周高生

（中鐵十八局集團第二工程有限公司河北唐山064000）

綜合管廊常用的施工方法主要有明挖法、盾構(gòu)法、頂管法等，各種綜合管廊施工方法各有優(yōu)缺點和適用條件[1-3]。由于大部分綜合管廊建設(shè)在城市，綜合考慮成本、效率等因素，明挖法仍是應(yīng)用最廣泛的方法[4-7]。因此，研究明挖法建設(shè)綜合管廊具有重要意義。

1 工程概況

1.1 綜合管廊設(shè)計概況

諶家磯大道工程全長約4 705 m，其中解放大道至長江明珠段（K0+000~K2+800）為新建段，K2+100、K2+900與現(xiàn)狀諶家磯大道相交，長江明珠至平安鋪東路段（K2+900~K4+705）與現(xiàn)狀諶家磯大道重合，重合段約1 805 m。本工程管廊為干線綜合管廊，綜合管廊工程起止點為K0+038~K4+400，綜合管廊總長9 509.333 m。本次設(shè)計范圍綜合管廊(不含跨朱家河段管廊和綜合排管)長8 844.05 m，共分為三段，分為A、B、C、D、E、F六種類型，其中A型管廊矩形頂管段暗挖長度62.5 m，C和D型管廊圓形頂管暗挖長約554.72 m，其余采用明挖法施工。

第一段為解放大道至游湖三路段道路兩側(cè)各布置雙艙管廊，起止點樁號為K0+038~K0+910。綜合管廊沿道路南北兩側(cè)設(shè)置，包括北側(cè)的A型、南側(cè)的B型、游湖三路綜合管廊及相交道口纜線管廊，總長2 040.176 m。第二段為游湖三路至朱家河?xùn)|路段道路兩側(cè)各布置圓形頂管綜合管廊和纜線管廊段，因考慮到諶家磯片區(qū)現(xiàn)狀防洪體系，朱家河現(xiàn)狀堤防暫不能調(diào)整取消，兩路跨朱家河的橋梁和綜合管廊暫不具備建設(shè)條件，近期先確定跨河橋梁形式和綜合管廊路由，預(yù)留單項工程造價，后期與朱家河改造工程同步深化設(shè)計，故跨朱家河段綜合管廊不納入本次設(shè)計范圍。本次設(shè)計范圍內(nèi)C和D型頂管管廊長約554.72 m，主線纜線管廊長約847 m，本次設(shè)計總長約1 401.72 m。第三段為朱家河?xùn)|路至平安鋪東路道路兩側(cè)布置F型三艙、E型單艙綜合管廊和綜合排管。E型綜合管廊總長2 025.16 m，綜合排管全長1 414.4 m，排管包含20孔DN150MPP電力排管和21孔DN110MPP通信排管。

A、B型綜合管廊總長2 040.176 m，基坑開挖深度2.1~12.7 m，基坑寬度2.8~20 m。E型綜合管廊總長約2 025.16 m，基坑開挖深度為2.7～13 m，基坑寬度為2.8～12.8 m。主要的開挖支護形式有：樁長12～18 m的FSP-IV型拉森鋼板樁加2道內(nèi)支撐支護，第1、2道支撐采用D609×16鋼管支撐，間距3.5 m，分別支撐在HM500×300、HM700×300型鋼腰梁上。樁長9～18 m的FSP-IV型拉森鋼板樁加1道內(nèi)支撐支護，第1道支撐采用D273×7鋼管支撐，間距3.5 m，支撐在雙拼工25b型鋼腰梁上。三軸水泥土攪拌樁直徑0.85 m，縱、橫向間距0.6 m，咬合0.25 m。

1.2 基坑周邊環(huán)境條件

1.2.1鄰近建（構(gòu)）筑物與基坑位置關(guān)系

諶家磯大道沿線建筑物主要有沿解放大道的軌道交通1號線高架橋、幸福灣小區(qū)、橫穿線路的軌道交通21號線幸福灣地鐵站、在建小區(qū)、長江明珠小區(qū)、諶家磯街道辦、長江新城管委會、湖北陸軍高炮團、長江日報大樓、諶家磯小學(xué)等，其中除軌道交通1號線高架橋、幸福灣小區(qū)、湖北陸軍高炮團，其他建構(gòu)筑物均在拆遷范圍內(nèi)。經(jīng)調(diào)查幸福灣小區(qū)、長江新城管委會、湖北陸軍高炮團、長江明珠小區(qū)為框架結(jié)構(gòu)、樁基礎(chǔ)建筑，目前使用情況完好。工程施工前委托有資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)鑒定。

A型管廊頂管段橫穿軌道交通21號線幸福灣地鐵站。B型管廊距離南側(cè)幸福灣小區(qū)砼1裙房最近水平距離約8.1 m，距離陽邏線幸福灣地鐵車站最近水平距離約30.0 m。游湖三路管廊YK0+060~YK0+145.609段距離東側(cè)滬漢蓉高鐵橋樁42~48 m。F型管廊距離南側(cè)長江明珠小區(qū)最近水平距離約14.6 m。

1.2.2周邊道路與基坑的位置關(guān)系

諶家磯大道朱家河以西段為現(xiàn)狀20 m寬孫家崗路，西起解放大道，東至滬漢蓉鐵路前長約800 m。諶家磯大道朱家河以東段在長江明珠小區(qū)與諶家磯大道交叉，以東至止點段，與既有諶家磯大道重合。施工期間可利用江北快速路、朱家河路、興盛路、諶家磯路、平安鋪東路等現(xiàn)有市政道路進入施工場地。江北快速路為城市主干道，材料運輸便利。朱家河路、興盛路、諶家磯路、平安鋪東路作為運輸?shù)闹匾ǖ馈?/p>

1.2.3地下管線與基坑的位置關(guān)系

游湖一路處現(xiàn)有地下橫穿的10 kV電纜線2條、110 kV電纜線1條，K0+000~K0+920區(qū)段內(nèi)沿現(xiàn)狀道路下敷設(shè)有2排電信、1排電力、1排雨水管、1排污水管、1條縱向10 kV電纜線，需遷改。諶家磯大道（朱家河橋-朱家河路）段現(xiàn)狀道路路面下埋設(shè)有4排電信、2排給水、1排電力共計7排管線，沿道路路北、路南綠化帶共設(shè)有2排架空電力線，需遷改。諶家磯大道（朱家河路-平安鋪立交）段現(xiàn)狀道路路面下埋設(shè)有4排電信、2排給水、1排燃氣、1排排水箱涵、1排雨水共計9排管線，沿道路路中、路北、路南綠化帶共設(shè)有3排架空電力線，需遷改。以上所有管線均改遷到施工紅線外側(cè)。

1.2.4土方消納場地

土方消納場選定武漢市新洲區(qū)倉埠街四分場，該棄土場土地性質(zhì)為基坑回填、土地復(fù)墾，占地270畝，年消納方量為20萬m3，實際總消納方量為80萬m3，運距約35 km。

2 基坑設(shè)計

2.1 基坑安全等級要求

基坑安全等級見表1。

表1 基坑等級

2.2 基坑支護結(jié)構(gòu)形式

諶家磯大道工程A、B、E、F綜合管廊、排管及接戶井明挖基坑采用的支護結(jié)構(gòu)形式：Φ850@600型鋼水泥土攪拌墻（SMW工法樁）、拉森鋼板樁和放坡開挖。

FSP-Ⅳ拉森鋼板樁支護特征橫斷面示意圖形式如圖1；放坡開挖橫斷面示意圖形式如圖2：其中SMW工法樁樁長12~24 m，采用HN700×300×13×24型鋼。

圖1 FSP-Ⅳ拉森鋼板樁支護特征橫斷面示意圖(單位：mm)

圖2 放坡開挖橫斷面示意圖（單位：mm）

2.2.1坑內(nèi)土體加固

F型管廊K2+075~K3+170、K3+555~K3+655段管廊基底軟土較厚，采用650@450雙軸攪拌樁加固，游湖三路管廊YK0+060~YK0+145.609段、游湖三路綜合管廊交叉口（二）基坑底采用850@600三軸攪拌樁坑底加固，縱橫向間距0.6 m，咬合0.25m，加固深度為坑底以下3 m。

2.2.2基坑封堵墻設(shè)置

E、F型綜合管廊在K2+010、K2+580、K3+600各設(shè)一道封堵墻，對既有諶家磯大道、浦興路、興盛路保通；F管廊在K4+380處若不具備道路疏解條件則設(shè)一道封堵墻；E、F型綜合管廊在K1+900、K2+400各設(shè)一道封堵墻分隔污染地塊；K0+260處110 KV電力線遷改若影響A、B管廊結(jié)構(gòu)施工，于K0+240處各設(shè)一道封堵墻；若廠房拆遷影響E、F管廊結(jié)構(gòu)施工則于K1+680處各設(shè)一道封堵墻。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 土方開挖施工技術(shù)措施

如圖3，分段長度宜為3.0~8.0 m，分層厚度宜為1.0~2.0 m，軟土地層宜取較小值。根據(jù)基坑深度自上而下每3 m設(shè)置一級平臺，斜面按1:3放坡，實際根據(jù)開挖土質(zhì)情況適當調(diào)整。各級邊坡、各工況邊坡及縱向總邊坡需滿足穩(wěn)定性要求，如果有必要可采取臨時護坡或加固措施?？禹斖獠恍∮? m范圍內(nèi)及時硬化，完善坑內(nèi)外排水系統(tǒng)。人工挖除時，坑底每平方挖設(shè)1個淺坑，采用水準儀測設(shè)為基底高程，并在坑內(nèi)布設(shè)少量白石灰。

圖3 土方縱向開挖示意圖

基坑開挖前在開挖線處搭設(shè)防護欄桿，采用竹跳板封閉設(shè)置擋腳板，防止?jié)L石跌落傷人。防護欄桿搭設(shè)完成后，采用密目網(wǎng)進行封閉。并掛好警示、指示標志。

不良地質(zhì)開挖的技術(shù)措施。淤泥和淤泥質(zhì)土等軟土層中每級高度不大于1 m，其余不大于2 m，平臺高度不得大于2 m，平臺寬度不得小于3 m，軟土層中每級放坡坡率不得陡于1：4。開挖軟土層時，要鋪設(shè)挖機行走的鋼墊板，以防挖機沉陷。

基坑開挖見底后，及時施工底板。如果遇到不良地層，應(yīng)按設(shè)計要求處理。對施工中的各種數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控分析，保證深基坑施工順利進行。

3.2 基坑支護施工

3.2.1基坑支護施工工藝流程

總體施工流程：施工準備（征地拆遷）→圍護結(jié)構(gòu)施工→地基加固施工→冠梁支撐施工→土方開挖施工→圍檁支撐施工→管廊主體施工→土方回填。對不良地質(zhì)條件按設(shè)計要求進行處理，滿足打樁機平穩(wěn)行走的要求。根據(jù)確定的施工順序，按施工平面布置圖安排鋼板樁、配套機具等放置位置。

3.2.2鋼筋混凝土冠梁、支撐施工

支撐設(shè)計底標高以下10 cm，經(jīng)整平、夯實處理后，根據(jù)測放的冠梁、支撐位置澆筑混凝土墊層，厚度10 cm，墊層邊每側(cè)比冠梁、支撐邊寬10 cm，以方便支立模板，并在基坑中間墊層下方埋設(shè)Φ300的PVC過水管。鑿除支護樁頂以上水泥土，采用SMW工法樁型鋼油氈隔離，鋼筋混凝土冠梁及支撐鋼筋安裝綁扎，模板支立。

第二、三道支撐為鋼筋混凝土的支撐。具體施工步驟如下：①基坑開挖到第二、三道圍檁底以下10cm時，在圍檁位置處人工用空壓機鑿出支護樁鋼筋或工法樁型鋼。②清理混凝土后在圍檁及內(nèi)支撐底澆筑10cm的C20素砼墊層。③待墊層混凝土達到一定強度，在上面鋪設(shè)一層油氈布隔離膜，與砼圍檁、內(nèi)支撐進行隔離，以便后期支撐下土方開挖后迅速拆除墊層。④在墊層上放樣支撐中心線，按規(guī)范要求綁扎圍檁及支撐鋼筋，特別要加強圍檁鋼筋與支護樁及型鋼連接鋼筋的焊接質(zhì)量控制，嚴格按圖紙要求施工。⑤支立模板、澆筑砼及養(yǎng)護。⑥抗浮錨桿施工。

3.3 基坑截排水施工

本工程影響范圍土層多為黏土和粉質(zhì)粘土，基坑內(nèi)地下水主要是上層滯水，采取集水明排的方式能夠滿足施工工藝要求。具體基坑排水方案如下：

支護結(jié)構(gòu)施工完成后，基坑開挖前，在基坑中間沿縱向開挖一條100×100 cm的排水溝，將井內(nèi)積水抽排到地面排水溝。在基坑開挖過程中，在每個工作平臺頂面做成1%的順坡，坡向排水溝，在基坑中間沿縱向開挖一條100×100 cm的排水溝。開挖到基坑底時在基坑兩側(cè)離支護樁60 cm處沿縱向設(shè)置30×30 cm排水溝，每施工段設(shè)80×80×50 cm的集水井，通過高揚程的污水泵隨時將積水抽排到地面排水溝。沿排水溝每隔50 m設(shè)置一個直徑80×80×80 cm的沉淀池，沉淀池內(nèi)的泥渣要定期清理。

4 結(jié)論

在目前的城市基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域中，地下綜合管廊的工程施工工藝正在逐步得到優(yōu)化，充分體現(xiàn)了地下綜合管廊在城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要地位與作用。未來在工程施工的實施過程中，施工部門對于深基坑的地下綜合管廊支撐結(jié)構(gòu)部分應(yīng)當致力于改進施工手段，增強深基坑結(jié)構(gòu)的承載力，避免深基坑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷或者滲水等安全風險。