市政污水排水管網(wǎng)工程基坑開挖支護施工技術(shù)分析

盧毅

(南京大陶路橋建設(shè)有限公司，江蘇 南京 211100)

0 引言

在城市發(fā)展過程中，城市污水量越來越多，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。部分地區(qū)缺乏對排水系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃，存在排水系統(tǒng)不完善等問題，排水系統(tǒng)無法滿足城市發(fā)展需求，導(dǎo)致城鎮(zhèn)水體質(zhì)量不斷下降，不但會使人們的生產(chǎn)生活受到影響，還會影響城市的可持續(xù)發(fā)展。為了解決環(huán)境污染問題，相關(guān)部門應(yīng)從城市整體角度出發(fā)，對排水系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，完善城市排水管網(wǎng)。與此同時，施工單位應(yīng)根據(jù)規(guī)劃要求，控制市政排水管網(wǎng)基坑開挖支護施工質(zhì)量，達(dá)到改善城市環(huán)境的目的。

1 工程概況

某建設(shè)項目截污管道總長為3.25km，明挖長度為2.79km，頂管長度為1.42km，施工管材主要為Ⅲ級鋼筋混凝土管、HDPE雙壁波紋管和HDPE纏繞增強B型結(jié)構(gòu)壁管，管徑范圍是DN400～DN1200，管道開挖深度為2~4.5m，施工方式主要為頂管和支護開挖。該管道施工區(qū)域存在石油、燃?xì)?、通訊以及電力等地下管線，排布較為復(fù)雜，且部分區(qū)域與房屋距離較近，會給基坑支護施工帶來較大影響。該工程具有質(zhì)量要求嚴(yán)、時間緊、任務(wù)重等特點。

2 支護形式

2.1 放坡開挖

在對地質(zhì)條件好、開挖深度淺的位置進(jìn)行施工時，可以使用放坡開挖的方式進(jìn)行施工。放坡開挖施工方式主要應(yīng)用于巖層地質(zhì)或兩側(cè)放坡空間開闊且埋深不大于2m的基槽，該種施工方式具有快速回填、開挖迅速 以及安全性高等特點，因此當(dāng)場地較為開闊時，施工單位可優(yōu)先采用該種方式進(jìn)行施工[1]。

在放坡開挖支護施工過程中，施工單位應(yīng)以施工方式、土質(zhì)類型以及開挖深度等，選擇合適的放坡比，通常應(yīng)為1:0.5~1:1，開挖深度應(yīng)小于1.5m。在對地質(zhì)較差的區(qū)域進(jìn)行施工過程中，為了使邊坡穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，施工單位可拓寬上口的寬度，保障挖土面的坡度符合要求。圖1為放坡開挖施工圖。

2.2 板式支護開挖

在基坑開挖過程中，若深度較深，會導(dǎo)致放坡開挖工程量增加，進(jìn)而導(dǎo)致其費用增加。當(dāng)施工區(qū)域與周邊建筑物距離較近時，可選擇板式支護開挖方式進(jìn)行施工。該種開挖方式的基坑深度應(yīng)小于2m，在施工過程中，應(yīng)采用分段的方式進(jìn)行施工，每段長度小于6m，當(dāng)一段開挖且回填完成后，施工人員才能對下段基坑進(jìn)行施工[2]。與此同時，在實際施工過程中，應(yīng)按照從上到下的順序進(jìn)行開挖，開挖完成后應(yīng)立即進(jìn)行支護，使支撐和木板擋土頂緊，當(dāng)木板和后背土之間的接觸密實度較差時，施工人員應(yīng)使用填灌砂的方式對其進(jìn)行處理，保障其密實度。在基坑開挖過程中，施工人員應(yīng)對排水溝進(jìn)行合理設(shè)置，避免基坑出現(xiàn)積水，立柱和橫撐需頂緊后，使用楔塊對其進(jìn)行固定，基坑回填施工完成后才可拆卸，圖2為板式支護開挖圖。在該種方式施工過程中，為了使結(jié)構(gòu)整體性進(jìn)一步提高，施工人員應(yīng)將角撐木設(shè)置于基坑端部。

2.3 槽鋼支護開挖

當(dāng)基坑開挖深度為2~3m時，可使用槽鋼支護開挖方式進(jìn)行施工，在實際施工過程中，采用分段方式進(jìn)行施工，每段長度為50m。在槽鋼打入施工過程中，為了減少噪聲，應(yīng)使用單獨打入法實施施工，即1根槽鋼打入后，將其與前1根槽鋼焊接在一起，避免出現(xiàn)傾斜等問題[3]。當(dāng)槽鋼存在傾斜問題時，使用鋼絲繩穩(wěn)定樁身，一邊拉著樁身一邊打入施工。鋼槽拔出后會帶出部分基坑土，因此施工人員應(yīng)使用灌砂方式進(jìn)行處理，保障其壓實度。與此同時，為了保障現(xiàn)場施工的安全性，應(yīng)使用安全吊鏈對槽鋼進(jìn)行固定，避免其出現(xiàn)脫落等問題，保障施工人員的生命安全。

在圍檁和橫撐拆除施工過程中，先進(jìn)行回填，并按照自下而上的順序進(jìn)行拆除，在對軟弱土層進(jìn)行施工時，施工人員應(yīng)先對基礎(chǔ)設(shè)施拋石碾壓施工，開挖完成后應(yīng)及時進(jìn)行支撐。圖3為槽鋼支護開挖施工圖。

2.4 拉森鋼板樁支護開挖

當(dāng)基坑深度大于3m或者地基為中粗砂等強透水層時，施工單位可采用拉森鋼板樁支護開挖方式進(jìn)行施工，在支護施工過程中，應(yīng)分段進(jìn)行施工，每個開挖段長度為50m，與此同時，施工人員應(yīng)以開挖深度為依據(jù)，對內(nèi)支撐進(jìn)行施工，上部支撐施工完成后，才能對下部進(jìn)行開挖施工。

在基坑開挖施工過程中，使用拉森鋼板樁支護開挖方式進(jìn)行施工，不但可以起到防水、擋土等作用，還可以避免出現(xiàn)流砂等問題。在實際施工過程中，施工人員應(yīng)以實際施工情況為基礎(chǔ)，對開挖段長度進(jìn)行調(diào)整。鋼板樁拼接完成后，先對基坑進(jìn)行抽水處理，并觀察抽水和鋼板樁變形之間的關(guān)系，保障抽水施工時鋼板樁受力的均勻性。在打樁施工之前，仔細(xì)檢查各鋼板樁，避免其出現(xiàn)變形和連接口銹蝕等問題。為了便于鋼板樁的拔出和打入施工，施工人員可以將一定量的油脂涂抹在鋼板樁的鎖口位置。

在鋼板樁打入施工過程中，施工人員應(yīng)對鋼板樁傾斜度進(jìn)行監(jiān)測，保障其傾斜度不大于2%，當(dāng)傾斜較為嚴(yán)重時，施工人員應(yīng)采取必要措施進(jìn)行處理，必要時需要拔出鋼板樁，重新進(jìn)行施工。在鋼板樁拔出過程中，施工人員應(yīng)合理選擇其拔出時間、順序以及方法，鋼板樁拔出后及時處理鋼板樁，避免地面出現(xiàn)位移或沉降等問題，保障地下管網(wǎng)以及周邊建筑物的安全性。除此之外，當(dāng)鋼板樁支護轉(zhuǎn)角處鎖口連接緊密性較差時，會使基坑出現(xiàn)流砂等問題，因此，施工人員應(yīng)使用壓密注漿的方式對其進(jìn)行處理[4]。圖4為拉森鋼板樁支護開挖施工圖。

3 特殊部位支護施工

3.1 特殊井支護施工

在對交匯井、截流井以及檢查井等特殊井進(jìn)行施工過程中，管道溝槽的開挖寬度通常要小于井位處的開挖寬度。在施工過程中，施工人員應(yīng)對溝槽不同斷面連接處進(jìn)行處理，避免產(chǎn)生坍塌事故，在不同斷面過渡過程中，既可以使用45°角漸變過渡的方式進(jìn)行施工，還可以使用90°角突變過渡方式進(jìn)行施工，通過對該工程進(jìn)行分析可知，使用45°角漸變過渡方式進(jìn)行施工效果更佳。在對過渡處實施打樁施工時，應(yīng)保障第一和第二塊鋼板樁方向和位置的準(zhǔn)確性，每打入1m應(yīng)對其進(jìn)行測量，確保其導(dǎo)向性。在施打過程中，對鄰近樁進(jìn)行控制，防止其出現(xiàn)下沉問題，保障結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。當(dāng)板樁存在傾斜時，應(yīng)及時糾正，且每個樁打入后，使用角鋼將其與已打好的樁焊接在一起，起到固定作用。

在對檢查井位置進(jìn)行施工過程中，需要對預(yù)制井筒進(jìn)行現(xiàn)澆或者吊裝施工，支護施工難度大。如果使用對撐方式進(jìn)行施工，不但會使工作面受到影響，還會對現(xiàn)場施工造成影響。為了使基坑施工穩(wěn)定性和安全性進(jìn)一步提高，在鋼板樁或槽鋼施打完成后，施工人員可將拉索設(shè)置于頂部，并使用拉錨對其進(jìn)行錨固處理。

在對交匯井或截流井實施施工時，施工人員應(yīng)以施工季節(jié)為依據(jù)，對現(xiàn)狀污水或雨水管道的流速以及流量進(jìn)行分析 ，保障其滿足排水要求[5]。與此同時，施工人員應(yīng)采取截流或?qū)Я鞯却胧?，對施工段下游以及上?實施圍堵截水處理，通常需要將一道磚砌墻和一處氣囊封堵在上下游的位置處，并使用水泵抽出檢查井中的污水，再將其排入附近污水管道或者下游的管道中，保障井位中的積水符合施工要求。

3.2 堅硬巖層

在對強風(fēng)化巖、全風(fēng)化巖以及碎石類土等地質(zhì)進(jìn)行施工過程中，鋼板樁以及槽鋼無法正常施工，施工單位可選擇長螺旋鉆機對地質(zhì)進(jìn)行引孔灌砂處理。在此過程中，施工人員應(yīng)先將表層的可開挖土體進(jìn)行開挖施工，使基坑上部穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，達(dá)到提高作業(yè)安全性的目的。由于其巖層穩(wěn)定性較高，因此施工單位可選擇先開挖后支護的施工方法進(jìn)行施工，首先應(yīng)借助鑿巖機、風(fēng)鎬清理巖層，并對巖層施工過程中的變化情況進(jìn)行實施觀察，開挖后再對槽鋼支護進(jìn)行施工。

3.3 現(xiàn)狀管線

在排水管網(wǎng)施工過程中，其地下會存在給排水管線、燃?xì)夤芫€、高壓電纜以及通訊電纜等現(xiàn)狀管線，因此，施工人員應(yīng)保護這些管線。在進(jìn)場之前，施工單位應(yīng)與相關(guān)管理部門進(jìn)行溝通對現(xiàn)狀管線埋深、管徑、材質(zhì)以及類型進(jìn)行勘察。當(dāng)溝槽與現(xiàn)狀管線存在相交時，施工人員采用懸吊方式進(jìn)行施工，回填完成后應(yīng)對臨時保護裝置進(jìn)行拆除施工。與此同時，若因現(xiàn)狀管線導(dǎo)致鋼板樁無法正常施工，施工人員可以選擇微型樁排樁支護或注漿加固的方式進(jìn)行處理。

3.4 鄰近房屋

在對鋼板樁進(jìn)行施打施工前，若其與老舊建筑距離較近，施工單位應(yīng)對周邊建筑進(jìn)行評估，并對其破損以及裂縫部位進(jìn)行記錄。當(dāng)基坑周邊房屋記載資料不完善時，施工人員還應(yīng)對周邊房屋基礎(chǔ)埋深和行駛進(jìn)行勘察，并對隱患處進(jìn)行加固。

在鋼板樁拔出和打入施工過程中，施工人員應(yīng)采用靜壓方式進(jìn)行施工，減少震動。若拔樁會使周圍建筑物產(chǎn)生開裂等問題時，施工單位可不拔樁，將鋼板樁留在地下。為了進(jìn)一步降低對周圍建筑物的影響，施工人員還可以將隔震高壓懸噴射樁或水泥攪拌樁設(shè)置在靠近建筑物的一側(cè)。

4 結(jié)語

綜上所述，在市政污水排水管網(wǎng)施工過程中，基坑支護施工質(zhì)量將直接決定市政污水排水管網(wǎng)施工安全性和質(zhì)量。近年來，隨著基坑開挖深度的增加，基坑安全問題發(fā)生率也不斷增加。因此，施工單位應(yīng)以實際施工情況為基礎(chǔ)，對基坑開挖方式進(jìn)行選擇，保障其施工質(zhì)量。與此同時，在實際施工過程中，施工單位應(yīng)對周邊建筑和現(xiàn)狀管線進(jìn)行分析，選擇合理的方式對其支護進(jìn)行處理，保障基坑整體施工質(zhì)量。