)墻成槽以及后續(xù)基坑開挖施工時，一旦發(fā)生較大的不均勻沉降或集中受力，極易發(fā)生管節(jié)錯口甚至管節(jié)變形破裂等問題，危及管道安全以及基坑自身的安全，可采用鋼管或球墨鑄鐵管作為替換，以提高管道抗變形能力。

考慮雨水管道防腐的需要，本工程將緊鄰基坑的φ1 500 mm雨水管管材優(yōu)化為離心球墨鑄鐵管，采用K9級，接口為法蘭連接。

通常DN1 400 mm以上的球墨鑄鐵管接口形式為機械式接口（K型），其承口為固定法蘭，插口為活動壓蘭。

為提高球墨鑄鐵管接口處的抗變形能力，委托廠家對球墨鑄鐵管進行定制加工，改為固定的法蘭盤接口，用高強螺栓緊固連接（圖8）。

圖8 球墨鑄鐵管法蘭盤接口施工

4 結(jié)語

1）采取施工預處理技術(shù)后，鄰近管道的地下連續(xù)墻槽壁未發(fā)現(xiàn)塌方現(xiàn)象，成槽垂直度均小于1/450，滿足設(shè)計及規(guī)范規(guī)定要求，取得了較好的效果。

2）通過本工程實例，采取槽壁預加固、加深導墻結(jié)構(gòu)、增強管材等施工預處理技術(shù)，保障了地下連續(xù)墻圍護的施工質(zhì)量和地下管線的安全，為今后類似工程的施工提供了借鑒。