董 鋒

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

隨著城市地下空間的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，特別是在中心城區(qū)的地下軌道交通、越江隧道、地下快速道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的基坑工程緊鄰地下管線施工，對(duì)周邊環(huán)境的影響控制要求越來(lái)越高，施工的難度也越來(lái)越大。

在鄰近地下管線的基坑工程施工中，對(duì)于緊鄰排水管道的地下連續(xù)墻圍護(hù)施工，由于安全距離的不足導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)尤為突出，一方面管區(qū)回填材料因多采用中粗砂，成槽施工時(shí)極易發(fā)生流砂坍塌，另一方面由于軟土土層的特性，在成槽施工時(shí)容易發(fā)生槽壁塌方現(xiàn)象，進(jìn)而危及緊鄰地下管線的安全。

特別是在緊鄰抗變形能力較弱的地下管線進(jìn)行地下連續(xù)墻施工時(shí)，由于成槽施工過(guò)近，極易發(fā)生流砂、塌方等，從而造成管道變形、損壞，危及管線和地下連續(xù)墻槽壁的安全。因此，施工前有必要采取預(yù)處理技術(shù)，改善槽壁土層和管線的抗變形能力，以保障施工安全[1-4]。

本文結(jié)合上海周家嘴路越江隧道新建工程的盾構(gòu)工作井基坑圍護(hù)緊鄰地下管線施工的實(shí)例進(jìn)行分析，采取了緊鄰地下管線的地下連續(xù)墻施工預(yù)處理技術(shù)，保障了地下連續(xù)墻圍護(hù)的施工質(zhì)量和地下管線的安全，可為今后類似工程的施工提供借鑒。

1 工程概況

工程全長(zhǎng)4.45 km，其中隧道段長(zhǎng)4.064 km，盾構(gòu)施工隧道段長(zhǎng)2.57 km。過(guò)江段隧道結(jié)構(gòu)為φ14.5 m，單管雙層雙向四車道布置。上層為由東至西方向，下層為由西向東方向。盾構(gòu)段長(zhǎng)約2.57 km；西岸明挖段長(zhǎng)約628.8 m，設(shè)備用房段及工作井段長(zhǎng)約92 m；東岸明挖段長(zhǎng)約640.6 m，盾構(gòu)始發(fā)機(jī)架段及工作井段長(zhǎng)約130 m。

場(chǎng)地內(nèi)分布的土層自上而下可劃分為九大層及若干亞層，其中，①1層為填土、①3層為灰色砂質(zhì)粉土（俗稱“江灘土”）、③層為灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、③T層為灰色砂質(zhì)粉土、④層為灰色淤泥質(zhì)黏土、⑤1層為灰色粉質(zhì)黏土、⑥層為暗綠-草黃色粉質(zhì)黏土、⑦1層為黃-灰色砂質(zhì)粉土、⑦1T層為黃-灰色粉質(zhì)黏土、⑦2層為灰色粉細(xì)砂、⑧1層為灰色黏土。

東岸始發(fā)工作井基坑外包尺寸為25.0 m×23.0 m，圍護(hù)采用厚1.2 m地下連續(xù)墻，墻長(zhǎng)48.6 m，基坑深27.1 m，基坑開(kāi)挖最深處位于第⑥層，圍護(hù)結(jié)構(gòu)最深達(dá)到⑧1層。

鄰近的地下管線有1根φ1 500 mm雨水管道遷改至基坑北側(cè)，由于規(guī)劃管位空間緊張，擬排的φ1 500 mm雨水管中心距離基坑圍護(hù)外邊線僅有1.5 m，凈距不足60 cm（圖1）。

圖1 基坑圍護(hù)與地下管線位置示意

依據(jù)設(shè)計(jì)文件和排水管道通用圖做法，新排φ1 500 mm雨水管設(shè)計(jì)管內(nèi)標(biāo)高約－0.40 m，設(shè)計(jì)地面標(biāo)高＋3.80 m，開(kāi)槽埋管溝槽寬度為3 000 mm，溝槽深度約4.8 m。

管材為企口式鋼筋混凝土管，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C50，每節(jié)管子長(zhǎng)度為2 000 mm，管道接口為企口式接口（承插式），設(shè)“q”形橡膠圈，屬于柔性接口；管道基礎(chǔ)采用礫石砂墊層、C20混凝土和管枕，管道塢幫須用中粗砂塢幫，并回填至管頂以上50 cm處（圖2）。

圖2 管道基座示意

2 工程難點(diǎn)分析

1）地下管線規(guī)劃管位較為緊張，φ1 500 mm雨水管道中心距離基坑圍護(hù)外邊線僅有1.5 m，凈距不足60 cm，地下連續(xù)墻施工過(guò)程中會(huì)揭露管區(qū)回填的中粗砂，施工安全距離不足。

2）根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)區(qū)有①3砂質(zhì)粉土層（俗稱“江灘土”）、③T砂質(zhì)粉土層，在地下連續(xù)墻成槽施工時(shí)易發(fā)生流砂坍塌，進(jìn)而危及緊鄰的φ1 500 mm雨水管道的安全。

3）管區(qū)范圍內(nèi)一般采用中粗砂回填，在地下連續(xù)墻成槽施工時(shí)極易發(fā)生流砂坍塌，進(jìn)而造成φ1 500 mm雨水管道位移甚至破壞。

4）管徑大于DN1 200 mm，一般采用企口式鋼筋混凝土管，鋼筋混凝土管接口及基礎(chǔ)的抗變形能力較弱。

綜上所述，在緊鄰地下管線的地下連續(xù)墻施工前，有必要采取預(yù)處理技術(shù)，以保障地下連續(xù)墻成槽的順利實(shí)施和緊鄰地下管線的安全。

3 施工預(yù)處理技術(shù)

3.1 槽壁預(yù)加固

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件的土層特性，及考慮對(duì)鄰近地下管線、房屋的影響，選擇槽壁預(yù)加固等措施，以防基坑圍護(hù)施工中發(fā)生流砂坍塌險(xiǎn)情，進(jìn)而危及緊鄰地下管線的安全。

本工程實(shí)例中場(chǎng)地淺層①3砂質(zhì)粉土層（俗稱“江灘土”）及③T砂質(zhì)粉土層等滲透性較強(qiáng)，水穩(wěn)定性差，且基坑圍護(hù)距離地下管線較近。在φ1 500 mm雨水管道施工前，先對(duì)地下連續(xù)墻圍護(hù)外側(cè)進(jìn)行預(yù)加固處理。

考慮施工場(chǎng)地等因素的制約，槽壁預(yù)加固采用φ800 mm@600 mm高壓旋噴樁，加固深度為雨水管道底以下8.0 m，即地面以下4.0～12.0 m；旋噴樁加固水泥采用P·O 42.5水泥，水泥摻量不小于20%（圖3）。

圖3 槽壁預(yù)加固示意

同時(shí)為保證地下連續(xù)墻能順利成槽施工，槽壁加固邊線距離地下連續(xù)墻邊線預(yù)留10 cm空隙，即φ800 mm@600 mm高壓旋噴樁中心距離地下連續(xù)墻邊線500 mm（圖4）。

圖4 旋噴樁槽壁預(yù)加固大樣

3.2 加深導(dǎo)墻

依據(jù)管區(qū)范圍內(nèi)回填的中粗砂滲透性較強(qiáng)，水穩(wěn)定性差，在地下連續(xù)墻成槽施工時(shí)極易發(fā)生流砂坍塌。同時(shí)，管道的素混凝土基礎(chǔ)設(shè)計(jì)強(qiáng)度低、抗變形能力弱，管道基礎(chǔ)可優(yōu)化為鋼筋混凝土基礎(chǔ)底板（采用雙層雙向鋼筋網(wǎng)），同時(shí)將導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)加深與管道基礎(chǔ)底板連成整體，增強(qiáng)導(dǎo)墻和管道基礎(chǔ)的整體抗變形能力。

本工程將緊鄰的φ1 500 mm管道C20素混凝土基礎(chǔ)優(yōu)化為C30混凝土底板（φ14 mm@250 mm，雙層雙向鋼筋網(wǎng)），導(dǎo)墻加深與管道基礎(chǔ)底板連接形成一個(gè)高約4.5 m的槽口形導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)（圖5）。

圖5 加深導(dǎo)墻示意

加深導(dǎo)墻應(yīng)與開(kāi)槽埋管同步實(shí)施，具體步驟為：溝槽開(kāi)挖至基底→施工管道基礎(chǔ)底板并預(yù)留導(dǎo)墻鋼筋→管道鋪設(shè)、連接→施工導(dǎo)墻肋板結(jié)構(gòu)至地面以下1.5 m左右→溝槽回填（圖6）。

圖6 開(kāi)槽埋管與導(dǎo)墻示意

最后廢除原排水管道，施工淺部導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)（圖7）。

圖7 淺部導(dǎo)墻示意

3.3 增強(qiáng)管材

考慮承插式、企口式鋼筋混凝土管及其接口的特性，在地下連續(xù)墻成槽以及后續(xù)基坑開(kāi)挖施工時(shí)，一旦發(fā)生較大的不均勻沉降或集中受力，極易發(fā)生管節(jié)錯(cuò)口甚至管節(jié)變形破裂等問(wèn)題，危及管道安全以及基坑自身的安全，可采用鋼管或球墨鑄鐵管作為替換，以提高管道抗變形能力。

考慮雨水管道防腐的需要，本工程將緊鄰基坑的φ1 500 mm雨水管管材優(yōu)化為離心球墨鑄鐵管，采用K9級(jí)，接口為法蘭連接。

通常DN1 400 mm以上的球墨鑄鐵管接口形式為機(jī)械式接口（K型），其承口為固定法蘭，插口為活動(dòng)壓蘭。

為提高球墨鑄鐵管接口處的抗變形能力，委托廠家對(duì)球墨鑄鐵管進(jìn)行定制加工，改為固定的法蘭盤接口，用高強(qiáng)螺栓緊固連接（圖8）。

圖8 球墨鑄鐵管法蘭盤接口施工

4 結(jié)語(yǔ)

1）采取施工預(yù)處理技術(shù)后，鄰近管道的地下連續(xù)墻槽壁未發(fā)現(xiàn)塌方現(xiàn)象，成槽垂直度均小于1/450，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定要求，取得了較好的效果。

2）通過(guò)本工程實(shí)例，采取槽壁預(yù)加固、加深導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)管材等施工預(yù)處理技術(shù)，保障了地下連續(xù)墻圍護(hù)的施工質(zhì)量和地下管線的安全，為今后類似工程的施工提供了借鑒。