管廊工程的基坑支护施工技术研究

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在城市地下工程中，综合管廊是居民获取天然气、水、电等其他能源的重要途径，也是城市各类设施的获取能源的途径。在整个城市正常运行时，综合管廊有着举足轻重的作用。因此，科学合理地设计基坑支护，平稳有序地进行支护施工作业，都可提高综合管廊的稳定性，确保综合管廊安全运行。

一、工程概况

本次地下管廊工程的基坑支护施工作业位于柳州市江湾大道的一段路中，该工程施工起于滨江路终止于北进路。该段路全线长约为7km，综合管廊设置于绿化区域下方。管廊整体可分为两种类型的断面，一种是A型管廊断面，该型断面宽为5.7m，高为3.8m。另一种为B型管廊断面，该型断面宽为6.5m，高为3.8m。综合管廊基坑开挖深度大约在3m至13m之间，通常开挖基坑较深，土质较软，应采取明挖法进行施工作业。

二、基坑支护选型

经过技术人员对施工场地实际勘察后，可发现：该段路中沙塘至沙铺区域已经投入运营，综合管廊设置于绿化区域之下。其路边北侧放坡条件不足，含有大量排水管、排污管、电线缆线等。而东侧基本都是旱地或稻田，可进行放坡作业。本次项目设计支护类型为短期支护，基坑边坡支护使用年限不超过一年，承载力及耐用度有限。因此，不可在基坑上方8m处堆载物品，以防发生塌陷，造成安全事故。此次综合管廊工程基坑较深，所施工路段较长，各个小路段地质地形有所差别。因此，需严格对各段基坑进行勘察后，选择合适的基坑类型。此次管廊工程支护大概可分成三种类型：（1）锚杆（索）喷射混凝土防护，此类型基坑支护在K1＋820～K2＋140、K5＋920～K6＋635段使用。（2）微型桩与锚杆（索）喷射混凝土防护混合型，此类型基坑支护在K4＋640～K4＋840、K5＋840～K5＋920段使用。（3）自然放坡＋挂网喷锚支护，此类型基坑支护在K0＋040～K0＋320、K4＋280～K4＋470段使用。

三、挂网喷锚支护

在进行基坑坡面开挖作业时，应当严格按照预先设计的坡率进行作业。为降低安全事故发生的概率，务必在开挖作业前，清除附着在坡面的松土，并确保施工方向由上至下进行。施工前，需在坡面铺设符合施工标准的钢筋网，以提高施工的稳定性。钢筋网类型为φ8@200mm×200mm，位于坡顶的钢筋网应当向外延伸15cm，同时插入钢钉，确保钢筋网紧贴坡层。钢钉可选择长度为1.5m的土钉，各土钉间距应根据施工现场实际需求设定。对于坡面砼的处理，首先应进行硬化，硬化土层厚度应控制在8cm左右。其次需对钢筋网外伸15cm的土层进行硬化处理。为确保排水、排污功能正常，应当在对喷射混凝土板墙坡面处理时，留出7.5cm安设排水管。喷射砼施工作业步骤如下方图1所示。选择Ф8钢筋，按照200mm×200mm的规格将钢筋绑扎编网，分段编网，搭接长度控制为300mm，结点处先绑扎两道扎丝绑扎，确保不松动，再使用点焊的方式将其焊接牢固。在进行扎钢筋绑扎和焊接时，必须根据相关的行业标准和施工规范进行作业，面板钢筋布置具体情况如图2所示。做好混凝土喷射前的准备工作，检查开挖断面，检查断面坡面的平整度，清理坡面上的杂质，最后湿润坡面。在开挖面上设置检验钢筋条，制备喷射作业需要的C20细石混凝土，并选择砼喷射机进行混凝土喷射作业。严格按照试验室确定混凝土制备方案制备混凝土，规范投入原料，不得增加或减少速凝剂和防水剂的用量。混凝土随用随制，不使用存放过久的水泥，以免影响混凝土的性能。操作手在操作砼喷射机时，要注意控制喷头的风压、角度以及受喷坡面的距离，混凝土喷射作业的风压应保持在0.3～0.5MPa范围内，喷头应与坡面保持0.6～1.2m，但喷射时保持垂直坡面，有钢筋时喷头的角度可以适当放偏。为了保证C20细石混凝土的喷射效果，操作手要遵循“自下而上”的喷射原则，灵活操作喷头，操作喷头在坡面上不间断地做圆周运动，形成“螺旋状”运动。混凝土喷射施工分两次完成，每次混凝土喷射施工前，均应先开启速凝剂阀门，开风送料。首次混凝土喷射至10cm厚度，二次面层混凝土喷射在钢筋网绑、焊工作业完成后进行，喷射至设计厚度。四、微型钢管桩施工微型钢管桩孔径采用150mm，钢管采用φ127*4.5地质钢管，间距控制为1m。

四、微型钢管桩施工

流程为：（1）测量放线：明确施工设计图纸所提供的间距、排距以及标高，完成测量放线工作。（2）孔距定位：按照设计图纸确定钻孔间距，并打入筷子作为孔距定位的标识。（3）微型桩定位：成孔作业采用履带式钻机设备和干成孔工艺，微型桩定位也借助履带式钻机设备。（4）就位钻孔：采用履带式钻机实施钻孔，钻机入场至设计位置，保持平稳，不得出现倾斜情况。钻机就位后，先将钻杆提升至钻机旁，启动钻机，匀速缓慢钻进，每循环进尺深度控制在2m。（5）钻孔：做好钻孔前的准备工作，根据施工图纸垂直接长钢管，搭接位置要用φ12钢筋加焊，焊接工人必须持证上岗作业，焊接前要先进行试焊，焊接后桩尖应达到完全封闭的状态。（6）清孔：为了便于混凝土注浆作业，施工人员要按照规范要求实施清孔，排出桩孔内部的泥浆与杂质，清孔后孔底沉渣厚度不得超过50mm。（7）注浆机安装：注浆机入场，并根据施工图纸确定注浆机的安装位置，安装完毕后再从指定配电箱接入电源，接线线路选择6平方三相五线制电缆，焊接钢板灰槽，灰槽规格为1m×1m×1m，厚度为6mm，将制备好的浆液注入灰槽。（8）安装下放钢管：检查钢管质量，确保钢管无弯曲、无破损，将钢管一端下放安装到已完成清孔的桩孔中，另一端则套接上150mmPVC管，并保持外露地面200mm，满足施工要求。（9）安装注浆管：选择高压橡胶管作为注浆管，并将其安装在PVC管上方，PVC管与注浆管连接处要用材料密封，以免浆液渗漏。（10）拌制M20水泥浆：水泥浆液由拌和站设备统一拌制，混凝土配比由试验室配比试验后确定，水灰比为W：C=1：0.5。（11）注水泥浆：为了便利调整控制注浆压力，注112浆管需要设置压力表，压力保持在1.0MPa为宜。水泥浆通过注浆管进入到钢管内。注浆结束后，应保持插管一段时间，等水泥浆液从钢管外流出，且流出浆液的浓度与注浆灰槽的浓度相同时，方可拔出注浆管道，密封孔口。

五、锚杆（索）喷砼防护

1.锚杆（索）成孔（1）根据施工区域的地质勘探报告确定现场的土层条件，结合施工设计图纸确定钻孔位置，并打入筷子或涂刷红色油漆作醒目标识。（2）平整作业面，确保施工场地平整度和压实度与设计要求相一致。（3）钻机入场就位，检查钻机的平稳度和设备施工参数，确保导杆与钻杆符合施工要求，倾斜角相同，并对应相同轴线。（4）科学选择钻具，应综合考虑施工现场的土层条件及各类钻具的施工特点、优劣来确定钻进用的钻具，常选择专门锚杆钻机或地质钻机。（5）施工现场的土层条件较好，选择岩芯钻入，计算施工量，配备足量的短套管，短套管长度控制在0.5～1.0m范围内。（6）钻进施工时，操作手要保持注意力集中，规范操作，严格按照施工规范和设计要求控制钻具钻进施工参数，保持钻头匀速向前。若在钻进过程中发生孔内事故，操作手应立即暂停钻进作业，并选择合适的器具对事故进行处理。（7）钻孔结束后，应及时清孔，具体可以利用高压风冲洗孔底沉渣。
2.注浆（1）制备注浆材料，根据试验室确定的配比方案加入材料，水灰比为W：C=0.5：1。水泥采用PO42.5MPa普通硅酸盐水泥，并根据配比方案在浆液中添加一定量的减水剂、早强剂及膨胀剂，如添加适量的CaCL2粉剂减水剂，用量控制在水泥的3%，改善注浆浆液注浆材料的性能，避免水泥浆收缩。（2）预先绑扎锚杆注浆管，便于后续注浆。（3）分次注浆，两次注浆管的插入深度与注浆压力略有不同，首次注浆压力控制为0.5MPa，深插注浆管，直至注浆管管首与孔底距离达到150mm；二次注浆压力保持在0.5～1.0MPa范围内；

3.编制钢筋网片编制钢筋网片，原材料选择φ8热轧圆钢，编制网网眼的尺寸为200mm×200mm。网片横向钢筋和竖向钢筋交叉位置选择用扎丝绑扎牢固。编制好的钢筋网片搭接点焊为一体，网片搭接长度应保持在1m以上。连接锚杆头和钢筋网片加强钢筋，采用单面焊接的方式，确保锚头与加强筋之间的焊缝焊满、焊牢。

4.喷射砼混凝土喷射遵循“分段分片”的施工原则，若属于同一分段或分片，则要控制喷头与受喷作业面的间距，垂直地从下向上喷射。受喷面混凝土终凝2h之后，应及时进行养护，洒水润湿，规范执行养护标准。若基坑边坡角出现了渗水或存在渗水土层的情况，要先打入500mm硬塑料管道，并在管道上施作排水孔，孔距为48mm。完成排水孔的施工后，方可开始喷射混凝土。

5.锚索张拉锚索预应力张拉锁定：检查注浆体与台座混凝土，若二者混凝土强度超过设计要求的80%时，即可准备实施锚索预应力张拉锁定。根据锚索张拉施工方案计算预扎拉荷载，预张拉2次，使得钢绞线保持顺直。锚筋张拉程序：规范张拉，分两次完成锚索预应力张拉。第一次张拉分五级进行张拉，张拉力值为设计张拉力值的50%，一级、二级、三级以及四级张拉稳定3min，五级张拉稳定30min。第一次张拉结束6～10天后进行第二次补偿张拉，张拉力值为超张拉力值，即为设计拉力值的1.1～1.2倍，补偿因锚索松弛和地层蠕变等情况导致的预应力损失。在补偿张拉之后，应根据施工规范施加锚索的预应力，依次按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%进行施加。

六、结语

综上所述，管廊基坑开挖支护施工是综合管廊项目的重要组成部分，加强管廊基坑开挖支护技术控制对提升综合管廊项目施工质量尤为关键。为加深对管廊基坑开挖支护施工技术的认识，文章应具体的深基坑施工工程为实例，结合施工条件，系统地总结了挂网喷锚支护、微型钢管桩及锚杆（索）喷射混凝土防护的技术要点,将工程施工安全落实在实处，并进一步推动我国建筑行业的健康发展。

作者:井海 单位:中铁十六局集团第一工程有限公司