城市地下综合管廊工程勘察技术与支护设计方法

城市地下综合管廊工程勘察技术与支护设计方法

成登辉

西安高新市政建设有限公司 陕西省西安市710075

摘要：随着我国整体经济建设的快速发展，我国城市建设发展迅速，带动我国各行业的不断进步。由于市政管廊位于地表以下，土方开挖工程量巨大且工期比较紧张，对整个市政工程项目会产生较大的影响，掌握勘察技术与支护设计方法对于后续城市地下综合管廊工程工作的顺利开展具有重要的现实意义。

关键词：城市地下综合管廊工程;勘察技术;支护设计方法

引言

科学技术的快速发展给予了我国各行业新的发展机遇和发展方向，加速我国整体经济建设的发展进程。在城市规划建设过程中，常采用综合管廊工程勘察技术与支护设计，其不仅可节约建设用地，而且还能避免因管道迁移而引起二次挖掘。

1综合管廊

综合管廊，在《城市综合管廊工程技术规范》GB508382015中的定义是：建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施。一般按照所容纳的管线类型分为干线综合管廊、支线综合管廊和缆线管廊，设计内容主要包括平面位置、断面、节点等。管廊平面位置一般与道路、铁路、轨道交通等平行布局，坐标、高程随道路一同变化，而管廊的断面则需要根据需要容纳的管线类型和数量确定舱数和尺寸。根据管廊的一般规划设计要求可以看出，综合管廊是一种典型的线性结构，因此在创建模型的过程中，管廊断面和整体的走向是需要表达的最基本的内容，而各种节点分支口则需要在整体管廊的基础上更加细节地表达内部结构以及管线的排管设计。

2城市地下综合管廊工程设计、施工及运维层面问题分析

1.设计：目前我国综合管廊存在断面分舱较多，集约化和综合性不足的问题；在附属设施的设计中存在冗余过度、功能融合性较低等问题。究其原因主要是我国在管廊建设初期，缺少经验，相关规范是建立在管线直埋的基础上设立的，导致管线的安装检修空间预留过大，部分管线独立舱室设置，附属设施过多等冗余设计，造成管廊舱室过多、断面过大、附属系统不够轻量化，进一步提高了管廊的造价，影响了管廊的建设发展。2.施工：标准化预制化不足，城市更新区施工技术有待创新。我国综合管廊建设初期，项目类型多为新建城区的干支混合型管廊，断面较大的非单舱管廊，施工方式多为明挖现浇钢筋混凝土管廊，工期较长、造价较高，标准化预制化程度不足，随着我国城市更新的推进，小型管廊更适应于狭窄的老城街道，同时也对传统施工技术提出要求，除标准化预制化外，更需要影响小、周期短的施工技术。3.运维：目前国内管廊运营普遍存在无标准作业流程、人工作业、响应速度慢、应急处置不及时、过程数据缺失、智慧化管控水平低等问题，增加了管廊的安全隐患和运维成本。

3综合管廊工程勘察技术与支护设计方法

3.1地质勘察参数

地下综合管廊工程勘察的主要参数包括钻探深度和钻孔间距。钻探深度主要取决于管廊设计的深度和地质条件的复杂性。间距应根据地质条件的变化性决定，地质条件复杂或变化较大的地方，应适当缩小钻探间距。

3.2深基坑结构数据监测模块

通过在施工现场设置传感设备及人工仪器检测等方式，选取基坑周边合适的观测点位，统计不同工况下的项目周边环境安全、岩土勘测、支护结构形变、裂缝、位移、工程材料管理等实际观测数据，并将其录入系统监测数据库，再进行数值分析、模拟计算与状态实时监控。鉴于BIM技术的可视性，项目管理方通过BIM平台，能采用观察模型的方式，实时监测施工现场各部位的数据信息。不同的构件在BIM模型中也都有独立的编码可定位和查询。通过对实测数值与BIM平台模拟数值的比较，施工方可预测基坑及支护变形发展，通过结果来预估基坑事故易发时间点和支护薄弱点，指导工程安全进行。通过实时监测，施工方也可以科学地分析数值优选支护方案的实际效果，及时调整施工方案。当施工现场监测数据高于阈值时候，BIM平台可自动发出预警提示信息，这也将成为风险分析模块风险因素识别的依据。BIM平台的监测数据预警机制可以实现对关键技术施工环节、关键节点、高频出现事故施工环节的重点监控，能有效地识别风险源头，及早进行干预，防止风险扩大，确保风险处于可控状态之中。

3.3 SMW桩支护

SMW桩作为一种新型的深基坑在20世纪末被引入中国，并首次成功应用于某市一个大型商业建筑项目。在早期的施工实践中，这种支护方法的成本与传统的支护方法基本相同，因为钢构件不能拆除再利用。经过几十年的发展，特别是钢材回收技术的发展，使得SMW工法桩的基坑支护技术在中国的地下工程中得到了广泛的应用。在城市综合管廊深基坑工程中，SMW工法桩具有地质适应性和结构可靠性等优点。因此，在全国各地深基坑项目中，SMW工法桩逐渐得到广泛的应用。根据场地地质条件的不同，SMW桩通常与其他支撑方法相结合，以达到最佳支撑效果。SMW方法自动化程度高、施工时间短、阻水效果好，适用于开挖深度大的区域。例如某工程根据监测结果，采用钢板桩和SMW工法桩结合的支护方法，最大水平位移为10.05mm，周边最大地表沉降为11.32mm，其稳定安全性和抗倾覆性均符合施工标准要求。通过在某市地下综合管廊工程基坑工程中的应用验证了该方法的优点。基于正交数值试验的方法，研究SMW工法桩参数对邻近隧道变形的影响规律，通过回归法反分析对SMW工法桩的设计参数进行了优化，可为SMW工法桩的设计提供依据。

3.4挡墙＋内撑支护

在大深度、悬臂式挡土墙强度、变形不能满足要求时，可在坑道内进行内支撑支护。该方法适合于不同的地基，但其内部支撑会占用建筑面积。通常采用的为钢管内支撑和钢筋混凝土内支撑。1.钢管内支撑。钢管内支撑通常选用直径为Φ609的钢管，其厚度可根据不同的负荷而发生变化。钢管支承采用对撑或角撑，当支承间距大时，可采用腹杆作为桁架支承。2.钢筋混凝土内支撑。钢筋混凝土内支撑可有效抑制墙体及周边地表变形。可根据开挖后的土方，完成现场浇筑，根据不同的基坑形态，适合于对周边环境有高要求的深基坑。大平面尺寸的内支承，在交叉点上需要设置立柱，立柱为格构式柱，以此可有效避免对底板穿筋造成的影响。

3.5开展试点项目，提高管廊运营智慧化

目前我国在加速综合管廊智慧运营管控平台的建设。日本、新加坡、中国台湾有较为完善的运维作业流程，智能化管控水平相对较高，而国内的综合管廊管控水平相对落后，增加了安全隐患和运维成本。建议开展一批智慧管廊试点项目，推进我国管廊运营向智慧化迈进。

结语

建立健全城市基础设施共享平台以此完善规划投资决策依据、完善相关法律法规，加强城市地下综合管廊工程勘察技术与支护设计方法，以此推动我国综合管廊集约高效、科学有序的发展。

参考文献

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