現(xiàn)代城市地下綜合管廊基坑開挖與防滲技術(shù)分析

摘要：地下綜合管廊是重要的市政設(shè)施，使用價值、建設(shè)要求均較高，要求做好施工技術(shù)管控。通過對現(xiàn)代城市地下綜合管廊基坑開挖技術(shù)、防滲技術(shù)進行分析，結(jié)合技術(shù)特點，分別就基坑開挖準(zhǔn)備工作、支護、現(xiàn)場施工以及管廊防滲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)施設(shè)備等內(nèi)容進行分析，并結(jié)合實例對現(xiàn)代城市地下綜合管廊基坑開挖與防滲技術(shù)應(yīng)用情況進行說明，服務(wù)后續(xù)有關(guān)工作。

關(guān)鍵詞：市政工程地下綜合管廊基坑開挖防滲技術(shù)

AnalysisofExcavationandAnti-SeepageTechnologyforModernUrbanUndergroundComprehensivePipeGalleryFoundationPits

CAOYongqiang1SHANGGuoyong2ZHAOTing2ZHANGFei2DINGWeina2ZHANGZuotang2

1.XinjiangRailwayVocationalandTechnicalCollege，Hami，XinjiangUygurAutonomousRegion，839000China;2.HamiConstruction（Group）Co.，Ltd.，Hami，XinjiangUygurAutonomousRegion，839000China

Abstract：Undergroundcomprehensivepipegalleryisanimportantmunicipalfacilitywithhighusagevalueandconstructionrequirements，whichrequiresgoodconstructiontechnologycontrol.Basedontheanalysisofexcavationtechnologyandanti-seepagetechnologyofmodernurbanundergroundcomprehensivepipegalleryfoundationpit，combinedwiththetechnicalcharacteristics，thispaperanalyzesthepreparationworkforexcavation，support，on-siteconstruction，aswellastheanti-seepagetechnologystandards，facilitiesandequipmentofpipegalleries.Withexamples，itexplainstheapplicationofexcavationandanti-seepagetechnologyinmodernurbanundergroundcomprehensivepipegallery，servingsubsequentrelatedwork.

KeyWords：Municipalengineering;Undergroundcomprehensivepipegallery;Excavationoffoundationpits;Anti-seepagetechnology

地下綜合管廊（Utilitytunnel）是指設(shè)置于城市地面以下，用于容納兩類及以上公共設(shè)施管線或?qū)I(yè)管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。該類管廊的特點在于能夠減少土地使用量，也能降低管廊內(nèi)設(shè)施維護的難度、成本，控制線路反復(fù)埋設(shè)的問題，減少侵蝕破壞，延長其使用壽命，在現(xiàn)代城市中得到普遍關(guān)注，這也要求重視地下綜合管廊的建設(shè)控制，包括基坑開挖與防滲等。地下管廊所處環(huán)境各有不同，部分地區(qū)還需要考慮鹽漬土腐蝕破壞[1]。在此背景下，分析現(xiàn)代城市地下綜合管廊基坑開挖技術(shù)、防滲技術(shù)等內(nèi)容，有一定必要。

1現(xiàn)代城市地下綜合管廊基坑開挖技術(shù)

1.1準(zhǔn)備工作

地下綜合管廊基坑開挖技術(shù)帶有一定復(fù)合性，需要在組織開挖前根據(jù)工程特點做好準(zhǔn)備工作，主要包括現(xiàn)場土壤、水文等基礎(chǔ)信息采集，現(xiàn)場清理，施工人員和設(shè)備準(zhǔn)備、方案設(shè)計和技術(shù)交底4個方面[2]。

土壤信息、水文信息包括土壤強度、地下水水位、自然降水量以及排水能力等，這些信息主要影響基坑開挖全周期內(nèi)的施工進度、質(zhì)量，也可能影響施工安全，原則上需要在施工前借助現(xiàn)場采樣、大數(shù)據(jù)分析的方式加以確定。例如：土壤強度一般需要采集多份樣本逐一測定[3]。完成信息采集后，需要根據(jù)施工需要進行現(xiàn)場清理，包括雜物處理、位置標(biāo)注、防塵防噪設(shè)施建設(shè)等。施工人員和設(shè)備選擇應(yīng)以專業(yè)性、適用性為要求，以保證施工質(zhì)量和效益。基坑有關(guān)施工方案、施工組織設(shè)計等應(yīng)在此期間一體完成，結(jié)合施工計劃組織技術(shù)交底，形成完善的工作體系[4]。

1.2基坑開挖

地下綜合管廊基坑開挖工藝流程相對固定，施工開始階段，需要組織測量放樣，以水準(zhǔn)儀等進行位置校準(zhǔn)，確保施工位置與設(shè)計方案相符。放樣完成后對關(guān)鍵位置、距離等進行標(biāo)準(zhǔn)，戶外一般使用石灰粉等具有顯眼性的物質(zhì)進行標(biāo)示，并使用警示牌避免位置信息標(biāo)識物被破壞。明挖法模式下，完成標(biāo)示后要求設(shè)備、人員進場，設(shè)備質(zhì)量無異常、其他準(zhǔn)備工作完成后，可組織放坡開挖[5]。該技術(shù)符合地下綜合管廊施工的一般要求，作業(yè)面較大，施工比較便捷。通常以大中型設(shè)備提供支持，預(yù)先確定開挖深度，為避免出現(xiàn)超挖問題，需要預(yù)留20～30cm空間由人工方式完成開挖。基坑開挖過程中隨時跟蹤邊坡穩(wěn)定性，對水文信息進行分析，如果存在地下水、地表水流入的問題，需要集中進行，以集水井將其排出[6]。

1.3基坑支護

基坑開挖完成后，為保證施工安全需要加強支護，一般可選支護方式包括鋼板支護、混凝土支護、灌注樁支護、木結(jié)構(gòu)支護等，其主要作用除維持基坑穩(wěn)定外，還包括擋水防滲、控制土體移位等。

以鋼板支護為例。如果基坑周邊土體強度不高、存在邊坡不穩(wěn)的情況，需要在基坑開挖的過程中同步應(yīng)用鋼板建設(shè)圍擋結(jié)構(gòu)，如果基坑的穩(wěn)定性較高，可以在大體完成開挖工程后再建設(shè)支護結(jié)構(gòu)，以降低施工復(fù)雜性和難度。同步施工方面，要求在開挖前將鋼板運輸至施工區(qū)域，完成一面邊坡開挖后，以起重設(shè)施進行鋼板起吊，鋼板處于待支護區(qū)域上方時，緩緩將其放置在預(yù)定位置，由人工進行現(xiàn)場校對，原則上允許出現(xiàn)3～5mm的誤差，應(yīng)用機械設(shè)備和鋼板自重，使其穩(wěn)定置入土壤內(nèi)，一般應(yīng)保證鋼板地下部分超過40cm，如果基坑范圍較大、屬于深基坑，還應(yīng)進一步增加鋼板地下部分長度，達到50～60cm左右[7]。完成一塊鋼板施工后，再以相同方式置入第二塊鋼板，兩塊鋼板之間的縫隙應(yīng)小于2mm，以拼接方式使兩塊鋼板連接為一個穩(wěn)定整體，直到支護結(jié)構(gòu)施工全部完成。

由于基坑邊坡可能受到一些動態(tài)因素影響出現(xiàn)穩(wěn)定性方面的波動，還應(yīng)在支護完成后加強跟蹤，觀察鋼板等支護結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)移位情況，如果基坑出現(xiàn)垮塌問題或隱患，也應(yīng)及時組織修補。

2現(xiàn)代城市地下綜合管廊防滲技術(shù)

2.1確定防滲要求

防滲是地下綜合管廊施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也影響其建成后使用，實際工作中主要強調(diào)首先根據(jù)地下綜合管廊的使用需要，確定防滲要求，再根據(jù)防滲要求確定施工方案、防滲系統(tǒng)，指導(dǎo)施工作業(yè)。

原則上地下綜合管廊防滲的關(guān)鍵在于以防為主，綜合引入排水、截水機制，控制水蝕破壞，如果施工區(qū)域存在鹽漬土，也可以通過上述手段控制鹽漬土中鈉離子、氯離子等對混凝土或管廊其他結(jié)構(gòu)的腐蝕[8]。目前，大部分地區(qū)地下綜合管廊以混凝土結(jié)構(gòu)為中心進行防滲，以防水混凝土、合理的混凝土級配、優(yōu)質(zhì)的外加劑保證防滲能力，按照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108—2008），各地下綜合管廊防水等級標(biāo)準(zhǔn)為二級，按此標(biāo)準(zhǔn)，管廊各區(qū)域總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的1/1000，任意100㎡防水面積上的濕漬不超過1處，單個濕漬的最大面積不大于0.1㎡。

2.2實驗與模擬分析

現(xiàn)代城市地下綜合管廊防滲技術(shù)比較成熟，但由于不同地區(qū)的條件各有差別，在組織技術(shù)應(yīng)用前，一般需要結(jié)合區(qū)域特點進行數(shù)據(jù)采集、搭建分析模型組織模擬實驗，根據(jù)模擬實驗確定防滲施工的具體方式、標(biāo)準(zhǔn)。模擬分析包括兩種方式：一是線下現(xiàn)場模擬，以不同參數(shù)和養(yǎng)護方式制備若干混凝土試件，測定其抗?jié)B能力，選取符合要求的試塊作為基準(zhǔn)，進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工；二是計算機模擬，以BIM技術(shù)為代表，根據(jù)原始數(shù)據(jù)形成分析模型，測試模型應(yīng)對水蝕、鹽漬化土壤影響破壞的能力，作為混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計參考。

線下現(xiàn)場模擬是當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)參數(shù)分析的核心方法，通常可調(diào)參數(shù)包括水灰比、摻和劑用量、水泥標(biāo)號、養(yǎng)護時間等。如果施工前已經(jīng)可以確定部分參數(shù)（如固定的水灰比和水泥標(biāo)號），可在組織實驗時針對其他參數(shù)進行設(shè)計、調(diào)整，能夠簡化實驗過程，提升效率。BIM模擬的關(guān)鍵在于收集豐富、詳細的原始資料，以建設(shè)完善的分析模型，但BIM模型生成后是可以反復(fù)使用的，便于通過靜態(tài)、動態(tài)模擬的方式了解地下綜合管廊防滲能力變化，以進一步優(yōu)化混凝土防滲結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3案例分析

3.1案例概況

新疆某地組織地下綜合管廊基坑開挖與防滲施工，施工前組織現(xiàn)場信息采集和分析，確定土壤存在弱腐蝕問題，屬于鹽漬土，當(dāng)?shù)貧夂虮容^干旱、少雨，這要求在進行工程建設(shè)時重視混凝土質(zhì)量控制，避免其抗?jié)B能力下降的情況，但工程基坑施工難度不大。

3.2模擬環(huán)節(jié)與結(jié)果分析

基坑施工常規(guī)進行，無異常情況發(fā)生。為保證地下綜合管廊防滲能力，技術(shù)人員組織了線下模擬，制備6個試塊（編號1～6），分別組織抗?jié)B和抗腐蝕實驗，結(jié)果如表1所示。

混凝土試塊抗腐蝕實驗包括抗氯離子滲透實驗結(jié)果、電通量實驗，均以平均值表達實驗結(jié)果。具體如表2所示。

在此基礎(chǔ)上結(jié)合混凝土的養(yǎng)護時間差異進行抗?jié)B能力、抗屈服強度分析，結(jié)果如表3、表4所示。

結(jié)合測試結(jié)果，可知1、4、5號試塊滿足地下綜合管廊防滲要求，所有試塊均滿足抗氯離子滲透需要，養(yǎng)護時間達到21d的情況，所有試塊的抗?jié)B能力和抗屈服強度均較好，電通量實驗和彈性模量測試結(jié)果無異常，1號試塊的綜合性能最優(yōu)越，最終決定按照1號試塊基準(zhǔn)進行混凝土結(jié)構(gòu)施工，效果良好。

4結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代城市地下綜合管廊基坑開挖與防滲專業(yè)性要求高，應(yīng)分別針對施工需要提升控制水平。基坑開挖工作應(yīng)以詳細的現(xiàn)場信息采集為基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備工作，開挖過程中要求控制超挖情況，避免損傷地下既有設(shè)施，并在開挖后做好支護，保障施工安全。地下綜合管廊防滲技術(shù)較為復(fù)雜，要求在施工前做好分析、確定防滲要求，在此基礎(chǔ)上結(jié)合實驗、模擬等方式，進行混凝土結(jié)構(gòu)參數(shù)分析、組織制備和應(yīng)用，為城市地下綜合管廊建設(shè)質(zhì)量、效益提供擔(dān)保。

參考文獻

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