城市綜合管網施工保護措施研究

張新，李軍愛，張成凱

（中交二公局上海遠通路橋工程有限公司，上海201315）

1 引言

在城市綜合管網建設范圍不斷擴大進程中， 施工保護備受關注，不僅可以確保既有管線與建筑安全穩定，而且可以為綜合管網順暢通行提供保障。 某城市綜合管網施工場地設計標高為173.085～167.233 m（高程系統采用國家85 高程系統），其地理位置優越，毗鄰既有建筑及國道，紅線范圍內電纜管道密布，對施工保護提出了較大的挑戰。 因此，如何順利開展綜合管網施工，確保城市綜合管網施工安全，采取科學的施工保護措施具有非常突出的現實意義。

2 城市綜合管網施工保護的重要性

城市綜合管網施工是市政設施建設的重要內容， 涉及內容廣，施工情況復雜，極易破壞既有地下管線、建筑物，引發斷水、斷電、斷氣、斷網等問題。 采取適宜的城市綜合管網施工保護措施，可以規避綜合管網施工過程中破壞地下管線主體、接頭松動、接頭脫節、錯位等問題，確保既有地下管網正常運行，保障周邊居民的正常生活[1]。 同時，科學制定并實施城市綜合管網施工保護措施， 可以確保綜合管網施工期間周邊建筑穩固性，降低管網施工負面影響，為管網施工效益提升提供依據。

3 城市綜合管網施工保護施工中的不足

3.1 前期勘查不到位

城市綜合管網施工場地交通便利， 紅線范圍內臨近既有建筑，密集分布電纜管道。 但是，原有施工保護前期勘查不到位，未考慮既有地上建筑與地下管線，導致綜合管網施工極易受既有電纜管道的不利影響。

3.2 保護策略單一

城市綜合管網施工保護策略較為單一， 多為配合管線改移，或協同管線改移方實施型鋼加固方案，無法與綜合管網疏解方案相互輔助、承接。 加之改移與疏解存在干擾，施工保護效果無法達到預期[2]。

3.3 既有建筑保護難度大

綜合管網施工是一項非常重大且難度較高的工作， 施工場地周邊既有建筑數量多。 綜合管網基坑開挖面大、深，與既有建筑距離較近， 在施工中極易對既有建筑地下基礎土體產生擠壓力或振動干擾。 特別是在深層大型機械操作時，極易破壞既有建筑地下基礎完整性，影響既有建筑穩固性。

4 城市綜合管網施工保護問題的防護措施

4.1 注重開工前勘查

開工前勘查對于城市綜合管網施工保護具有重要意義。只有明晰施工范圍內現狀地上建筑、地下障礙物以及自來水、電纜、燃氣線路位置，才可以制定合理的管網施工防護措施[3]。在進入現場后，施工技術人員可以依據CJJ 56—2012《市政工程勘察規范》的相關要求，依據三～二級市政工程等級，利用XY-1 型液壓鉆機，沿著擬建綜合管網角點、邊線進行勘探孔點布置并編號， 包括控制性鉆孔、 鑒別性鉆孔， 鉆孔深度為5～15 m，鉆孔間距為30～50 m，鉆探總進尺370 m/ 孔。 鉆探取樣后，常規土工試驗，檢測淺層地表土樣腐蝕性，并進行圓錐重型動力觸探試驗1.3 m/ 孔、標準貫入試驗29 次，確定工程地表水體、地下水體對項目建設無不利影響，且擬建管網勘探范圍內無揭露有墓穴、舊基礎、古河道、溝浜、孤石、防空洞等對管網不利的地下埋藏物。 同時，工程場地無全新活動斷層，不存在滑坡、危巖石、崩塌與巖溶地層、泥石流調節，也沒有礦產分布、采空區與地裂縫、開采地下水情況。 但是，場地存在特殊性巖土如①-2 層淤泥及花崗巖殘積土、②層砂質黏性土。①-2 層淤泥及花崗巖殘積土分布坑塘，為流塑-軟塑狀，層厚0.60～3.40 m，具備高度壓縮性，為雨水沖刷周邊土層淤積于坑塘底部， 需要在施工前清除； ②層砂質黏性土遇水易崩解軟化，施工期間應注重降排水并保持基礎底部干燥。

在土工勘測的基礎上，由技術人員與管理部門協同商討，摸排地下管線情況并標注管線位置， 必要時挖掘檢驗管線準確位置，為改移、防護措施的制定提供依據。 在管線露出后，配合有關方進行管線的完整遷移與安全防護， 為綜合管網施工提供依據。 根據既有管線布置凌亂、類型多樣、埋設方式不一、深度不一的特點，技術人員可以利用牽引器代替溝探方法。 即在開挖前，估測管線類型、孔徑、材質、長度，連接儀器，借助2根拖線經拉扣連接慣性定位儀前端、后端[4]。 進而在牽引器的幫助下，經鋼絲繩牽引慣性定位儀在管道內來回拖拽，根據慣性導航技術、多信息融合技術，獲得管道坐標信息。 在這個基礎上，將數據上傳到電腦，根據慣性定位儀運動軌跡計算管道起點地理坐標、終點地理坐標，在地理坐標系內獲得管道三維地理信息，為管道保護提供依據。

4.2 優化保護策略

4.2.1 調整基礎埋深

場地地表水、 地下水與場地土對鋼筋混凝土結構中鋼筋具有輕微腐蝕性， 排污管道應以②層砂質黏性土為基礎持力層，基礎埋深為1.0～2.0 m，溢流溝渠也以②層砂質黏性土為基礎持力層，基礎埋深為1.0 m。

4.2.2 支吊保護

在管線功能作用明晰的基礎上， 根據管線功能作用進行管線質量、本身防護措施的研定。 一般對于自來水、燃氣管線橫向過溝槽的情況，借助木樁上部吊起配合鋼絲繩固定方法。在管線毗鄰道路邊緣式，借助鋼絲鎖牢固套護，并預先布置地下錨索加固與保溫，規避綜合管網施工期間管道滾動情況。 根據支吊保護管線差異，進行聯系卡片的設置，向對應管線管理方咨詢支吊保護技術要點。 特別是對于發生破壞風險較大的管線，根據現場情況制定應急處理措施，并建立指示標識，確保綜合管網施工期間各類管線閘閥無滲水、 漏水等異常工作問題。

4.2.3 砌石塊基加固

對于混凝土排水管道，借助下部砌石塊基方法，進行管道加固，全程嚴密監測，規避碰撞、滾翻、凍裂、擠壓等問題。 在下部砌石塊基前，技術人員應對基礎平面位置、現有地面標高進行測量，清除基礎位置雜物與表層松軟土體。 進而根據測量標高，利用機械開挖與人工配合清理方法，促使基坑周邊每側寬度較基底寬10 cm 左右。 開挖到基底標高后，根據地基承載力要求，進行C15 混凝土澆筑。 整個過程中，基礎均保持良好排水， 基底暴露時間小于12 h， 確保地基承載力與設計要求相符。 進而沿著兩面立桿掛線放樣，確保外面線順直，逐層收坡，為砌筑作業開展提供依據。 砌筑用片石厚度超過150 mm，飽和抗壓強度超過30 MPa， 從下層到上層逐層錯縫坐漿砌筑，每一個石片均被砂漿包裹， 上層砌筑時確保下層振動效應最小，避免在已砌筑層進行翻轉、敲擊、拋擲操作。 砌筑期間進行線桿的定期校正，確保砌體尺寸與施工防護要求相符[5]。同時，進行找平操作，利用整齊的大尺寸石塊作為角隅石，外露面利用配合比為1∶5.17 的M7.5 砂漿勾縫， 隨砌隨刮平隱蔽面砌縫，并灑水養護。 養護后清理現場，為混凝土排水管道提供安全的環境。

4.2.4 型鋼支撐

對于電纜管線，人工挖深溝并立牌標注，警示施工人員規避，從源頭解決機械擠壓電纜管線或碰撞電纜管線問題。 進而利用懸挑工字鋼支撐方法進行施工保護。同時，對于電纜桿，先借助型鋼支撐，再將斜撐增設在高風險方向，確保電纜桿穩固。

懸挑工字鋼支撐是綜合管網施工中電纜管線防護的主要用技術[6]。在技術應用前，技術人員應人工破除既有電纜保護混凝土，借助草繩、麻袋綁扎管網。 在綜合管網下層開挖高度達到一定標準后， 將包扎完畢的電纜管線懸空吊在懸挑工字鋼的適當位置。 同時， 選擇距離綜合管網基坑開挖邊坡3.5 m±0.5 m 外的位置，進行1 道2 m×1.5 m 混凝土地梁設置，將I32工字鋼埋設在混凝土地梁上，相鄰工字鋼之間距離為2.5 m，每一根I32 工字鋼下設置一個混凝土支撐墩， 混凝土支撐墩距離綜合管網開挖邊坡0.5 m 及以上，長為1 m，寬為1 m，高為1 m。 在綜合管網開挖至既有電纜管線完全暴露后，根據實際情況，再次利用麻袋牢固包裹管線，確保既有管線穩固安全。

4.3 完善既有建筑保護方案

4.3.1 加強監測

對于綜合管網施工現場毗鄰的既有建筑，建立監測體系，全面監測周邊建筑物沉降、變形。 根據監測資料，分析綜合管網施工期間周邊建筑物沉降、變形的根源，預先獲知綜合管網施工周邊既有建筑物變化。 進而制訂針對性解決方案，如加強支撐、調整開挖部位、停止降水等，確保綜合管網施工作業安全開展。 比如，對于位移、沉降較大極易危害既有建筑安全的情況，第一時間組織人員開展專項會議，對既有建筑安全穩定性進行鑒定，及時采取加固措施，遏制建筑物結構變形趨勢與沉降幅度。

4.3.2 調整施工順序

為降低綜合管網施工對場地既有建筑的不利影響， 可以采用分段開挖分段施工的方式，促使管線每次暴露局部長度，在一個模塊施工后進行另一模塊施工。 對于擾動較大的施工作業，技術人員應進行作業次序調整，先打臨近建筑位置，再沿著后退方向操作，避免對既有建筑基礎造成擠壓。 同時，調整操作速率，在周邊設置排水沙井，減少孔隙水壓力導致的擠土效應。 或者采用縮短一次操作距離的方式， 并分層回填夯實，避免操作距離過長造成過大切削力，進而導致地面沉降，對周邊既有建筑穩定性造成影響。 除此之外，在綜合管網施工毗鄰建筑物位置，應盡可能減少裝載機、挖掘機等起重設備作業，并在管網與既有建筑平行時，卸除管線周邊、上部荷載，減弱周圍土體上部荷載變形效應， 避免破壞建筑基礎土體后造成重大事故。

4.3.3 截隔水

采用截水與隔水綜合措施，周邊建筑物、圍護結構之間設置隔水墻， 避免因降水而出現地表沉降、 周邊建筑物失穩問題。 隔水墻主要是經過樹根樁（或鋼板樁、深層攪拌樁）形成的隔離體，對地下管線周邊土體位移與水體擠壓、振動均具有限制作用，適用于管線埋深大、臨近既有建筑的情況；而對于管線埋深小、臨近既有建筑的情況，可以在綜合管網施工部位、既有建筑之間，或者毗鄰既有建筑部位開挖隔離槽，隔離槽深度達到管線底部及以下， 隔斷綜合管網施工期間出現的振動力、擠壓力，有效保護既有建筑。

5 結語

綜上所述，城市綜合管網建設類型多樣，埋設方式、埋設深度各不相同， 位置判斷難度較大， 在綜合管網開挖施工期間，極易破壞既有管線，甚至導致既有建筑物失穩。 因此，技術人員應加強前期勘查， 根據勘查結果制訂既有管線與建筑物防護方案。 同時，根據既有電纜管線、自來水管、污水排水管、燃氣管線的布置情況，進行施工防護策略的優化完善。 利用多樣化策略， 降低綜合管網施工過程對既有管線與建筑的不利影響，為綜合管網施工作業的安全快速開展提供保障。