鄰近深基坑石油管線的保護(hù)措施研究

郭 小 衛(wèi)

(上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司,上海 200093)

0 引言

隨著城市的發(fā)展，城市中心地段基坑工程的周邊環(huán)境條件越來(lái)越復(fù)雜?；庸こ淌┕r(shí)會(huì)導(dǎo)致基坑四周土體產(chǎn)生不均勻的位移和沉降，進(jìn)而對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。與一般的建筑物相比，地下管線直接與土體相接觸，受到土體作用時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的位移和變形[1]。同時(shí)，地下管線一般與該片區(qū)域的市民生活息息相關(guān)，管線被破壞時(shí)影響范圍大。因此基坑工程施工時(shí)需要采取措施避免周圍的管線受到影響。基坑工程是圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土體相互作用的復(fù)雜性工程，而地下管線與土體有著緊密的聯(lián)系，因此基坑工程施工對(duì)于管線的影響不應(yīng)當(dāng)單從管線周邊土體位移來(lái)考慮，而是綜合考慮基坑、土體、管線的相互作用[2,3]。本文結(jié)合浙江嘉興某地塊案例，對(duì)基坑工程在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中采用的保護(hù)措施進(jìn)行闡述。

1 工程概況

該地塊位于嘉興市乍浦鎮(zhèn)，基坑周長(zhǎng)約600 m，基坑開(kāi)挖面積約18 000 m2。本工程地下1層，基坑開(kāi)挖深度3.35 m～5.4 m?；又苓叚h(huán)境圖見(jiàn)圖1。

1.1 周邊環(huán)境概況

本基坑南側(cè)為空地，基坑邊線距紅線46.8 m；基坑北側(cè)為與本項(xiàng)目一起開(kāi)挖的基坑，開(kāi)挖深度相當(dāng)，兩基坑邊線最近距離為10.7 m；基坑西側(cè)紅線外為道路綠化帶，綠化帶寬度約20 m。因此本工程基坑南側(cè)、北側(cè)、西側(cè)的環(huán)境保護(hù)要求相對(duì)較低。

本工程環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)為東側(cè)，基坑?xùn)|側(cè)開(kāi)挖邊線包含2根石油管線、2根燃?xì)夤芫€，其中距離石油管線最近距離為10.0 m。由于管線距離基坑開(kāi)挖邊線很近，容易受到基坑施工的影響。石油管線一旦破裂，造成的影響極大，不僅污染環(huán)境，而且會(huì)嚴(yán)重威脅施工人員的安全。因此，采取保護(hù)措施嚴(yán)格控制輸油管道的變形尤為重要。

東側(cè)管線分布情況表見(jiàn)表1。

1.2 工程地質(zhì)條件及水文條件

1.2.1工程地質(zhì)條件

基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)主要參數(shù)表見(jiàn)表2。

本工程基坑開(kāi)挖深度及圍護(hù)樁長(zhǎng)度范圍內(nèi)涉及的地基土有①層雜填土、②層粉質(zhì)粘土、③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④1層粘土、④2層粉質(zhì)粘土。

表1 管線分布情況表

表2 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)主要參數(shù)表

1.2.2水文條件

本場(chǎng)地土層中孔隙潛水主要賦存于①,②,③層雜填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中，承壓水主要賦存于⑧-3a層砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土中。根據(jù)鉆孔實(shí)測(cè)資料，地下水位穩(wěn)定埋深為0.00～1.20之間。由于地下水位較淺，基槽開(kāi)挖時(shí)，坑底可能出現(xiàn)積水現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)采取排水措施。

1.3 基坑圍護(hù)形式及支撐形式

場(chǎng)地東側(cè)臨近石油管道區(qū)域，圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖見(jiàn)圖2。采用雙排鉆孔灌注樁門式剛架圍護(hù)，前排(圖中右側(cè))采用φ800@1 000灌注樁，有效樁長(zhǎng)11.5 m，后排(圖中左側(cè))采用φ750@3 000灌注樁，有效樁長(zhǎng)11.5 m，前后排樁間采用φ700@900雙軸水泥土攪拌樁止水，搭接300，有效樁長(zhǎng)10.0 m，水泥摻量15%。

2 管線變形的影響分析

本項(xiàng)目基坑工程施工對(duì)于輸油管道的影響，主要分為兩個(gè)階段：

第一階段為支護(hù)樁施工階段對(duì)管線的影響，主要包括灌注樁施工、雙軸攪拌樁，因此施工過(guò)程中要針對(duì)東側(cè)管線提出有針對(duì)性的施工措施；

第二階段為土方開(kāi)挖階段對(duì)管線的影響，該階段對(duì)管線的影響是最為顯著的，因此一定要做好土方開(kāi)挖的控制工作，盡量減少基坑開(kāi)挖所導(dǎo)致的基坑變形。其影響效果見(jiàn)圖3，圖4。

3 施工針對(duì)性措施

3.1 施工前的準(zhǔn)備措施

1)在正式施工前，必須現(xiàn)場(chǎng)摸清原管線的位置、深度，確保不會(huì)在施工時(shí)直接破壞管線。

2)基坑支護(hù)施工前做好監(jiān)測(cè)方案并采集初始值，施工時(shí)做好管道監(jiān)測(cè)工作，嚴(yán)格控制管道變形。管線的變形不能超過(guò)設(shè)計(jì)及管線管護(hù)單位要求的變形要求。

3)在正式施工前，必須對(duì)施工班組對(duì)東側(cè)管線的危險(xiǎn)性進(jìn)行認(rèn)真和詳細(xì)的交底，避免施工時(shí)發(fā)生安全質(zhì)量事故。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工對(duì)管道的保護(hù)

1)沿東側(cè)管道一側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工之前，設(shè)置測(cè)斜管等監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)施監(jiān)控圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工對(duì)管道的影響，并動(dòng)態(tài)調(diào)整施工方案。

2)控制東側(cè)的圍護(hù)樁施工速度，每天施工數(shù)量不宜過(guò)多。

3)鉆孔灌注樁采用跳打方式施工，跳打的間隔根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果隨時(shí)調(diào)整。

3.3 管道周邊的施工荷載控制

1)嚴(yán)禁挖土機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等在東側(cè)基坑外行走和作業(yè)，以保證東側(cè)輸油管道范圍內(nèi)施工荷載小于10 kPa。

2)挖機(jī)作業(yè)均在基坑內(nèi)部進(jìn)行，以減小機(jī)械動(dòng)荷載對(duì)輸油管道變形的擾動(dòng)影響。

3)基坑?xùn)|側(cè)不作為出土通道，所有車輛在基坑內(nèi)側(cè)行走。出土路線為由東向西出土。

3.4 土方開(kāi)挖對(duì)輸油管道的保護(hù)

1)每層挖土深度不得超過(guò)1.5 m，放坡平臺(tái)寬度不得小于15 m，臨時(shí)放坡比為1∶2，沿基坑周邊20 m寬度范圍內(nèi)的土方應(yīng)間隔跳挖施工，每塊間隔長(zhǎng)度不得大于15 m，分層高度不得大于3 m，嚴(yán)禁超挖，開(kāi)挖至坑底后，應(yīng)立即澆筑墊層(暴露時(shí)間不得超過(guò)8 h)，避免基坑坑底暴露?；炷翂|層需直接澆搗至圍護(hù)樁內(nèi)側(cè)面形成有效支撐。

2)基坑土方開(kāi)挖時(shí)，發(fā)揮基坑的時(shí)空效應(yīng)，化大為小，嚴(yán)格按照土方分區(qū)進(jìn)行開(kāi)挖。土方開(kāi)挖至標(biāo)高后，應(yīng)快速、及時(shí)澆筑墊層封閉，盡快完成底板施工，素混凝土傳力帶及時(shí)完成以形成可靠支撐。

3.5 信息化施工措施

1)做好監(jiān)測(cè)配合工作，充分利用監(jiān)測(cè)工作提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，完善和改進(jìn)施工工藝或施工程序，做到信息化施工，確?；邮┕な冀K處于受控狀態(tài)。

2)場(chǎng)區(qū)內(nèi)外的監(jiān)測(cè)。

嚴(yán)格按監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)，項(xiàng)目部指派專人記錄、整理、分析，項(xiàng)目部根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)的結(jié)果制定下一步施工計(jì)劃。

同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)東側(cè)管道的目視巡視，基坑開(kāi)挖階段每4 h對(duì)東側(cè)管道進(jìn)行一次巡視，發(fā)現(xiàn)異常情況立即處理。

3.6 其他技術(shù)措施

1)土石方開(kāi)挖線放出后，應(yīng)實(shí)地復(fù)核開(kāi)挖邊界線與東側(cè)輸油管道的空間關(guān)系，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)立即通知設(shè)計(jì)單位，對(duì)設(shè)計(jì)方案做出調(diào)整。

2)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)巡查結(jié)果應(yīng)及時(shí)整理和反饋。當(dāng)出現(xiàn)下列危險(xiǎn)征兆時(shí)應(yīng)立即報(bào)警，并通知石化公司，同時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)措施進(jìn)行控制：a.支護(hù)結(jié)構(gòu)位移達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的位移限值；b.支護(hù)結(jié)構(gòu)位移速率增長(zhǎng)且不收斂；c.支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力超過(guò)其設(shè)計(jì)值；d.基坑周邊建(構(gòu))筑物、道路、地面的沉降達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的沉降、傾斜限值；基坑周邊建(構(gòu))筑物、道路、地面開(kāi)裂；e.基坑出現(xiàn)局部坍塌等安全性破壞。

3)支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊的監(jiān)測(cè)中若出現(xiàn)達(dá)到報(bào)警值的情況或其他險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)立即停止基坑開(kāi)挖，并應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)產(chǎn)生的原因和可能進(jìn)一步發(fā)展的破壞形式，采取控制或加固措施。危險(xiǎn)消除后，方可繼續(xù)開(kāi)挖。必要時(shí)，應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)部位采取基坑內(nèi)回填、臨時(shí)支撐等應(yīng)急措施。

4 結(jié)語(yǔ)

在基坑施工過(guò)程中，基坑?xùn)|側(cè)變形較小，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，基坑開(kāi)挖過(guò)程較平穩(wěn)。該結(jié)果表明所采用的針對(duì)性措施發(fā)揮了作用，減小了基坑施工過(guò)程中東側(cè)輸油管道帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，可為今后類似工程提供了參考。