城市地下綜合管廊工程中的基坑支護施工技術

井海濤

在城市地下工程中，綜合管廊是居民獲取天然氣、水、電等其他能源的重要途徑，也是城市各類設施的獲取能源的途徑。在整個城市正常運行時，綜合管廊有著舉足輕重的作用。因此，科學合理地設計基坑支護，平穩(wěn)有序地進行支護施工作業(yè)，都可提高綜合管廊的穩(wěn)定性，確保綜合管廊安全運行。

一、工程概況

本次地下管廊工程的基坑支護施工作業(yè)位于柳州市江灣大道的一段路中，該工程施工起于濱江路終止于北進路。該段路全線長約為7km，綜合管廊設置于綠化區(qū)域下方。管廊整體可分為兩種類型的斷面，一種是A型管廊斷面，該型斷面寬為5.7m，高為3.8m。另一種為B型管廊斷面，該型斷面寬為6.5m，高為3.8m。綜合管廊基坑開挖深度大約在3m至13m之間，通常開挖基坑較深，土質較軟，應采取明挖法進行施工作業(yè)。

二、基坑支護選型

經(jīng)過技術人員對施工場地實際勘察后，可發(fā)現(xiàn)：該段路中沙塘至沙鋪區(qū)域已經(jīng)投入運營，綜合管廊設置于綠化區(qū)域之下。其路邊北側放坡條件不足，含有大量排水管、排污管、電線纜線等。而東側基本都是旱地或稻田，可進行放坡作業(yè)。本次項目設計支護類型為短期支護，基坑邊坡支護使用年限不超過一年，承載力及耐用度有限。因此，不可在基坑上方8m處堆載物品，以防發(fā)生塌陷，造成安全事故。

此次綜合管廊工程基坑較深，所施工路段較長，各個小路段地質地形有所差別。因此，需嚴格對各段基坑進行勘察后，選擇合適的基坑類型。此次管廊工程支護大概可分成三種類型：（1）錨桿（索）噴射混凝土防護，此類型基坑支護在K1＋820～K2＋140、K5＋920～K6＋635段使用。（2）微型樁與錨桿（索）噴射混凝土防護混合型，此類型基坑支護在K4＋640～K4＋840、K5＋840～K5＋920段使用。（3）自然放坡＋掛網(wǎng)噴錨支護，此類型基坑支護在K0＋040～K0＋320、K4＋280～K4＋470段使用。

三、掛網(wǎng)噴錨支護

在進行基坑坡面開挖作業(yè)時，應當嚴格按照預先設計的坡率進行作業(yè)。為降低安全事故發(fā)生的概率，務必在開挖作業(yè)前，清除附著在坡面的松土，并確保施工方向由上至下進行。施工前，需在坡面鋪設符合施工標準的鋼筋網(wǎng)，以提高施工的穩(wěn)定性。鋼筋網(wǎng)類型為φ8@200mm×200mm，位于坡頂?shù)匿摻罹W(wǎng)應當向外延伸15cm，同時插入鋼釘，確保鋼筋網(wǎng)緊貼坡層。鋼釘可選擇長度為1.5m的土釘，各土釘間距應根據(jù)施工現(xiàn)場實際需求設定。對于坡面砼的處理，首先應進行硬化，硬化土層厚度應控制在8cm左右。其次需對鋼筋網(wǎng)外伸15cm的土層進行硬化處理。為確保排水、排污功能正常，應當在對噴射混凝土板墻坡面處理時，留出7.5cm安設排水管。噴射砼施工作業(yè)步驟如下方圖1所示。

圖1 噴射砼施工工藝框圖

選擇Ф8鋼筋，按照200mm×200mm的規(guī)格將鋼筋綁扎編網(wǎng)，分段編網(wǎng)，搭接長度控制為300mm，結點處先綁扎兩道扎絲綁扎，確保不松動，再使用點焊的方式將其焊接牢固。在進行扎鋼筋綁扎和焊接時，必須根據(jù)相關的行業(yè)標準和施工規(guī)范進行作業(yè)，面板鋼筋布置具體情況如圖2所示。

圖2 面板鋼筋布置示意圖

做好混凝土噴射前的準備工作，檢查開挖斷面，檢查斷面坡面的平整度，清理坡面上的雜質，最后濕潤坡面。在開挖面上設置檢驗鋼筋條，制備噴射作業(yè)需要的C20細石混凝土，并選擇砼噴射機進行混凝土噴射作業(yè)。嚴格按照試驗室確定混凝土制備方案制備混凝土，規(guī)范投入原料，不得增加或減少速凝劑和防水劑的用量?；炷岭S用隨制，不使用存放過久的水泥，以免影響混凝土的性能。操作手在操作砼噴射機時，要注意控制噴頭的風壓、角度以及受噴坡面的距離，混凝土噴射作業(yè)的風壓應保持在0.3～0.5MPa范圍內，噴頭應與坡面保持0.6～1.2m，但噴射時保持垂直坡面，有鋼筋時噴頭的角度可以適當放偏。為了保證C20細石混凝土的噴射效果，操作手要遵循“自下而上”的噴射原則，靈活操作噴頭，操作噴頭在坡面上不間斷地做圓周運動，形成“螺旋狀”運動?；炷羾娚涫┕し謨纱瓮瓿?，每次混凝土噴射施工前，均應先開啟速凝劑閥門，開風送料。首次混凝土噴射至10cm厚度，二次面層混凝土噴射在鋼筋網(wǎng)綁、焊工作業(yè)完成后進行，噴射至設計厚度。

四、微型鋼管樁施工

微型鋼管樁孔徑采用150mm，鋼管采用φ127＊4.5地質鋼管，間距控制為1m。微型鋼管樁施工流程為：

（1）測量放線：明確施工設計圖紙所提供的間距、排距以及標高，完成測量放線工作。

（2）孔距定位：按照設計圖紙確定鉆孔間距，并打入筷子作為孔距定位的標識。

（3）微型樁定位：成孔作業(yè)采用履帶式鉆機設備和干成孔工藝，微型樁定位也借助履帶式鉆機設備。

（4）就位鉆孔：采用履帶式鉆機實施鉆孔，鉆機入場至設計位置，保持平穩(wěn)，不得出現(xiàn)傾斜情況。鉆機就位后，先將鉆桿提升至鉆機旁，啟動鉆機，勻速緩慢鉆進，每循環(huán)進尺深度控制在2m。

（5）鉆孔：做好鉆孔前的準備工作，根據(jù)施工圖紙垂直接長鋼管，搭接位置要用φ12鋼筋加焊，焊接工人必須持證上崗作業(yè)，焊接前要先進行試焊，焊接后樁尖應達到完全封閉的狀態(tài)。

（6）清孔：為了便于混凝土注漿作業(yè)，施工人員要按照規(guī)范要求實施清孔，排出樁孔內部的泥漿與雜質，清孔后孔底沉渣厚度不得超過50mm。

（7）注漿機安裝：注漿機入場，并根據(jù)施工圖紙確定注漿機的安裝位置，安裝完畢后再從指定配電箱接入電源，接線線路選擇6平方三相五線制電纜，焊接鋼板灰槽，灰槽規(guī)格為1m×1m×1m，厚度為6mm，將制備好的漿液注入灰槽。

（8）安裝下放鋼管：檢查鋼管質量，確保鋼管無彎曲、無破損，將鋼管一端下放安裝到已完成清孔的樁孔中，另一端則套接上150mmPVC管，并保持外露地面200mm，滿足施工要求。

（9）安裝注漿管：選擇高壓橡膠管作為注漿管，并將其安裝在PVC管上方，PVC管與注漿管連接處要用材料密封，以免漿液滲漏。

（10）拌制M20水泥漿：水泥漿液由拌和站設備統(tǒng)一拌制，混凝土配比由試驗室配比試驗后確定，水灰比為W：C=1：0.5。

（11）注水泥漿：為了便利調整控制注漿壓力，注漿管需要設置壓力表，壓力保持在1.0MPa為宜。水泥漿通過注漿管進入到鋼管內。注漿結束后，應保持插管一段時間，等水泥漿液從鋼管外流出，且流出漿液的濃度與注漿灰槽的濃度相同時，方可拔出注漿管道，密封孔口。

五、錨桿（索）噴砼防護

1. 錨桿（索）成孔

（1）根據(jù)施工區(qū)域的地質勘探報告確定現(xiàn)場的土層條件，結合施工設計圖紙確定鉆孔位置，并打入筷子或涂刷紅色油漆作醒目標識。

（2）平整作業(yè)面，確保施工場地平整度和壓實度與設計要求相一致。

（3）鉆機入場就位，檢查鉆機的平穩(wěn)度和設備施工參數(shù)，確保導桿與鉆桿符合施工要求，傾斜角相同，并對應相同軸線。

（4）科學選擇鉆具，應綜合考慮施工現(xiàn)場的土層條件及各類鉆具的施工特點、優(yōu)劣來確定鉆進用的鉆具，常選擇專門錨桿鉆機或地質鉆機。

（5）施工現(xiàn)場的土層條件較好，選擇巖芯鉆入，計算施工量，配備足量的短套管，短套管長度控制在0.5～1.0m范圍內。

（6）鉆進施工時，操作手要保持注意力集中，規(guī)范操作，嚴格按照施工規(guī)范和設計要求控制鉆具鉆進施工參數(shù)，保持鉆頭勻速向前。若在鉆進過程中發(fā)生孔內事故，操作手應立即暫停鉆進作業(yè)，并選擇合適的器具對事故進行處理。

（7）鉆孔結束后，應及時清孔，具體可以利用高壓風沖洗孔底沉渣。

2. 注漿

（1）制備注漿材料，根據(jù)試驗室確定的配比方案加入材料，水灰比為W：C=0.5：1。水泥采用PO42.5MPa普通硅酸鹽水泥，并根據(jù)配比方案在漿液中添加一定量的減水劑、早強劑及膨脹劑，如添加適量的CaCL2粉劑減水劑，用量控制在水泥的3%，改善注漿漿液注漿材料的性能，避免水泥漿收縮。

（2）預先綁扎錨桿注漿管，便于后續(xù)注漿。

（3）分次注漿，兩次注漿管的插入深度與注漿壓力略有不同，首次注漿壓力控制為0.5MPa，深插注漿管，直至注漿管管首與孔底距離達到150mm；二次注漿壓力保持在0.5～1.0MPa范圍內；

3. 編制鋼筋網(wǎng)片

編制鋼筋網(wǎng)片，原材料選擇φ8熱軋圓鋼，編制網(wǎng)網(wǎng)眼的尺寸為200mm×200mm。網(wǎng)片橫向鋼筋和豎向鋼筋交叉位置選擇用扎絲綁扎牢固。編制好的鋼筋網(wǎng)片搭接點焊為一體，網(wǎng)片搭接長度應保持在1m以上。連接錨桿頭和鋼筋網(wǎng)片加強鋼筋，采用單面焊接的方式，確保錨頭與加強筋之間的焊縫焊滿、焊牢。

4. 噴射砼

混凝土噴射遵循“分段分片”的施工原則，若屬于同一分段或分片，則要控制噴頭與受噴作業(yè)面的間距，垂直地從下向上噴射。受噴面混凝土終凝2h之后，應及時進行養(yǎng)護，灑水潤濕，規(guī)范執(zhí)行養(yǎng)護標準。若基坑邊坡角出現(xiàn)了滲水或存在滲水土層的情況，要先打入500mm硬塑料管道，并在管道上施作排水孔，孔距為48mm。完成排水孔的施工后，方可開始噴射混凝土。

5. 錨索張拉

錨索預應力張拉鎖定：檢查注漿體與臺座混凝土，若二者混凝土強度超過設計要求的80%時，即可準備實施錨索預應力張拉鎖定。根據(jù)錨索張拉施工方案計算預扎拉荷載，預張拉2次，使得鋼絞線保持順直。

錨筋張拉程序：規(guī)范張拉，分兩次完成錨索預應力張拉。第一次張拉分五級進行張拉，張拉力值為設計張拉力值的50%，一級、二級、三級以及四級張拉穩(wěn)定3min，五級張拉穩(wěn)定30min。第一次張拉結束6～10天后進行第二次補償張拉，張拉力值為超張拉力值，即為設計拉力值的1.1～1.2倍，補償因錨索松弛和地層蠕變等情況導致的預應力損失。在補償張拉之后，應根據(jù)施工規(guī)范施加錨索的預應力，依次按照設計荷載的25%、50%、75%、100%、110%進行施加。

六、結語

綜上所述，管廊基坑開挖支護施工是綜合管廊項目的重要組成部分，加強管廊基坑開挖支護技術控制對提升綜合管廊項目施工質量尤為關鍵。為加深對管廊基坑開挖支護施工技術的認識，文章應具體的深基坑施工工程為實例，結合施工條件，系統(tǒng)地總結了掛網(wǎng)噴錨支護、微型鋼管樁及錨桿（索）噴射混凝土防護的技術要點,將工程施工安全落實在實處，并進一步推動我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展。