城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)措施研究

張新，李軍愛(ài)，張成凱

（中交二公局上海遠(yuǎn)通路橋工程有限公司，上海201315）

1 引言

在城市綜合管網(wǎng)建設(shè)范圍不斷擴(kuò)大進(jìn)程中， 施工保護(hù)備受關(guān)注，不僅可以確保既有管線與建筑安全穩(wěn)定，而且可以為綜合管網(wǎng)順暢通行提供保障。 某城市綜合管網(wǎng)施工場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高為173.085～167.233 m（高程系統(tǒng)采用國(guó)家85 高程系統(tǒng)），其地理位置優(yōu)越，毗鄰既有建筑及國(guó)道，紅線范圍內(nèi)電纜管道密布，對(duì)施工保護(hù)提出了較大的挑戰(zhàn)。 因此，如何順利開(kāi)展綜合管網(wǎng)施工，確保城市綜合管網(wǎng)施工安全，采取科學(xué)的施工保護(hù)措施具有非常突出的現(xiàn)實(shí)意義。

2 城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)的重要性

城市綜合管網(wǎng)施工是市政設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容， 涉及內(nèi)容廣，施工情況復(fù)雜，極易破壞既有地下管線、建筑物，引發(fā)斷水、斷電、斷氣、斷網(wǎng)等問(wèn)題。 采取適宜的城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)措施，可以規(guī)避綜合管網(wǎng)施工過(guò)程中破壞地下管線主體、接頭松動(dòng)、接頭脫節(jié)、錯(cuò)位等問(wèn)題，確保既有地下管網(wǎng)正常運(yùn)行，保障周邊居民的正常生活[1]。 同時(shí)，科學(xué)制定并實(shí)施城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)措施， 可以確保綜合管網(wǎng)施工期間周邊建筑穩(wěn)固性，降低管網(wǎng)施工負(fù)面影響，為管網(wǎng)施工效益提升提供依據(jù)。

3 城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)施工中的不足

3.1 前期勘查不到位

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

3.2 保護(hù)策略單一

城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)策略較為單一， 多為配合管線改移，或協(xié)同管線改移方實(shí)施型鋼加固方案，無(wú)法與綜合管網(wǎng)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(hù)效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期[2]。

3.3 既有建筑保護(hù)難度大

綜合管網(wǎng)施工是一項(xiàng)非常重大且難度較高的工作， 施工場(chǎng)地周邊既有建筑數(shù)量多。 綜合管網(wǎng)基坑開(kāi)挖面大、深，與既有建筑距離較近， 在施工中極易對(duì)既有建筑地下基礎(chǔ)土體產(chǎn)生擠壓力或振動(dòng)干擾。 特別是在深層大型機(jī)械操作時(shí)，極易破壞既有建筑地下基礎(chǔ)完整性，影響既有建筑穩(wěn)固性。

4 城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)問(wèn)題的防護(hù)措施

4.1 注重開(kāi)工前勘查

開(kāi)工前勘查對(duì)于城市綜合管網(wǎng)施工保護(hù)具有重要意義。只有明晰施工范圍內(nèi)現(xiàn)狀地上建筑、地下障礙物以及自來(lái)水、電纜、燃?xì)饩€路位置，才可以制定合理的管網(wǎng)施工防護(hù)措施[3]。在進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，施工技術(shù)人員可以依據(jù)CJJ 56—2012《市政工程勘察規(guī)范》的相關(guān)要求，依據(jù)三～二級(jí)市政工程等級(jí)，利用XY-1 型液壓鉆機(jī)，沿著擬建綜合管網(wǎng)角點(diǎn)、邊線進(jìn)行勘探孔點(diǎn)布置并編號(hào)， 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(jìn)尺370 m/ 孔。 鉆探取樣后，常規(guī)土工試驗(yàn)，檢測(cè)淺層地表土樣腐蝕性，并進(jìn)行圓錐重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)1.3 m/ 孔、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)29 次，確定工程地表水體、地下水體對(duì)項(xiàng)目建設(shè)無(wú)不利影響，且擬建管網(wǎng)勘探范圍內(nèi)無(wú)揭露有墓穴、舊基礎(chǔ)、古河道、溝浜、孤石、防空洞等對(duì)管網(wǎng)不利的地下埋藏物。 同時(shí)，工程場(chǎng)地?zé)o全新活動(dòng)斷層，不存在滑坡、危巖石、崩塌與巖溶地層、泥石流調(diào)節(jié)，也沒(méi)有礦產(chǎn)分布、采空區(qū)與地裂縫、開(kāi)采地下水情況。 但是，場(chǎng)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(zhì)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(zhì)黏性土遇水易崩解軟化，施工期間應(yīng)注重降排水并保持基礎(chǔ)底部干燥。

在土工勘測(cè)的基礎(chǔ)上，由技術(shù)人員與管理部門(mén)協(xié)同商討，摸排地下管線情況并標(biāo)注管線位置， 必要時(shí)挖掘檢驗(yàn)管線準(zhǔn)確位置，為改移、防護(hù)措施的制定提供依據(jù)。 在管線露出后，配合有關(guān)方進(jìn)行管線的完整遷移與安全防護(hù)， 為綜合管網(wǎng)施工提供依據(jù)。 根據(jù)既有管線布置凌亂、類型多樣、埋設(shè)方式不一、深度不一的特點(diǎn)，技術(shù)人員可以利用牽引器代替溝探方法。 即在開(kāi)挖前，估測(cè)管線類型、孔徑、材質(zhì)、長(zhǎng)度，連接儀器，借助2根拖線經(jīng)拉扣連接慣性定位儀前端、后端[4]。 進(jìn)而在牽引器的幫助下，經(jīng)鋼絲繩牽引慣性定位儀在管道內(nèi)來(lái)回拖拽，根據(jù)慣性導(dǎo)航技術(shù)、多信息融合技術(shù)，獲得管道坐標(biāo)信息。 在這個(gè)基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)上傳到電腦，根據(jù)慣性定位儀運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算管道起點(diǎn)地理坐標(biāo)、終點(diǎn)地理坐標(biāo)，在地理坐標(biāo)系內(nèi)獲得管道三維地理信息，為管道保護(hù)提供依據(jù)。

4.2 優(yōu)化保護(hù)策略

4.2.1 調(diào)整基礎(chǔ)埋深

場(chǎng)地地表水、 地下水與場(chǎng)地土對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有輕微腐蝕性， 排污管道應(yīng)以②層砂質(zhì)黏性土為基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)埋深為1.0～2.0 m，溢流溝渠也以②層砂質(zhì)黏性土為基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)埋深為1.0 m。

4.2.2 支吊保護(hù)

在管線功能作用明晰的基礎(chǔ)上， 根據(jù)管線功能作用進(jìn)行管線質(zhì)量、本身防護(hù)措施的研定。 一般對(duì)于自來(lái)水、燃?xì)夤芫€橫向過(guò)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(hù)，并預(yù)先布置地下錨索加固與保溫，規(guī)避綜合管網(wǎng)施工期間管道滾動(dòng)情況。 根據(jù)支吊保護(hù)管線差異，進(jìn)行聯(lián)系卡片的設(shè)置，向?qū)?yīng)管線管理方咨詢支吊保護(hù)技術(shù)要點(diǎn)。 特別是對(duì)于發(fā)生破壞風(fēng)險(xiǎn)較大的管線，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定應(yīng)急處理措施，并建立指示標(biāo)識(shí)，確保綜合管網(wǎng)施工期間各類管線閘閥無(wú)滲水、 漏水等異常工作問(wèn)題。

4.2.3 砌石塊基加固

對(duì)于混凝土排水管道，借助下部砌石塊基方法，進(jìn)行管道加固，全程嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，規(guī)避碰撞、滾翻、凍裂、擠壓等問(wèn)題。 在下部砌石塊基前，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)平面位置、現(xiàn)有地面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，清除基礎(chǔ)位置雜物與表層松軟土體。 進(jìn)而根據(jù)測(cè)量標(biāo)高，利用機(jī)械開(kāi)挖與人工配合清理方法，促使基坑周邊每側(cè)寬度較基底寬10 cm 左右。 開(kāi)挖到基底標(biāo)高后，根據(jù)地基承載力要求，進(jìn)行C15 混凝土澆筑。 整個(gè)過(guò)程中，基礎(chǔ)均保持良好排水， 基底暴露時(shí)間小于12 h， 確保地基承載力與設(shè)計(jì)要求相符。 進(jìn)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(yè)開(kāi)展提供依據(jù)。 砌筑用片石厚度超過(guò)150 mm，飽和抗壓強(qiáng)度超過(guò)30 MPa， 從下層到上層逐層錯(cuò)縫坐漿砌筑，每一個(gè)石片均被砂漿包裹， 上層砌筑時(shí)確保下層振動(dòng)效應(yīng)最小，避免在已砌筑層進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、敲擊、拋擲操作。 砌筑期間進(jìn)行線桿的定期校正，確保砌體尺寸與施工防護(hù)要求相符[5]。同時(shí)，進(jìn)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(yǎng)護(hù)。 養(yǎng)護(hù)后清理現(xiàn)場(chǎng)，為混凝土排水管道提供安全的環(huán)境。

4.2.4 型鋼支撐

對(duì)于電纜管線，人工挖深溝并立牌標(biāo)注，警示施工人員規(guī)避，從源頭解決機(jī)械擠壓電纜管線或碰撞電纜管線問(wèn)題。 進(jìn)而利用懸挑工字鋼支撐方法進(jìn)行施工保護(hù)。同時(shí)，對(duì)于電纜桿，先借助型鋼支撐，再將斜撐增設(shè)在高風(fēng)險(xiǎn)方向，確保電纜桿穩(wěn)固。

懸挑工字鋼支撐是綜合管網(wǎng)施工中電纜管線防護(hù)的主要用技術(shù)[6]。在技術(shù)應(yīng)用前，技術(shù)人員應(yīng)人工破除既有電纜保護(hù)混凝土，借助草繩、麻袋綁扎管網(wǎng)。 在綜合管網(wǎng)下層開(kāi)挖高度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后， 將包扎完畢的電纜管線懸空吊在懸挑工字鋼的適當(dāng)位置。 同時(shí)， 選擇距離綜合管網(wǎng)基坑開(kāi)挖邊坡3.5 m±0.5 m 外的位置，進(jìn)行1 道2 m×1.5 m 混凝土地梁設(shè)置，將I32工字鋼埋設(shè)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(shè)置一個(gè)混凝土支撐墩， 混凝土支撐墩距離綜合管網(wǎng)開(kāi)挖邊坡0.5 m 及以上，長(zhǎng)為1 m，寬為1 m，高為1 m。 在綜合管網(wǎng)開(kāi)挖至既有電纜管線完全暴露后，根據(jù)實(shí)際情況，再次利用麻袋牢固包裹管線，確保既有管線穩(wěn)固安全。

4.3 完善既有建筑保護(hù)方案

4.3.1 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)

對(duì)于綜合管網(wǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)毗鄰的既有建筑，建立監(jiān)測(cè)體系，全面監(jiān)測(cè)周邊建筑物沉降、變形。 根據(jù)監(jiān)測(cè)資料，分析綜合管網(wǎng)施工期間周邊建筑物沉降、變形的根源，預(yù)先獲知綜合管網(wǎng)施工周邊既有建筑物變化。 進(jìn)而制訂針對(duì)性解決方案，如加強(qiáng)支撐、調(diào)整開(kāi)挖部位、停止降水等，確保綜合管網(wǎng)施工作業(yè)安全開(kāi)展。 比如，對(duì)于位移、沉降較大極易危害既有建筑安全的情況，第一時(shí)間組織人員開(kāi)展專項(xiàng)會(huì)議，對(duì)既有建筑安全穩(wěn)定性進(jìn)行鑒定，及時(shí)采取加固措施，遏制建筑物結(jié)構(gòu)變形趨勢(shì)與沉降幅度。

4.3.2 調(diào)整施工順序

為降低綜合管網(wǎng)施工對(duì)場(chǎng)地既有建筑的不利影響， 可以采用分段開(kāi)挖分段施工的方式，促使管線每次暴露局部長(zhǎng)度，在一個(gè)模塊施工后進(jìn)行另一模塊施工。 對(duì)于擾動(dòng)較大的施工作業(yè)，技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行作業(yè)次序調(diào)整，先打臨近建筑位置，再沿著后退方向操作，避免對(duì)既有建筑基礎(chǔ)造成擠壓。 同時(shí)，調(diào)整操作速率，在周邊設(shè)置排水沙井，減少孔隙水壓力導(dǎo)致的擠土效應(yīng)。 或者采用縮短一次操作距離的方式， 并分層回填夯實(shí)，避免操作距離過(guò)長(zhǎng)造成過(guò)大切削力，進(jìn)而導(dǎo)致地面沉降，對(duì)周邊既有建筑穩(wěn)定性造成影響。 除此之外，在綜合管網(wǎng)施工毗鄰建筑物位置，應(yīng)盡可能減少裝載機(jī)、挖掘機(jī)等起重設(shè)備作業(yè)，并在管網(wǎng)與既有建筑平行時(shí)，卸除管線周邊、上部荷載，減弱周?chē)馏w上部荷載變形效應(yīng)， 避免破壞建筑基礎(chǔ)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(hù)結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔水墻， 避免因降水而出現(xiàn)地表沉降、 周邊建筑物失穩(wěn)問(wèn)題。 隔水墻主要是經(jīng)過(guò)樹(shù)根樁（或鋼板樁、深層攪拌樁）形成的隔離體，對(duì)地下管線周邊土體位移與水體擠壓、振動(dòng)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(duì)于管線埋深小、臨近既有建筑的情況，可以在綜合管網(wǎng)施工部位、既有建筑之間，或者毗鄰既有建筑部位開(kāi)挖隔離槽，隔離槽深度達(dá)到管線底部及以下， 隔斷綜合管網(wǎng)施工期間出現(xiàn)的振動(dòng)力、擠壓力，有效保護(hù)既有建筑。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市綜合管網(wǎng)建設(shè)類型多樣，埋設(shè)方式、埋設(shè)深度各不相同， 位置判斷難度較大， 在綜合管網(wǎng)開(kāi)挖施工期間，極易破壞既有管線，甚至導(dǎo)致既有建筑物失穩(wěn)。 因此，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)前期勘查， 根據(jù)勘查結(jié)果制訂既有管線與建筑物防護(hù)方案。 同時(shí)，根據(jù)既有電纜管線、自來(lái)水管、污水排水管、燃?xì)夤芫€的布置情況，進(jìn)行施工防護(hù)策略的優(yōu)化完善。 利用多樣化策略， 降低綜合管網(wǎng)施工過(guò)程對(duì)既有管線與建筑的不利影響，為綜合管網(wǎng)施工作業(yè)的安全快速開(kāi)展提供保障。