管道深基槽施工技術實踐與分析

錢勇生

（安徽水安建設集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 工程概況

巢湖市長江供水工程為從長江干流取水，通過管道、加壓泵站引水至含山縣、巢湖市。項目全長77.865km，其中三標段埋設的PCCPDE 管徑分別為DN2000、DN1800，埋設長18.06km，頂管長3300m，供水管設計埋深4.0～6.8m。深度達7m 基槽以放坡開挖為主，但7.162km 開挖管線為人工填土和淤泥，靠近公路、供水及燃氣管線、電力桿（塔）及通信光纜等受限制部位，為保證工程質量安全、進度和經濟效益，深基槽施工采用鋼板樁支護。

2 鋼板樁施工方案分析

2.1 鋼板樁型號

基槽開挖深度達7m，鋼板樁入地深度不少于挖土深度的1/3，基槽圍護結構的鋼板樁采用德國拉森Ⅲ型板樁，長12m。

2.2 支護形式

距離管道中心線兩側2.3m 處拉槽平整開挖，放入樣架后施打鋼板樁作為基槽兩邊的圍護結構，在距樁頂1～2m 處設置縱向圍檁，并加設一道間距3m材料為d237×12 的鋼管橫向支撐，鋼板樁、圍檁、橫撐之間電焊固定。

2.3 施工工藝流程

拉森鋼板樁施工工藝流程：定位放線→拉槽→安裝導向定位托架→施打板樁→挖土→圍檁及鋼支撐安裝→挖土→墊層施工→管道安裝→土方分層回填→拆除支撐及圍檁→土方分層回填→拔除板樁。

2.3.1 施工準備工作

拉森鋼板樁為線性施工，采用長臂挖機開挖，直接裝車經施工便道棄土外運。根據現場情況布置材料堆場、用電、排水及臨時堆土區等，避免施工相互干擾影響工期。

2.3.2 拉槽及樣架安裝

挖掘機、推土機及自卸汽車完成溝槽的拉槽開挖整平，溝槽底部平整，寬度能夠放入樣架，保留足夠作業空間，深度盡量以少外運土方，符合振動錘碰不到樣架且比樁頂設計低一定高程。

導向和定位的樣架采用2 根350mmH 型鋼，制作樣架的2 根H 型鋼間距比鋼板樁多2～5cm 的間隙。2 根平行的導樁在樣架兩端打入，并將樣架吊裝用鏈鉗固定在導樁上。樣架的安裝位置以保證鋼板樁沉到設計標高振動錘碰不到為準，通常比鋼板樁頂低30～50cm。第一次安裝樣架需打入2 根導樁，移動樣架時樣架的一端可放置于鋼板樁上，另一端只需打入一根導樁。

2.3.3 施打鋼板樁

吊車的主卷揚吊住振動器，纜繩捆綁的鋼板樁采用吊車的副卷揚吊起至布置線上，利用振動器夾住鋼板吊入導直。吊裝作業的鋼板樁易扭曲，注意插口處（鎖口）以防損壞。為減少合攏數，鋼板樁的施打位置從軸線的中間向兩邊擴展。第一根鋼板樁是后續鋼板樁施打的基準，其位置和傾斜度采用經緯儀觀測。第一根鋼板呈自由無法直立狀態，移到樣架內需要輔以人工扶正，后面鋼板的連接與導向靠鎖口完成。

施打鋼板樁隨時調整垂直度，用吊錘觀測鋼板的軸向及法向，電流表的變化反應振動速度，電流在220～280A 適合砂性土施工，電流在250～400A 適合粘性地質施工，觀察鎖口處連接四周的間隙情況，及時調整減小振動阻力，為防止鎖口處溫度增高，要經常上下活動鋼板，避免其在某一位置振動時間過長。施打過程鋼板樁易傾斜，除一般調整外還需備用特制異型鋼板樁隨時糾偏。

2.3.4 圍檁、橫撐安裝

完成一定施工區段后的鋼板樁安裝圍檁、橫撐，先開挖基槽至圍檁、橫撐的安全高程，吊運就位的圍檁與鋼板樁焊接在一起，當一定施工區段的兩側鋼板樁縱向圍檁全部安裝完畢后，再將橫撐兩端與鋼板樁上的縱向圍檁焊接，形成穩定的支撐體系。

2.3.5 基槽開挖

基槽開挖過程中運輸汽車與基槽保證一定的安全距離，每個工作面使用2 臺挖掘機開挖，一臺挖掘機開挖基槽，開挖的土方卸至周邊平臺，另一臺挖掘機配合挖土裝車運至附近堆場，便于基槽土方回填利用，開挖時基槽監測同步進行。

3 實施控制要點及監測

3.1 實施控制要點

3.1.1 試樁

沉樁施工前先試樁，試樁位置選擇在離施工現場不遠處，與現場地質條件相似位置或鋼板樁施工代表性區域，試樁數量不小于10 根。試樁數據分析后確定施工鋼板樁類型及施打機械型號。

3.1.2 機械設備選擇

鋼板樁施工原理為振動錘與鋼板樁剛性連接，沉樁土體阻力在鋼板樁與接觸土體強迫振動時降低，使鋼板樁在自重及振動錘的壓重作用下沉入土體，主要機械為振動錘及起吊設備。

3.1.3 質量控制要點

（1）鋼板樁的檢驗

鋼板樁檢驗分材質檢驗和外觀檢驗，材質檢驗母材的化學成分及機械性能，外觀檢驗其表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和鎖口形狀等。

（2）傾斜度及合攏控制

單根插打鋼板樁的受力狀態不同，上部自由，下端鎖口連接助力大于上部，使上部有向前進方向傾斜趨勢，需要采取必要方法糾偏確保垂直度。施工中鋼板樁傾斜度控制在1.5%以內，超過1.5%要下入異行鋼板樁及時糾偏，否則難以繼續施工。

合攏口處容易合不了攏，形成滲水區，要嚴格控制合攏口附近l0～20 根鋼板樁的垂直度，準確測量合攏口寬度加工特形鋼板樁，試插符合要求后再焊接合攏特形鋼板樁。

3.2 監測

3.2.1 監測頻率

基槽監測的觀測間隔時間根據施工進程、變化量大小確定，在監測開始前測定初始數據，且不得少于3 次。當鋼板樁拔除并回填至設計標高后，支護監測工作結束，基槽監測頻率見表1。

表1 基槽監測頻率表

3.2.2 報警值

監測項目的變化速率或累計值達到規定值，或變化速率連續3 天超過規定值的70%時報警，應對基槽支護結構和周邊環境中的保護對象采取應急措施，相關報警數值見表2。

表2 報警數值表

4 結語

通過對管道深基槽開挖支護類型比選，確定基槽采用鋼板樁支護，并對其支護形式、工藝流程、實施控制要點及監測等進行了分析。該項目中鋼板樁支護監測穩定，施工速度快，對周邊環境影響小，是一種安全可靠、高效簡便、值得推廣的施工技術■