狹窄復雜環境深基坑綜合管網的原地保護

林 舒

廣州機施建設集團有限公司 廣東 廣州 510725

傳統的管線保護技術一般采用管線異地遷改，但采用異地遷改的施工方法時，由于周邊建筑物綜合管線沒有預留接駁口，所以在舊管線連接新管線的過程中，必須臨時停止所有管線運行，等接駁好所有管線后，方可繼續供水、供冷、供氣。但當周邊建筑為寫字樓時，如臨時對其停水、停冷、停氣，必定會對建筑物的正常運行造成巨大的影響[1-6]。

針對傳統管線保護施工中由于接駁管道需要臨時關閉舊管道的問題，對基坑范圍內存在的供冷、供水、燃氣等綜合管線原地支座置換保護進行了研究，形成了一套狹窄空間周邊地下復雜環境深基坑綜合管網原地保護關鍵技術。通過研究鋼管樁結合貝雷架支撐體系置換綜合管線土體支撐的施工技術，在確保原有建筑物周邊綜合管線能正常運行的同時，將原有支撐管線的土方支座，置換成由鋼管立柱、貝雷架以及一系列鋼結構體系組成的管線保護結構，以期為類似工程的施工提供借鑒。

1 工程背景

廣州市珠江新城核心區市政交通項目8區地下停車庫，位于廣州市新城市中心核心區珠江新城黃埔大道以南、金穗路以北，地處CBD核心區域，四周建筑林立，建筑用地較為狹窄，建成后為3層地下停車場。本工程基坑范圍內存在較多建成并投入使用的建筑物所配套的室外綜合管線，包括供水管道、供冷管道、燃氣管道等。

該工程所處位置環境復雜，場地狹小，難以滿足施工范圍內綜合管線遷移的施工要求，且由于周邊建筑物綜合管線沒有預留接駁口，若采用管線遷移的施工方案，則必須臨時停止所有管線運行，等所有管線接駁好后，方可恢復建筑物內水、冷、氣的供應，從而對周邊建筑物運行產生巨大的影響。

2 新型貝雷架保護綜合管線支撐體系

新型貝雷架保護綜合管線支撐體系（圖1），由鋼管樁、型鋼、貝雷架、懸索等組合而成，對供水管、供冷管、燃氣管等綜合管線進行保護。由于管線的敷設存在走向、位置、標高等各種差異，而承擔管線荷載傳遞的貝雷架，受其結構的限制，必須直線安裝，無法折線安裝。因此造成管線走向與貝雷架走向不平行的情況，需要對管線穿越的貝雷架的安裝進行特別設計。

圖1 新型貝雷架保護綜合管線支撐體系構造示意

2.1 貝雷架整跨斷開

當管線的走向與貝雷架的安裝方向平行時，貝雷架安裝的流向按順序進行，但當管線需要穿越貝雷架時，由于管線與貝雷架在水平位置上存在沖突，因此與管線走向相交的這段貝雷架需要在相鄰兩側鋼管立柱間整跨斷開，如圖2所示。讓管線穿越后，繼續按照順序安裝其余跨段的貝雷架。

圖2 管線與基坑邊線重疊示意

2.2 斷開處的貝雷架支座設計及施工

斷開位置的貝雷架需要等管線穿越和其他跨段的貝雷架安裝完成后，方可進行安裝。安裝前需要在斷開處的工字鋼支座上設計一個新的支座，新支座采用25a#槽鋼滿焊連接而成，如圖3所示。

圖3 斷開的貝雷架支座示意

支座安裝完成后，需要設置一段新的支撐架用以支撐重新架空安裝的貝雷架，支撐采用25a#槽鋼焊接而成，槽鋼間隔與貝雷架原槽鋼龍骨間隔一致，如圖4所示，貝雷架的槽鋼支座與貝雷架之間采用焊接連接。

圖4 斷開段的貝雷架支撐示意

3 鋼管樁施工要點

3.1 鋼管立柱定位及防水

支撐立柱的施工首先要從原地面開挖支撐立柱樁孔位至地下室底板以下5 m，然后吊裝鋼管立柱至樁孔內并澆筑樁底混凝土。鋼管立柱定位時需考慮鋼管立柱預埋口對地下結構安全的影響以及降低日后修復的施工難度，并避免將鋼管立柱設置在梁、柱的位置上。鋼管樁的立面及防水節點如圖5、圖6所示。

圖5 鋼管樁立面

圖6 鋼管樁防水節點

3.2 樁芯混凝土澆筑措施

鋼管立柱安裝到位后，需要進行樁芯混凝土澆筑，由于鋼管立柱需要固定在樁孔內，樁孔剩余空間狹小，難以進行樁芯混凝土的振搗以及混凝土導管的安裝及拆除，因此采取如下措施：

1）采用高拋免振自密實混凝土進行樁芯混凝土的澆筑。

2）在鋼管立柱的底端按照梅花狀進行開孔，使自密實混凝土可以通過鋼管立柱底部的梅花孔流入鋼管立柱內，最終填充滿整個樁孔底部。

4 綜合管線支座置換

周邊建筑物敷設的綜合管線，由于其敷設位置處于工程基坑支護土方開挖的范圍內，因此在開挖管線下層土方前，必須獨立設計一套管線的支撐體系，將綜合管線的荷載，由直接通過原地面支撐傳遞至基底巖層，置換成通過槽鋼、貝雷架、鋼管立柱傳遞至基底巖層。

為了在不中斷使用的情況下，將運行中的綜合管線，從原地面支撐的狀態置換至鋼結構管線保護體系支撐的狀態，綜合管線支座置換時必須保證管線整體的沉降以及位移量在允許范圍之內。

4.1 地面管線保護施工

為了保證地面管線的整體穩定性以及減少管線的沉降，在貝雷架位置土方開挖和貝雷架安裝時，應適當保留管線以下的土方，并在貝雷架下弦桿與管線底部預留安裝槽鋼的空間，以待貝雷架安裝完成后進行龍骨槽鋼穿插安裝。槽鋼安裝時必須嚴格控制坑槽開挖寬度，以免對管線造成傷害。若安裝槽鋼后槽鋼面與管線底部存在空隙，則應采用鋼板對空隙進行填充，保證管線荷載能從鋼板處傳遞至槽鋼上，如圖7所示。

圖7 槽鋼與貝雷架間處理示意

4.2 埋地管線支座置換

由于綜合管線的敷設分為地面敷設與埋地敷設2種，在完成了地面管線的支座置換后，利用支撐地面管線的槽鋼作為懸吊預埋管線的支座，用螺桿以及扁鐵焊接成吊環將埋地管線懸吊起來，避免因螺桿與管線的接觸面過少，導致損壞管線。

埋地管線的開挖采用分段開挖以及邊開挖邊用方木臨時支撐的施工工藝，再利用焊接吊環對管線進行懸吊保護（圖8），避免正在運行的管道因失去下方土體的支撐后產生斷裂等情況。

圖8 支座置換示意

懸吊完成后，拆除臨時方木支撐，并檢查地面、埋地管線的支撐情況和整體完整性，確保在其完好無損的情況下，進行下部土方的大面積開挖。

4.3 綜合管線保護體系拆除

地下室結構施工完成后，需在地下室頂板處設置受保護管線的永久支座，然后進行鋼結構管線保護體系的拆除，并修復地下室結構預留孔，進行地下室頂板的土方回填。

5 結語

1）通過運用鋼管樁結合貝雷架支撐體系置換綜合管線土體支撐的施工技術，可有效地解決深基坑施工前的周邊建筑配套管線的處理問題，調和了深基坑施工的進度與安全質量之間的矛盾，創造了良好的社會效益和經濟效益。

2）基坑側壁及頂板處土方已回填至原地面標高，整個過程中基坑范圍內的綜合管線均處于正常運行狀態，得到了較好的保護，可為今后基坑內綜合管線的保護施工提供借鑒。