地下連通道施工區域管線保護施工技術

鄭 杰

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

隨著城市化進程不斷加快，城市交通擁堵問題逐漸突出，大量城市積極發展地下交通。地下通道往往位于或通過現有道路下方，距離地下管線較近，其施工勢必會對周邊既有地下管線安全產生影響。地下通道施工對地下管線的影響主要體現在以下2個方面：一是基坑開挖導致土體沉降，從而地下管線也隨之沉降產生變形，甚至破壞；二是在基坑開挖階段，大型機械設備在施工中極易造成管線的損壞[1]。

為避免地下通道施工對地下既有管線造成影響，現有的解決辦法主要分為2類[2]：一是通過改遷既有管線避開施工區域，這一方法安全、實用，施工區域內的重要管線應盡可能采取遷移措施，然而有時管線遷移需要消耗極高的財力、物力，還可能出現施工單位因某一管線無法改遷或者改遷進度過慢而耽誤工期的情況，因此該方法并不能適用所有情況；二是采取原位保護措施確保基坑開挖過程中的管線安全，常見的原位保護措施有基坑土體加固、管線底部支架保護、管線頂部懸吊保護等。對于遷移代價過高的管線（例如高壓電纜線）宜采取原位保護措施，在確保管線安全的前提下，可以達到降低成本、縮短工期的目的[3]。

1 工程概況

1.1 工程概況

本工程綠地中心·杭州之門（圖1）位于浙江省杭州市蕭山區錢江世紀城，規劃成為集綜合商務辦公樓、五星級酒店及精品商業等功能為一體的綜合大型項目。項目用地面積約77 572 m2，總建筑面積約513 226 m2。塔樓上部結構63層，建筑高度達302.6 m，項目落成后將以流暢的線條、獨特的造型成為杭州地標群中重要的組成部分，成為杭州市天際頂點。

圖1 綠地中心·杭州之門項目效果圖

1.2 地下連通道概況

綠地中心·杭州之門項目共設有3個地下連通道，3個連通道（1#、2#、3#）分別位于主體工程基坑西側、東側、東北側。西側連通道（1#）與在建的杭州奧體中心綜合訓練館相連通，東側連通道（2#）和東北側連通道（3#）與已投入使用的杭州國際博覽中心相連通。

3個地下連通道中，東北側連通道（3#）管線情況最為復雜，因此本文以東北側連通道（3#）基坑開挖工程為依托，闡述其基坑開挖過程中管線的保護措施和關鍵工序。

東北側連通道（3#）位于地下1層，長度162.6 m，寬度9.8 m，開挖深度－7.50～－8.95 m。

2 地下管線情況

根據早期物探成果及杭州國際博覽中心提供的資料，東北側連通道（3#）地下管線眾多，有雨水、污水、強電、弱電等管線。為探明管線、確保管線安全，采用人工開挖方式開挖樣溝，探明管線走向、管線埋深及管線尺寸，管線開挖成果如圖2所示。

圖2 東北側連通道地下管線走向示意

施工區域內的各類管線在一般情況下，應盡可能采取遷移措施，因此本項目雨水管線、污水管線、通信管線均采取管線遷移的方法避開基坑開挖區域。然而電力管線改遷費用高昂且改遷周期長，改遷一次電力管線的費用至少約2 000萬元，施工周期約1 a，基于上述原因，電力管線決定采用原位保護措施。

在圍護樁和工程樁施工之前，現有雨水管線、污水管線、通信管線必須廢除。為了保證項目東側杭州國際博覽中心正常運作，將管線遷改至已施工完成的地下室頂板上，待地下連通道施工完成后，再將管線遷改回原位。

3 強電管線原位保護施工工藝

強電管線為排管外包混凝土結構，排管共12孔，分為上中下3排，每排4根。電纜導管采用外徑185 mm、壁厚4 mm的熱浸塑鋼管，導管外部采用C25混凝土包方保護，混凝土包方的頂部及底部設有鋼筋網，縱筋7φ14 mm，箍筋φ12 mm@150 mm，混凝土包方的截面尺寸為1 070 mmh 840 mm，包方下方為厚100 mm的C15素混凝土墊層。

強電管線斜穿東北側連通道基坑，基坑東側為杭州國際博覽中心，基坑北側為高架橋及七甲河，基坑西側及南側為項目主體結構。根據現場實際勘測，場地標高1.50 m，強電管線頂面標高為－1.49 m，埋深2.99 m，強電管線與東北側連通道位置關系如圖3所示。基坑寬度約11 m，基坑范圍內上部為砂質粉土，土體性質較好；中部為粉質黏土層，土體性質較好；下部為粉質黏土層，土體性質較差。圍護結構均采用鉆孔灌注樁與高壓旋噴樁組合結構，φ900 mm@1 100 mm鉆孔灌注樁、φ800@1 100 mm高壓旋噴樁，鉆孔灌注樁與高壓旋噴樁搭接300 mm，管線兩端圍護結構則采用全方位高壓旋噴注漿MJS施工工法。

圖3 強電管線與東北側連通道位置關系示意

考慮到強電管線和東北側連通道基坑的位置關系，采取以下措施對強電管線進行原位保護：

1）在樁基工程施工前，對管線混凝土周邊地基土體進行加固。

2）樁基工程包括圍護樁及立柱樁，樁基施工完成后，進行壓頂梁施工，壓頂梁遇管線混凝土斷開，改設混凝土擋墻。

3）開槽安裝型鋼托梁，托梁與立柱樁上格構柱連接。

4）基坑開挖至第1道支撐，第1道支撐施工。

5）施工加強立柱。

6）進行第1道支撐以下基坑開挖施工。

3.1 強電管線地基加固工程

樁基施工可能會造成管線地基土體沉降，從而使混凝土包方受彎并產生形變甚至破壞。為確保管線混凝土的安全，在樁基工程施工前，采用新型地基加固技術，即地內壓力可控高壓旋噴技術對管線下方及四周地基土體進行加固。新型高壓旋噴工藝具有可斜打、穩定、噴漿壓力可控的優點，實用有效。

3.2 管線兩端圍護樁施工

為確保管線安全，管線兩端圍護結構采用全方位高壓旋噴注漿MJS施工工法，MJS工法可以水平、傾斜、垂直全方位 進行高壓噴射施工。

3.3 管線兩側立柱樁及型鋼托梁施工

立柱樁分為增打立柱樁和利用主體結構工程樁的立柱樁這2種類型，全部采用鉆孔灌注樁內插角鋼格構柱的形式。

待壓頂梁施工完成，人工開槽施工管線混凝土型鋼托梁，使管線混凝土可以將荷載通過型鋼托梁傳遞給立柱樁，防止基坑開挖后管線混凝土因重力荷載過大而被破壞。型鋼托梁擱置于托座件上，型鋼托梁與托座件采用高強螺栓連接，托座件與格構柱焊接連接（圖4）。

圖4 立柱樁、型鋼托梁節點結構示意

3.4 管線兩端混凝土擋墻施工

當壓頂梁遇管線混凝土時，壓頂梁斷開改設混凝土擋墻[4]（圖5）。

圖5 混凝土擋墻結構示意

3.5 管線混凝土加強立柱施工

第1道支撐施工完成后，在第1道支撐上方增設管線混凝土加強立柱（圖6）。

圖6 加強立柱結構示意

3.6 管線監控監測

對管線混凝土設置各類監測點（表1），在整個基坑開挖過程中實時監測管線是否發生變形，確保管線安全可控[5-7]。

表1 管線混凝土監測項目與監測點布置

4 結語

針對基坑開挖施工區域內既有管線如何保護的問題，本文依托項目實際，在探明管線情況的基礎上，針對不同類型的管線分別采取管線搬遷和原位保護等技術措施。在管線原位保護施工技術中，采用 地內壓力可控高壓旋噴技術 進行管線周圍地基土體加固，在管線附近普通樁基施工工藝無法施工時提出采用MJS工法樁，并詳細介紹了管線原位保護裝置，最終解決了地下連通道施工區域管線保護及遷改的問題，既節省了成本又縮短了施工工期。隨著地下空間的不斷發展，越來越多的工程可能會面臨類似的問題，期望能為類似工程提供借鑒。