试论不同地质条件下地下管廊地基处理及工程应用

发表时间:2021/2/25   来源:《城镇建设》2020年32期   作者:朱卓魁
[导读] 随着我国社会经济的不断发展,对现代化城市建设力度的不断加强,政府及有关部门高度重视对地下综合管廊的建设,
        朱卓魁
        北京城建道桥建设集团有限公司,北京市 100124

        摘要:随着我国社会经济的不断发展,对现代化城市建设力度的不断加强,政府及有关部门高度重视对地下综合管廊的建设,并且对管理力度进行了加强。地下综合管廊是一项非常复杂的施工建设项目,一般对基坑采用一次性的开挖,可以进行长达100年的应用时间。因此,需要对整体的安全性进行施工方面的综合考虑,我国政府及有关部门对施工要求进行严格的控制,对建设力度进行了深入的加强。从工程项目的角度来看,主要是对地基的承受力和侧向位移,以及变形控制的充分保证。在工程施工建设中,需要对影响因素做整体的考虑,避免对整体安全性产生忽视问题。在不同的地质条件下,急需建设综合的管廊项目,需要针对不同的施工环境,以明挖法和暗挖法为基础,结合实际的情况来进行有效的分析,并对实施方案进行完善的制定,同时对施工办法进行最科学合理的选择,以对整体的稳定性和安全性进行提升。对应用范围进行不断的扩大,工程项目的效率和质量需要进一步地提升,从而为现代化建设做出积极的贡献,而如何解决实际施工中面临的不同条件下的地下管廊地基处理,是我们需要面对和解决的重要课题。
关键词:地质条件;地下管廊;地基处理;工程应用

前言:地下综合管廊一般建于城市的地下,主要对两类或以上的城市工程的管线构筑物进行容纳。一般会对专门的吊装口和检修口,以及监测系统进行设立。通过统一的规划和设计,对构造物及其附属设置进行建设和管理,是目前城市开发地下空间的重要表现形式,本文对不同地质条件下地下管廊地基处理及工程应用进行分析,具体如下。
1地下管廊的概述
        地下综合管廊就是对地下空间的应用,可以利用地下的空间让城市的空间范围变得更大,让人们日益增长的需求得到满足。通过对地下空间的有效利用,可以对城市的建设起着一定的积极作用。充分利用地下综合管廊,可以让人们生活中所运用的各种线路结合在一起,进行有效的统一管理,可以给人们的生活带来很多方便,也给工作人员在进行维修的时候有很多的帮助,节约了资源的同时,也加速了整个城市的建设和发展。
2地下综合管廊地基的处理内容
2.1针对地基进行的处理
        在对地下综合管廊地基处理的分析中,要对其特征来进行考虑,主要表现在有比较广泛的施工范围,在复杂的地质条件下进行作业。想要对应用年限进行合理的延长,就应该针对不同地质条件的结合,对实际的作业环境进行综合的分析,对实施方案进行完善的制定。目前的地下综合管廊施工条件下,有两种方法进行实施,分别为明挖法和暗挖法[1]。一般根据实际的情况来对施工方法进行合理的选择,来对工程项目的质量问题进行保证。
2.2防水处理
        在飞速发展的现代社会中,有明确的要求和标准,来对地下综合管廊施工技术进行规范作用。因为考虑到地下综合管廊工程的重要性,以及对现代化城市的需求,需要综合分析其结构部分,对标准制度的相关规范要求做到严格的遵守。在实际面对防水处理的工作过程中,在一般情况下,地下综合管廊要求结构设计的使用寿命为100年,会将防水设防的设置为二级以上,来对整个工程项目的结构主体,进行全面的防水性能的保证[2]。这样就需要考虑比较多的影响因素,不仅要考虑到整体的使用寿命、性能和结构特征,更要在适合的施工地段进行合理性的选择,来进行防水修复等问题的全面性分析和解决。最重要的还包括合理选择适合的防水材料,并且对整个防水系统的完善制定。
2.3变形缝设置处理
        在实施地下综合管廊工程项目的过程中,主要是以《城市综合管廊工程技术规范》为根本,再分析其主要内容,按照现浇混凝土综合管廊的结构,在30米以内的变形缝进行控制,按照纵实施的标准,在每隔30米的地方,会在一处进行变形缝接头的设置[3]。跟实际的情况相结合,针对各种的影响因素,做综合性的分析和处理,对实际面临的问题,可以适当的做出调整和改变。
3不同地质条件下地下管廊地基处理分析
3.1分析施工建设的实际条件
        在不同的地质条件下,对综合管廊的地基处理和应用进行分析。我们可以将整体的建设和发展的核心放在侧向位移、地基承载力和变性控制三个方面。并且在每个阶段的发展过程中,都对其进行了更高要求的提出。不管是哪一项的核心工作出现了问题,都会对整体的工程项目发展带来不良的后果,甚至会出现意想不到的破坏性。因此,在建设的初期,一定要让专业的技术人员,实地到施工现场进行调查和分析,详细记录工程项目所有的相关信息数据,按照因地制宜的施工原则,要对综合管廊整体的规范性和标准性进行有力的保障,进行创新和优化的方式进行地基的处理,来对地下综合管廊运营的安全性进行有效的保证。由于施工建设的地域性比较强,所以我们应该采取因地制宜的方式来对实际的工程进行调整和规划,采取相应的地基处理方式来保证管廊运营的安全性。
3.2确保合理性的线路规划
        在飞速发展的现代化社会中,很多领域行业的迅速发展,都对市政公用管线的应用需求量增大,对地下管路网路的实施,也让其自身的复杂性进一步的增强了,这样也明确要求了现代化城市管线的规划与管理[4]。在扩大地下管路网络的同时,应该对地下综合管廊进行预先的规划,需要针对不同的地质条件进行结合与分析,对具体的实施方案进行完善的制定,对设计入廊线路的标准,来对市政管线的整体建设需求得到满足,这样不仅可以提高我国的综合实力加以提升,还可以对推动市政建设的可持续发展进行很好的助力。
3.3加大力度维护工程项目的实施
        在实施地下综合管廊的工作过程中,会有明确的要求来对吊装口、检修口和监测系统进行设置,在做到整体统一化的进行设计时,应该尽量做到对地面的开挖工程进行减少,来对构造物和相应的附属设施进行保护,避免污染和破坏自然生态环境,为未来的工程项目的检修工作,打下坚实的基础[5]。运用智慧化的管理手段,结合现在的信息化集成技术,来进行工程的实时监测。
4不同地质条件下地下管廊地基工程的实践应用
4.1湿陷性黄土地区
        西宁市的全市域综合的管廊程度为227千米,缆线的综合管廊总长度为85千米,支线综合的总长度为312千米,合计总施工长度为624千米。项目的施工以总承包的模式,在绿化带和人行道以下2.5米的位置进行管廊的设置,运用钢筋混凝土的现浇结构,部分燃气舱为钢筋混凝土的预制结构,管廊根据断面来分为单舱、双舱和三舱的模式。在实施综合管廊的工作过程中,湿陷性黄土地基最常见的处理方法是强夯法、垫层法、预浸水法和挤密法等,应该对实际的额综合管廊地基的承受力要求,以及各种处理方法的可处理适用范围,来进行最合理最经济的方式进行实施。结合以上案例,该区段的地基应该采用垫层法,来进行换填素土压实的方法最为经济合理。需要进行大于1.5米的开挖,来对黄土的湿陷性进行消除,再采用素土分层回填的办法,来进行地基土的处理,必须采用压实系数大于0.97的方法。在面对湿陷性黄土地区的施工中,可以采取消除地基全面或者部分的湿陷量的方式,参照《黄土规范》的标准来对地基进行有效的处理和调整[6]。在防水方面做到防和堵相结合的原则来进行解决。因为管廊的自身刚度比较大,可以抵抗一定的不均匀沉降。
4.2富水的软土地区
        肇庆新区的城市地下综合管廊项目,在肇庆市规划的新区,为西江河流冲击平原区的地貌类型,具有平坦的地势特点。该项目的综合管廊长度约为34.3千米,主要采用明挖法来进行施工作业,基坑的开挖深度为5.6至6.7米,不仅长度长,而且深度超过了5米,需要总体很大的支护量。在这个管廊项目中,项目需要穿过河流以及很多不良的地质区。

根据设计要求,需要在管廊的沉降缝处做出沉降差小于1厘米的操作,来对地层变化引起的差异沉降进行控制,还要根据软土层不同的厚度变化,来采取相应的措施进行处理和解决[7]。肇庆管廊的长利大道段区,需要对长利涌河段进行穿越,该河段的水面平均深度为6.5米,宽度约在100米左右。工程采用明挖的施工方法,在河涌的两侧进行河水的引入,换填清淤,结合管桩的施工,进行固化坑底的高压旋喷桩处理,来对管廊的过河段进行基础稳定的保证。这种地质下的管廊施工可以采取排水固结法、振密挤密法、强夯法和压实法,以及加筋法等进行实际的施工作业。
4.3坚固围岩地区
        南雁四回路输电线路改造工程,在大连市的星海商务区,电力管廊为用途500千伏的特高压输电。本标段的隧道工程全长在700米左右。由于管廊沿线的周边环境比较复杂,需要在老旧的居民区进行下穿,以及中山路和202轻轨,还有在运营中的地铁车站等下面进行下穿作业。工程主要穿越的地段底层为中风化石英岩和中风化板岩。在整体的设计中,管线隧道工程有3个施工竖井。在整个项目的实施过程中,面临重大的风险源,其中包括运营中的地铁车站和轻轨道路,以及老旧居民区等。为了对城市周边的环境扰动降到最低值,根据不同的地质条件,来进行人工和机械相结合的开挖模式,还进行了减震爆破的方式,采用暗挖弱爆破的施工,来进行全线的管廊区作业。
5不同地质条件下地下管廊地基处理技术应用问题的探讨
5.1城市地区开挖
        在建设城市大规模的管廊工作中,由于政府的支持,以及城市管理的需求推动下,未来的管廊建设,会日趋集中于城市地区的建设。在城市管理内开展管廊工程,需要对周边环境的影响降到最低点,对施工扰民的现象需要做到严格的控制。应该将现有的顶管法和浅埋暗挖法,以及盾构法充分的运用到城市地区的综合管廊建设当中。伴随着管廊建设的越发普及化,在实际的工作过程中,也将面临地下设施和地下轨道交通,以及市场管线等复杂的地下周边环境[8]。这就需要积极的面对市区管廊的建设问题,不仅要在开挖的过程中,对周边的扰民现象降到最低,运用新型的机械设备,如顶管施工工艺和异形盾构等,还要保证有效的规划城市地下环境的建设,采用科学的合理布局,减少反复开挖的地面拉链现象的发生,合理有效的对城市的地下空间进行开发和利用,对管廊建设工程的效益进一步的提高。
5.2防水耐久性
        现在针对管廊结构变形缝的防水,主要运用橡胶止水带,结合实际情况来进行防水。在实际的工作中,现行的橡胶止水材料的耐久性存在很多问题,止水材料的使用年限一般约在10至30年左右,其中外贴橡胶止水带在25至30年左右,钢边的橡胶止水带的使用年限也在25至30年左右,进行改性沥青的结构外贴防水卷材的使用年限在10至15年之间。这些材料的使用年限让管廊工程在更换防水材料时的难度加大,而管廊作为一次性的开挖结构,在更换这些材料是变得困难异常,如果防水材料的破坏在完成管廊工作以后,想要更换的机会几乎为零,因此,这样无法匹配的防水材料的使用年限和管廊设计的年限之间,需要做出针对性的解决方案。在针对这个问题的方面,可以采用改进变形缝节点工艺的做法,让部分的防水材料进行可拆卸和可替换的解决办法,还应该在保证防水材料耐久性的年限范围内进行使用。相关部门应该明确规定现有的管廊设施的防水材料的使用年限,如果使用年限失效了,应该进行积极的修复和有效的解决,让管廊建设满足实际的使用需要。
5.3设置变形缝
        按照《城市综合管廊工程极速规范》的要求,对于现浇混凝土的综合管廊结构,应该设置变形缝的最大间距为30米。从工程项目的实际来看,大部分地区的变形缝都进行了过于密集的设置。在不能替换止水材料的背景下,应该对结构的安全进行有效的保证,尽可能的对变形缝的设置进行减少,来对漏水的隐患问题风险进行了有效的降低作用。在线性结构的变形不均匀的沉降中,各地的地质条件和环境的差异也有很多的影响作用[9]。这就要求管廊在实际的施工过程中,变成缝也要兼做温度缝的工作,在进行设计时,还应该根据各地区的温差和沉降等综合因素来进行考量和实施。比如在武汉和苏州等地,根据当地的实际情况,在进行管廊建设的过程中,采用明挖的方式来进行现浇地下车行隧道,变形缝之间的间距设置在40至50米之间,刚好对整体沉降变形的要求达到了满足。在解决管廊结构温度应力和不均匀沉降的条件下,在地质条件非常好的地区,可以采用增大变形缝间距的方式来解决实际工作中面临的问题。
6地下综合管廊的应用在城市建设中的具体作用
6.1降低城市建设的成本
        在运用地下综合管廊的安装过程中,需要对使用的设备进行相关的成本控制,保证用最好的材料和设备,来对工程建设进行保障,这就需要在实际施工的过程当中,需要保证交通运输的畅通,不能阻碍人们的正常通行生活,需要让城市的建设成本降到最低点。
6.2缓解了道路交通等问题
        随着社会的不断发展,人们对生活环境的要求也越来越高,在人口不断增加的同时,城市的承载能力也是有限的,这就需要加快对城市的建设。随着城市走向国际化的路线,也加快了城市建设发展的进程。但是当城市的承载能力受到威胁时,道路交通和基础设施就会不断的出现问题,让人们不能正常的进行生活。因此,在地下综合管廊的应用中,可以对城市的压力进行进一步的缓解作用,让城市建设在保证正常化进行的同时,对严重的环境问题有所帮助。
6.3提高了社会效益
        在未来城市的建设中,地下综合管廊起着重要的支撑作用。如果能够对综合管廊进行合理有效的利用,那么对整个城市的各个方面都是有很大的帮助。可以对道路的承受压力进行有效的缓解,减少道路拥堵的问题,进而让道路的使用年限进行了增强。另外,对地下管廊的合理运用,还可以提高城市的使用价值,让城市变得更加和谐充满魅力,加速了城市化进程的脚步[10]。所以,管廊的建设是非常重要的,需要安全性高的施工工艺,来减少未来需要面临的问题。
结论:在社会的不断发展中,要加快对城市建设的问题,就要合理的运用地下综合管廊的建设,让城市的承载压力进行进一步的降低。这及需要相关部门提高对管廊建设的重视度,提高对地下综合管廊的建设力度,在地基处理和工程应用方面,应该进行全面的分析和有效的解决,按照标准的制度进行施工要求,从各项影响因素方面来进行综合的分析,应用信息化的集成技术,来对管线的实施工作进行有效的实时监测,对工程的安全性和可靠性进行进一步的加强。
参考文献:
[1]周旻娴, 孙旻, 王国欣,等. 不同地质条件下地下管廊地基处理及工程应用[J]. 施工技术, 2018, 47(S4):1245-1248.
[2]张超, 刘军勇. 软土区综合管廊工程中预应力管桩地基处理技术的优化及应用[J]. 路基工程, 2018, 000(005):12-16,23.
[3]汪海清. 不同地质条件下工程地基处理与加固技术发展应用浅析[J]. 建筑与装饰, 2019(9):148-149.
[4]刘志军, 朱明星, 王胜年,等. Optimization Analysis of Foundation Pit Design of an Utility Tunnel in Soft Soil Area%软土地区某地下综合管廊工程基坑设计优化分析[J]. 水利与建筑工程学报, 2018, 016(005):172-175,180.
[5]阮虹, 石长元, 王晓峰,等. 复杂地质条件下综合地基处理技术的研究与应用[J]. 天然气与石油, 2018, v.36(04):112-118.
[6]刘志军, 朱明星, 王胜年,等. 软土地区某地下综合管廊工程基坑设计优化分析[J]. 水利与建筑工程学报, 2018, 16(05):176-179+184.
[7]贾秉志, 朱进军, 邵勇. 双向搅拌粉喷桩在地下综合管廊地基处理中的应用[J]. 江苏建筑, 2019, 196(02):89-91.
[8]李川杰, 刘永立, 徐斌. 几项技术革新在地下综合管廊施工中的应用[J]. 水利水电施工, 2018(04):40-42.
[9]黄剑, 王恒栋, 王建. 软土地基综合管廊沉降控制、监测与分析[J]. 地下空间与工程学报, 2018, 14(S2):357-371.
[10]李鹏, 李华龙, 芦永曾,等. 大厚度自重湿陷性黄土地区管廊工程的地基处理[J]. 建筑施工, 2018(8):1271-1272.
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