雄安站枢纽地下综合管廊技术研究

邵小山

中铁十二局集团建筑安装工程有限公司 山西太原 030024

摘要：介绍了雄安站枢纽片区地下综合管廊围护桩施工、超深基坑开挖、钢支撑、喷锚等难点及技术措施，针对不同的工序衔接，做到施工合理、节约材料、加快进度等，对以后的深基坑地铁、管廊等施工有推广价值

关键词：地下综合管廊；围护桩；钢支撑

1工程概况

雄安站枢纽片区综合管廊一期工程，干、支线综合管廊包含E3路综合管廊、E4路综合管廊、E5路综合管廊、N1路综合管廊施工，本工程桩基工程24.4万米，土方开挖工程266万方。

本工程最深基坑位于N1路，最深处可达29米。采用桩径1米，间距1300mm围护桩，桩长47米。7道钢支撑支护，第一道钢支撑外径609mm，水平间距6米；第二道钢支撑外径609mm，水平间距3米；第三到第七道钢支撑外径800mm，水平间距3米。

2工程难点及技术措施

2.1工程难点

1. 围护桩最长桩长度47米，间距1.3米，直径1米，桩位容许偏差≤50mm，垂直度偏差控制在千分之三以内且不可向坑内顷，桩位控制还要保证不能侵入结构。桩底沉渣小于150mm，桩检数量不小于20%，对围护桩整体施工要求高，难度大，影响因素多。

2. 基坑最深处距离地面29米，且为围护桩结构，基坑形状为线性结构，开挖量和开挖难度大，转运土方困难。基坑开挖应与基坑支护、降水配合施工，需严格遵循“开槽支护，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，无支撑暴露时间控制在48小时内，无支撑暴露长度不大于30米。

3. 钢支撑施工难点在于工程量特别大，尤其是资源配置紧张。本项目在三个月内一次性需要四万吨钢支撑，并用于基坑支护。钢支撑层数特别多，最多出达七层，在国内同类型围护桩+钢支撑支护结构形式中也是少见，钢支撑层数多、间距小给钢支撑安装带来很多困难。

2.2技术措施

1. 围护桩施工采用泥浆护壁钻孔灌注桩，采用全站仪定位放线，定制成品可移动钢结构泥浆池，根据每根桩使用泥浆量，制作2*3*6m的钢结构泥浆池，每两个一组供应一台旋挖钻。每隔3根桩钻一孔，待第一根桩终凝完成后再钻相邻桩。

2. 基坑开挖：开挖土方至冠梁底，施工冠梁，待冠梁砼强度达到80%后，架设第一道钢支撑；分步开挖至第二道支撑，同步挂钢筋网喷混凝土，架设第二道钢支撑，按照此方法依次向下开挖至检底面。N1管廊长度为3.29km，按照每300米一个施工段划分，由中间向两边开挖，每段最后出土点设置在分支口位置。

3施工工艺

3.1围护桩

3.1.1工艺流程

泥浆护壁灌注桩施工工艺：桩位的测量放线→埋设护筒、桩机就位→ 钻孔 → 清孔→安放钢筋笼→安装导管 → 水下灌注砼 → 拔出护筒、回填负孔

3.1.2施工方法

1. 测量放线

轴线偏差±10mm，桩位偏差±20mm，每个桩位测量绝对标高、其精度±10mm。

2. 埋设护筒钻机就位

埋设钢护筒时，钢护筒长度为2~4m，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度。护筒固定在正确位置后，用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及护筒位移。如果护筒底土层不是粘性土,应挖深或换土,在坑底回填夯实300～500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方。护筒上口露出地面15~20cm并绑扎木方或钢管对称吊紧，防止下窜。

（3）钻孔施工

钻机就位，将钻头对准桩位，复核无误后调整钻机垂直度。

开钻前，用水平仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度，钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速。

钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度；边钻进边补充泥浆护壁。

在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。

在钻进过程中，要经常检查钻斗尺寸（可根据试钻情况决定其大小）。

施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符应立即通知设计监理等部门及时处理。

（4）清孔

钻进孔深达到图纸规定深度，成孔质量检查后进行清孔，清孔利用旋挖钻机进行捞渣，清孔后沉渣厚度不得大于150mm，泥浆指标达到要求。清孔时，孔内水位应保持在护筒下0.5m左右，防止塌孔。

（5）下钢筋笼

根据规范要求对钢筋笼进行自检、隐检和交接检，内容包括钢筋外观、品种、型号、规格，焊缝的长度、宽度、厚度、咬口、表面平整等，钢筋笼的主筋间距（±10mm）、加劲筋间距（±20mm）、钢筋笼直径（±10mm）和长度（±100mm）等，并作好记录。结合钢筋焊接取样试验、机械连接取样试验和钢筋原材复试结果，有关内容报请监理建筑工程师检验，合格后方可吊装。

（6）下混凝土导管

选择合适的导管，导管直径为30厘米。

导管组装时接头必须密合不漏水（要求加密封圈，黄油封口）。

在第一次使用前应进行闭水打压试验，试水压力0.6-1.0MPa,不漏水为合格。

导管底端下至孔底标高上50cm左右。2.5方漏斗安装在导管顶端。

（7）水下灌注混凝土

砼浇注前必须检查砼塌落度、和易性并记录。混凝土运到灌注点不能产生离析现象，浇筑过程中按要求留置标样、同养试块。

导管内使用的隔水塞球胆大小要合适，浇筑过程中导管埋深2~6m，安装要正,一般位于水面以上，灌注混凝土前孔口要盖严，防止混凝土落入孔中污染泥浆。混凝土超灌不小于0.35m，充盈系数1.1~1.2。

（8）拔护筒，回填负孔

混凝土灌注完成后及时拔出护筒，灌注完桩顶混凝土面低于施工地面高度时，待水下砼具有一定强度后，应立即回填土加以覆盖，防止塌孔及保护人员和设备的安全。

3.2基坑开挖

3.2.1工艺流程

现状地面测量放线→管廊基坑放坡开挖→喷射混凝土→冠梁施工→分层土方开挖→分层钢支撑安装→分层喷射混凝土→机械开挖至槽底标高以上20cm

3.2.2施工方法

以一个流水段，五层钢支撑基坑开挖为例

（1）开挖一段土方至冠梁底，基坑边坡喷护，施工冠梁，并混凝土护架设第一道钢支撑；

（2）①第一段分层开挖至第二道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第二道支撑

②第二段开挖至冠梁底，施工冠梁，并混凝土护架设第一道钢支撑

（3）①第一段分层开挖至第三道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第三道支撑

②第二段开挖至第二道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第二道支撑

③第三段开挖至冠梁底，施工冠梁，并混凝土护架设第一道钢支撑

（4）①第一段分层开挖至第四道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第四道支撑

②第二段开挖至第三道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第三道支撑

③第三段开挖至第二道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第二道支撑

④第四段开挖至冠梁底，施工冠梁，并混凝土护架设第一道钢支撑

（5）①第一段分层开挖至垫层底标高，同步挂钢筋网喷混凝土并浇筑底板垫层、敷设防水层、施工底板

②第二段开挖至第四道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第四道支撑

③第三段开挖至第三道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第三道支撑

④第四段开挖至第二道支撑下，同步挂钢筋网喷混凝土并架设第二道支撑

⑤第五段开挖至冠梁底，施工冠梁，并混凝土护架设第一道钢支撑

3.3技术关键要点

1. 围护桩施工过程中务必保证桩位准确，桩位容许偏差≤50mm，垂直度≤0.3%，围护桩和结构之间只有10cm的空隙用于喷锚、找平、防水等，由于地质因素、钻机性能、操作手水平等对围护桩垂直度影响较大，在施工过程中可适当将桩位外扩5~10cm。

2. 喷射混凝土过程中务必按照设计配比混凝土，喷射时要在混凝土中添加速凝剂；喷射厚度误差为±1.0cm；喷射前保证钢筋网平整，网后加3～5cm垫块，并保证土钉钢筋保护层厚度≥20mm，喷射混凝土密实，无露筋；喷射混凝土分两遍进行，第一遍喷射后，及时检查喷射厚度；第二遍进行找平。

3. 钢支撑安装与土方开挖做到紧密配合，遵循“随挖随撑”的原则，每小段开挖完成后及时安装支撑，施加预应力；钢管支撑接头采用法兰与高强螺栓连接，高强螺栓必须拧紧，并进行复拧，钢管下半边的螺栓不得遗漏。

4. 基坑监测：围护桩内力监测点应选择布置在受力、变形较大且有代表性的部位，在基坑中部桩体内受力主筋上，测点间距5m，分别沿钢筋笼的外侧和内侧主筋成对布设；钢支撑轴力监测宜选择基坑中部、阳角部位、深度变化部位、支护结构受力条件复杂部位及支撑系统中起控制作用的支撑；监测断面的布设位置与相近的其他监测项目的监测点宜共同组成监测断面。

3.4安全环保措施

1. 施工人员应戴安全帽，高空作业应系安全带；

2. 围护桩施工过程中，桩位混凝土浇筑完成后需做好负孔安全防护，待混凝土终凝后及时回填；

3. 基坑周围基坑周边2m范围内禁止堆载，基坑周边2m范围以外的地面超载按20Kpa计，基坑务必做好临边防护，需要专人进行临边巡视；

4. 有噪声的电动工具应在规定的作业时间内施工，防止噪声污染、扰民。

5. 施工现场必须工完场清，清扫时设专人洒水，不得扬尘污染空气。

6. 废弃物应按环保要求分类堆放及消纳。

4实施应用效果

大型线性综合管廊分流水段施工，采用接力开挖既能保证施工进度又能保证基坑安全，基坑开挖过程基坑侧壁喷锚和钢支撑支护密切衔接，确保基坑开挖按期完成。管廊结构的支护采用排桩支护，对比放坡开挖，经济效果显著提高，降低了相应的土方作业成本，具有显著的经济和社会效益。