管线密集区域超深地连墙施工技术研究

管线密集区域超深地连墙施工技术研究

1曹鹏阳2吴洲

身份证号码41018119950907651X   身份证号码420281199106182016

摘要:本文依托地铁车站工程，开展地下连续墙穿越复杂既有管线施工方法研究，提出一种用于穿越地下管线的地连墙钢筋笼及其施工技术，通过利用钢筋笼吊点位置的变化和在槽内横向摆移来避免横跨地下管线，能有效解决地连墙在管线密集区域施工困难的难题。

关键词:管线密集；管线保护；吊点更换；

1工程概况

轨道交通沿铭功路南北走向布置。本车站基坑属于超长超深车站，施工难度较大。同时，施工中受周围环境条件的影响约束较大，其中地连墙施工最大的难点是地下管线繁密，涉及产权单位多、改迁时间长、协调难度大，严重制约工程建设工期。

2管线保护措施

管线探测的准确性对于地连墙施工顺利进行有重要意义。管线探测方法应根据市政管网图并结合现场实际选择，一般采用地下管线雷达、人工开挖探沟相辅的方式，地下管线雷达能探测埋深较浅所有金属材质的管线。对个别埋深较大、非金属材质管线探测应采用人工开挖探沟方式进行。探测结果表明基坑范围内存在20条不同类型的管线需要改迁或者保护，其中还涉及高危险性的燃气和电力管线。地铁车站施工对管线的影响主要体现在直接破坏(挖损)和施工引起的地表沉降对管线的间接影响，如钻孔灌注桩、地下连续墙施工时，周围土体受扰动，使管线产生下沉。坑降水使基坑周围地下水位下降，引起地表下降。围护桩体、地连墙墙体强度、刚度不足，发生侧向位移。随着基坑的开挖，桩后土体塑性区不断下移，桩体受力发生变化，而下层支撑未及时施作，造成围护桩变形过大。基坑开挖完成后，未及时施作底板，围护桩底部向内发生较大侧移。

基于管线探测结果，对于施工区域内的管线，确定不同管线的特点，对位于车站基坑范围内及端头加固区域内的管线进行改移或者悬吊，对位于基坑外及与暗挖通道相交的管线采用在施工过程中严控地表沉降的措施，将管线的被动变形控制在允许范围内，确保施工影响范围内地下管线的安全。悬吊保护施工前需进行结构受力计算，保证桁架或者钢丝绳的强度满足管线的受力和变形要求，采用人工掏挖一节悬吊一节的方法施工，保证管线不受损、不变形。管线上设观测点，进行沉降监测，检查连接点状况，定期进行维修和调整。管线改迁施工遵循对交通影响最小的原则，处于人行道上的管线拆改施工时，对交通影响不大，可采用围挡后明挖施工。处于机动车道边上的地下管线拆改时，必须采取分车道施工的方法安排交通导流。报废的管线在土方施工过程中进行拆除，拆除前要将管线端头封堵，防止雨水倒灌。在进行管线改移施工时，要根据现场情况确定开挖方法。在距管线很近时，必须采用人工开挖，严禁机械开挖，以免破坏管线和管沟。由于施工条件的限制，断面内可能存在无法改迁或拆除的管线，此类管线的存在严重制约着基坑围护结构的施工，特别对地连墙钢筋笼的下放干扰较大，钢筋笼都是直上直下入槽，不能穿越管线障碍物，地连墙施工范围中这一类地下管线的处理是施工中的重难点。

3管线密集区域超深地下连续墙施工工艺改进

3.1前期管线保护

管线的保护应从导墙施工时开始。导墙是挖槽前的临时结构，但对挖槽起着重要作用。导墙对容易塌陷的地表土起挡土墙的作用，也作为重物的支撑，如冲桩机、钢筋笼等搁置的支点，导墙还可以存储泥浆用，导墙背后用粘性土分层回填并夯实，严防漏浆。

导墙的深度应完全包含管线的位置，管线四周焊接4块20mm钢板将管线包裹起来，包裹管线的钢板两端嵌入导墙30cm，保护箱涵的顶部设置沉降监测点。保护箱涵在施工过程中能够有效保护地下管线，减小施工过程对地下管线的影响，一定程度上防止地连墙钢筋笼摆移过程中因距离地下管线过进而造成影响。如管线位置过深，应将导线上抬，使导线穿过导墙内部，再按照上述方法使用钢板对管线进行保护。

3.2成槽空间优化

对于断面内存在无法改迁管线的地连墙成槽，施工前将管涵影响范围内的地下连续墙分幅空间进行调整。将地下连续墙的中心线调整至地下管线的中心处，地下管线的一侧扩挖至单幅墙宽m，另一侧开挖半幅墙宽m/2，地下管线的外径为d，地下连续墙总分幅宽度W=m+d+m/2，开槽深度H加深0.5~3m。管线单幅墙宽侧提供下笼空间，便于将地连墙钢筋笼垂直放入槽内，开始槽内横向摆移，由于地连墙的中心线与地下管线的中心线一致，当地连墙钢筋笼摆移至既定位置后，地线管线的另一侧刚好为半幅墙宽，与设计相吻合，槽深加大便于将地连墙钢筋笼下沉以防止其被地下管线阻挡干扰而无法顺利横移，同时也便于控制钢筋笼的标高。

3.3钢筋笼二次吊点预制和加工

地连墙钢筋笼横向摆移可避免钢筋笼入槽过程中管线的干扰，此技术的关键在于钢筋笼骨架上预制二次吊点，横向摆移过程调整吊点位置可保证其顺利进行。二次吊点为吊钩与钢筋笼骨架外侧主筋端头拼接而成。二次吊点所在主筋与横向桁架用八字铁连接，连接位置为主筋与横向桁架交叉处，二次吊点一米范围内通长双面满焊，其余位置采用50%的点焊，以增加二次吊点受力的整体性。钢筋笼外侧设置定位钢板，该钢板的存在可有效减小钢筋笼槽内移动时与四周土体摩擦力。

3.4地连墙摆移技术入槽

钢筋笼二次吊点加工之后，进行钢筋笼吊装入槽施工。起吊时根据钢筋笼正负弯矩相等的原则确定其起吊位置，主副吊车配合起吊钢筋笼，主吊机缓缓提升扒杆，直至钢筋笼由水平状态转换为竖直状态，吊运钢筋笼至槽段上方。钢筋笼起吊之后，为了减少地连墙施工受到既有管线的影响，结合上述管线保护和成槽空间优化的结果，采用地连墙摆移技术来进行钢筋笼沉槽，具体可分为3个阶段。

第一阶段：待钢筋笼被吊至槽段上方时，上前扶正钢筋笼，对钢筋笼下方进行准确定位。之后，指挥主吊机缓缓将钢筋笼放入管线左侧槽内。吊车缓慢将钢筋笼在槽内按图中箭头横向移动至吊头贴近管线外壁，此时钢筋笼受到槽内浮力作用，可通过定位钢板和人工辅助减小钢筋笼槽内移动时与四周土体的摩擦。

第二阶段：当钢筋笼下放至设计标高附近时先用承重槽钢将地连墙钢筋笼搁置在导墙上，然后解下锁定在一次吊点组处的钢丝绳，并取下吊点槽钢，然后将解下的吊点槽钢安装在二次吊点组的吊钩上，实现吊绳对管线的跨越。

第三阶段：先提升钢丝绳，移开承重槽钢，采用二次吊点继续摆移钢筋笼，直到钢筋笼达到既定位置，此时管线位于钢筋笼中心线位置，钢筋笼下笼完成。

3.5地连墙浇筑

钢筋笼就位后4h内应该进行地连墙混凝土浇筑，浇筑先快后慢，使得槽底的沉渣浮到混凝土表面，并不断提升至槽顶。混凝土回筑应考虑槽底区域的加深体积，并保持连续浇筑，同时控制上升速度，保证导管埋在混凝土中的长度为3m左右。采用管线密集区域超深地连墙钢筋笼摆移技术施工工艺可提高地连墙的完整性，但仍推荐地连墙成形后进行完整性检测。

结论

本文对管线密集区域超深地连墙施工工艺进行了总结和提升，主要结论如下。

基于工程实例，系统地研究了管线密集区域地铁车站施工的管线保护技术。提出了一种新型钢筋笼吊装结构，适用于地连墙施工穿越地下管线工况。利用吊点位置的变化和槽内横向摆移技术来避免横跨地下管线，在不影响地连墙质量的前提下，既解决了地连墙区域内存在无法改迁管线时下笼困难的难题，又大幅节约了时间和费用，可为类似的工程提供借鉴。

参考文献：

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