蒋启华，翟作卫，黄金龙

（1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，福建 厦门 361000；2.晋江市水利局，福建 泉州 362000）

在城市基础设施建设中，给排水管线种类较多、管径较大，其中雨水、污水等重力管道埋深也较深，为了保证工程质量以及节省工程投资，其施工形式一般采用明挖施工。由于城市道路下管线空间资源有限，当施工管槽达到一定深度或需要对两侧构建筑物进行保护时，为了减少沟槽开挖断面，需要对沟槽两侧土体进行支护，最常用的支护体系为钢板桩支护结构。采用的钢板桩有普通的槽钢、工字钢以及拉森钢板桩，依管槽的深度高低，选用适当的长度，常见的规格有6m、9m、12m等。对承载力小的、地基土软弱的管槽，还需要适当地加横撑或在槽底加预制钢筋砼板，构成稳定的支护体系，保证施工安全。对承载力更小的、地基土为深厚淤泥质的管槽，钢板桩施工后有的不予拔出，遗留在土体中，确保地基土稳定，保障施工管道的长久安全。可见，钢板桩支护结构在给排水工程中普遍应用。

然而，在特殊背景下，出现不具备施打钢板桩的情况时，砼板桩支护结构和砼连续墙支护结构可起到积极的替代作用。

1 砼板桩支护结构应用

砼板桩是一种重要的结构形式，其结构较简单，材料使用量较少，施工方便、快捷，可现场制作，也可在工厂按要求预制，施工过程中大大减少了挖填土方工程量；且板桩能够延长渗径，减少渗透坡降，因此被广泛应用于基坑支护、沿海和内河地区、污水河、景观水域等工程。虽然由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法，振动与噪音大，同时沉桩过程中挤土也较为严重，在城市工程中受到一定限制，但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计，目前国内也有液压静力沉桩设备，大大减小了施工过程中的噪音，故在基坑工程支护结构中仍是一种较常使用的形式。

1.1 案例分析

A污水管道，位于某污水提升泵站前，管径DN1500mm，现状管材为HDPE钢带增强缠绕，管埋深约8m，其中一个节点检查井整体下沉变形，周围出现地面塌陷，下陷范围长为15m、宽为10m，呈倒锥形。因地面下陷，约120m3管道回填砂、回填素土等流到污水主干管及泵站集水坑，影响泵站的正常安全运行。由于大量泥砂的涌入，造成泵站水泵被迫停机，需进行检修，污水管道也需进行修复。

1.2 原因分析及方案确定

根据现场勘查以及下井排查等情况分析，此处地面下陷的直接原因为HDPE钢带增强缠绕管与污水检查井之间的连接处出现变形。抢修的方案采用“钢筋砼检查井包裹破损点”的方法，修建钢筋砼检查井以包裹变形检查井及部分污水管段，对被浸泡的土体进行注浆加固，同时更换破损的变形管段。

修建钢筋砼检查井拟采用逆做法施工，内径为Φ3500mm，大小能完全包裹变形的现状检查井。由于事故现场施工条件较为恶劣，下陷的地面仍然有积水无法及时排空，周围土体已被污水严重浸泡；浸泡后的地基土被液化，摩擦力小，直接进行反开挖、支模等施工有困难。因此，有必要在拟建检查井范围施打支护桩进行支护开挖。另外，在此修复管段范围内的土层中含有较大的块石，回填土被严重浸泡，普通的钢板桩支护方案无法密打，也无法站稳钢板桩，因此，常规的钢板桩或拉森钢板桩支护方案无法实施。其他比较可靠的支护方案为“高压旋喷桩+水泥搅拌桩”，但此方案施工作业面大、投资高、周期长。鉴于破损管道问题需要尽快修复，避免污水溢流对环境造成严重影响，同时考虑到投资不能太大，经过比较，最终选择砼板桩支护方案，即“钢筋砼圈梁+钢筋砼板桩”支护结构。

1.3 施工工艺

（1）整理工作面。降低检查井上游的水位，下陷处整理出工作面，工作面比现场地面低3m左右。（2）制作钢筋砼圈梁和钢筋砼板桩。定位放样，在变形的检查井井筒范围现场制作八边形钢筋砼圈梁，边长为1.2m，截面为30cm×30cm，配筋为Φ18×4@20；在附近平地，现场预制6块钢筋砼板桩，长为6m，宽为1.2m，厚为0.4m，配筋为双排双层Φ18@20。（3）打砼板桩。当砼强度达标后，进行打桩作业。八边形钢筋砼圈梁，其中两边位于污水管道正上方，此处不打砼板桩，以保护污水管的管口；其余六边，在其外侧分别施打砼板桩，垂直站稳后，插入土体4～5m，露出地面以上1～2m。由于土体被浸泡过，砼板桩可以插到检查井底板高度，起到支护开挖目的。（4）采用逆做法制作钢筋砼检查井。开挖圈梁内土方，绑扎钢筋，支撑钢模，分作四段支模，每段层高为1.5m，逆做法施工钢筋砼检查井。第一模的钢筋砼与八边形的圈梁、浇捣为一个整体；继续开挖土方到设定的深度后进行第二模浇筑，如此顺序进行第三模的施工，直到第四模的封底；由于砼板桩紧靠圈梁，六块砼板桩与圈梁、逆做法施工的井身连成一个整体，更加牢固。此支护体系在工程完工后，不拔出砼板桩，因此不会因拔桩对新修检查井产生损害，同时砼板桩留在里面强化了检查井的受力，保证排水构筑物的安全。

1.4 应用效果

在“钢筋砼圈梁+钢筋砼板桩”支护结构下，采用逆作法开挖施工，新建钢筋砼检查井，有效包裹破损点；之后，对被浸泡的土体进行注浆加固；最后，更换破损的变形管段，完成节点检查井抢修，顺利通水。目前，修复管段和检查井已正常运行3年，通水能力完全满足管道设计过水能力的要求，抢修工程收到良好环境效益和社会效益。

2 砼连续墙支护结构应用

砼连续墙是通过专用的挖、冲槽设备，沿地下建筑物或构筑物的周边按预定的位置，开挖或冲钻出具有一定宽度与深度的沟槽，用泥浆护壁，并在槽内设置具有一定刚度的钢筋笼，然后用导管浇筑水下混凝土，分段施工，用特殊方式接头，使之成为连续的地下钢筋混凝土墙体。其主要用于基坑支护结构、止水帷幕等，兼支护和承重作用。

2.1 案例分析

B污水管道，位于晋江市陈埭镇南北走向的一条交通主管道，管径DN1200mm，顶管工艺施工，重力流设计，管位在道路横断面上位于道路东侧主车道下面，埋深在4.76～5.42m，地质条件较差，上层为杂填土、下层基本为淤泥。在WB4#工作井下游，有一特殊管段，此管段长24m，在飞机起降跑道正前方，水平距离机场约80m；周围的民宅限高一层，路灯灯杆限高3m，根据与机场管理部门的沟通，要求在此处的施工范围限高为8m；道路双向4车道通行，交通日流量达18万辆以上。如此，在机场限高以及交通压力巨大情况下，此段管线设计施工方案确定为顶管施工。由于地质勘察的问题，实际在顶管施工过程中，顶管机顶到大量的条石等旧建筑遗留的基础，顶管进度极度缓慢，之后顶力超过极限工作压力，最终终止了进一步的顶进作业。

2.2 施工工艺

顶管施工失败，同时由于机场施工限高的实际情况，常规的钢板桩支护、高压旋喷桩支护等方案也受到制约，最终经方案比较后确定采用砼连续墙支护方案，即“钢筋砼连续墙+钢筋砼梁横撑”支护结构进行明挖施工。具体方案：破除路面宽2m，开挖深1.2m后，管道纵向两侧浇捣钢筋砼连续墙和钢筋砼梁横撑，钢筋砼连续墙配筋为螺纹钢双层双排Φ18@200，钢筋砼梁横撑的截面30cm×40cm，配筋为螺纹钢Φ18×4@200，设置间隔为4m。强度达到后，再分两次开挖土层，到2.4m深、3.6m深，浇捣第二层、第三层连续墙支护。第四层直槽开挖，直接开挖到设计管底标高，准备好材料、机械及班组，在基坑暴露最短时间内不间断作业，12h内完成开挖、安装、回填等工序，完成24m特殊管段敷设。管道埋设完成后，在其两端新建两座普通检查井，连接已完工的顶管，同时不拆除该支护结构，把其当作路基回填起来，以此保障主车道的路面稳定，并迅速恢复主干道顺畅通行。

2.3 应用效益

施工期间，通过合理的交通疏解基本没有影响道路正常通行，没有出现大的交通堵塞情况，也没有影响机场飞机的安全起降。工程完工后，经过2年多的通行，路面没有出现断板现象。

在钢筋砼连续墙支护结构下，采用分层浇捣、分层开挖的工法，顺利完成了特殊管段的明挖施工。在受到净空限高、土层中条石基础、交通流量特别大等条件限制的路段，“钢筋砼连续墙+钢筋砼梁横撑”支护结构替代普通钢板桩支护结构，进行明挖施工，保障了施工安全和交通安全。

3 结束语

（1）在地质条件较为恶劣如淤泥较厚的软弱地基、液化地基、地下水位高等条件下，市政检查井、局部管槽的施工支护采用常规支护措施均存在一定的难度，而采用“钢筋砼圈梁+钢筋砼板桩”支护结构形式具有施工便捷、支护材料现场制作较简单、造价低廉等特征。

（2）“钢筋砼连续墙+钢筋砼梁横撑”支护结构形式对于特殊管段明挖施工，特别是在施工场地有施工限高要求时，不失为一种理想的支护形式。此外，钢筋砼连续墙在施工过程中没有震动、噪音小、对周围地基基本没有影响，墙体刚度比较大、防渗性能比较好，对于地下水位高、施工场地小、附近有建筑需要防震动等施工条件较为苛刻的地段，也是一种可以选择的支护形式。

（3）砼板桩、砼连续墙支护结构形式对常用的钢板桩支护体系，是有益的补充。相比“高压旋喷桩+水泥搅拌桩”支护形式，其具有作业面小、施工周期短的特点。在排水工程施工过程中，特别对排水管槽、截流井、检查井等构筑物在地下水位高、透水性强、地基较差等其他特殊背景的明挖施工方面有较强的优越性，具有十分重要的参考意义。