綜合管廊基坑開挖支護研究

任坤明 崔偉剛 康小宏

摘要：隨著城市綜合管廊的大力推進，綜合管廊基坑支護在管廊施工中占據重要的一環(huán)，經濟且安全的基坑支護方案在綜合管廊施工中顯得尤為重要。在城市內修建綜合管廊，基坑施工受限因素較多（包括軌道、周邊現(xiàn)狀建筑、現(xiàn)狀橋梁及水系、文物、排水系統(tǒng)、現(xiàn)狀管線），本文結合春雨路綜合管廊基坑支護工程對綜合管廊基坑支護的類型、選取原則和設計要點進行論述。

關鍵詞：綜合管廊;基坑支護;拉森鋼板樁;地鐵保護

中圖分類號：U231+3 文獻標識碼：A

1 項目背景

昆明市春雨路道路恢復提升工程北起人民西路（閉合西三環(huán)），南至車家壁，紅線寬58 m，總長7293.3 m，同步建設綜合管廊。綜合管廊為現(xiàn)澆三艙結構，分為燃氣艙、電力艙、綜合艙。標準段總尺寸9.1 mx3.8 m，受地鐵三號線影響，局部路段斷面為8.6mx3.2 m。

春雨路作為建成區(qū)現(xiàn)狀道路，管廊基坑開挖受制因素眾多，分析如下。

1.1 軌道3號線

軌道3號線在道路標橫上的位置多變，區(qū)間段埋設深度約為10 m，軌道車站主體部分覆土厚度約2 m，軌道車站附屬部分覆土厚度3.5～5 m，綜合管廊與軌道區(qū)間段及車站無法完全錯開，綜合管廊基坑開挖時綜合考慮軌道交通的安全。

1.2 周邊建筑

春雨路道路兩側現(xiàn)狀建筑林立，且大部分緊鄰道路紅線，同時受制于軌道3號線位于道路下，導致管廊布置位置只能局限于軌道3號線和建筑之間的狹窄縫隙。沿線還有普坪石刻，為昆明市級文物。

1.3 現(xiàn)狀河道

春雨路現(xiàn)狀布置有3座橋梁及7座過水涵洞，管廊的建設需要綜合考慮排水要求，其建成后不影響排水系統(tǒng)。

1.4 現(xiàn)狀管線

作為昆明西片區(qū)重要的交通要道和城市主干路，春雨路現(xiàn)狀沿線管線眾多，地上地下管線復雜。

2 場地地質水文情況

2.1 地質情況

場地地基主要為第四系人工填土;沖洪積黏土層;沖湖積粉質黏土層、黏土層、粉土層、含粉土角礫層、泥炭質土層;粉質黏土層，含黏性土塊石層;下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)宰格組白云質灰?guī)r及寒武系泥質粉砂巖[1]。

2.2 水文地質特征

勘察區(qū)內屬于同一個水文地質單元，場地內地下水位埋藏由于受地形條件影響，深度不一，勘察期間，實測水位埋深在0.3～9.8 m之間，標高1884.76～1908.33 m。

3 設計標準及原則

3.1 設計標準

（1）基坑支護設計使用年限：一年。

（2）支護結構安全等級：一級。

3.2 設計原則

（1）保證基坑周邊建（構）筑物、地下管線、軌道3號線、道路的安全和正常使用;保證地下結構的施工空間[2]。

（2）綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質條件的復雜程度、基坑深度等因素，按相關規(guī)范采用支護結構的安全等級[3]。

4 基坑開挖支護方案

本次綜合管廊基坑深度最大在8.3 m，局部過地鐵站位置深度在3.5 m。

根據不同的情況，分為六種開挖支護方案。

4.1 拉森Ⅳ型鋼板樁支護結構

適用于下部無軌道或影響較小的區(qū)域，可以打樁支護的范圍;鋼板樁采用SP-IV型拉森鋼板樁，根據不同基坑開挖深度，樁長為12 m或15 m;內支撐為Φ609×16 mm螺旋焊鋼管，內支撐間距為4 m;管廊兩側操作空間為0.8 m。

4.2 沉箱支護結構

適用于下部為地鐵區(qū)間結構、管廊通過站點無法打樁的范圍;利用沉箱及預制的沉箱附屬設施作為支護結構。沉箱側壁為60 cm厚鋼筋砼，冠梁為60 cmx80 cm鋼筋砼梁，底部為60 cmx65 cm鋼筋砼支撐底梁，間距4 m。

4.3 放坡開挖

適用于下部為地鐵附屬結構、開挖深度淺、地質較好的、周邊無構筑物或距離構筑物較遠的地段;坡比為1：0.5，管廊兩側操作空間為0.8 m，坡面為4 cm厚C20噴射混凝土。

4.4 土釘支護

適用于距周邊房屋有一定安全距離同時不具備完全明挖的地段。坡比1：0.25，管廊兩側操作空間為0.8 m，土釘長度為5～10 m，間距1.2×1.2 m，正方形布置。

4.5 鋼筋混凝土樁支護

適用于距周邊房屋比較近，而另一側距地鐵比較近，不具備打鋼板樁的條件，在靠近房子一側采用鋼筋混凝土樁支護[4]。

鋼筋砼樁支護結構采用鋼筋砼樁+單道內支撐和單側鋼筋砼樁的支護形式。

4.6 高壓旋噴樁內插型鋼支護

適用于距周邊房屋比較近，同時由于現(xiàn)狀線纜等高度限制，現(xiàn)場無法進行鋼筋混凝土樁支護。

高壓旋噴樁樁長12 ～15 m，樁徑80 cm，間距0.6 m，內插H700×300型鋼，內支撐為Φ609×16 mm螺旋焊鋼管，間距為4 m，冠梁為60×90 cm。

5 軌道保護方案

管廊線路臨近既有運營軌道3號線，與軌道3號線車家壁站—岷山站區(qū)段互相交織（順行、側穿、斜穿和上跨軌道結構），整個綜合管廊位于軌道保護區(qū)范圍內，局部區(qū)域的綜合管廊位于軌道特別保護區(qū)范圍內，且管廊基坑工程局部區(qū)段開挖深度較深，按照相關法規(guī)政策和技術標準，春雨路管廊工程項目侵入軌道保護區(qū)范圍。

5.1 設計目標

結合昆明地區(qū)類似工程經驗及安評要求、城市軌道交通運營線路結構安全控制主要指標值，本次設計的設計目標如下。

（1）隧道結構豎向位移累計變形預警值為5 mm，累計變形控制值為10 mm。

（2）隧道結構橫向位移累計變形預警值為5 mm，累計變形控制值為10 mm。

5.2 地鐵保護措施

（1）總體設計時管廊平縱面盡量遠離地鐵。

（2）對地鐵影響嚴重的區(qū)域采用高壓旋噴樁預加固。

（3）對基坑開挖施工對地鐵影響較嚴重的段落采用沉井支護結構以減少開挖范圍。

（4）基坑工程對軌道交通影響等級為特級、一級時，基坑工程與軌道地下室結構側墻之間的間隙，采用C20素混凝土回填密實。

5.3 計算分析

采用Midas GTS進行數值分析，考慮開挖30 m為一階段進行建模，選取代表性的樁號進行基坑開挖模型分析。以K6+360為例，介紹如下。

5.4 結果對比

根據上述設計原則進行了軌道保護設計及施工，同時對軌道結構變形進行了實時的監(jiān)測，以確保本項目安全順利地進行，如表1所示。

6 結語

通過本次支護，綜合管廊順利完工，保證了周邊建筑物及軌道3號線的安全。

春雨路地下綜合管廊由于周邊受限因素眾多，既要考慮到開挖對地上建筑的影響，又要考慮到對地下各類構筑物（軌道3號線）的影響。而管廊基坑支護結構無疑是保證綜合管廊順利施工的關鍵。通過對春雨路管廊周邊不同的情況選取不同的支護形式和保護措施的分析，希望可以對以后綜合管廊基坑支護提供借鑒。

參考文獻

[1] 王瑞卿.淤泥地質管廊深基坑支護技術[J].建筑技術，2019（1）：85-87.

[2] 王大釗.超深基坑地下綜合管廊支護技術研究[J].工程技術研究，2019（22）：62-63.

[3] 楊冰.緊鄰深基坑管廊變形影響及隔離方案研究[J].工程建設，2020（8）：58-61.

[4] 楊世宏.綜合管廊深基坑支護樁長優(yōu)化分析[J].城市道橋與防洪，2019（8）：274-278，286，32-33.