六盘水市地下综合管廊基坑支护设计与施工

六盘水市地下综合管廊基坑支护设计与施工

摘要：针对六盘水市岩溶地区的地质特点，六盘水市综合管廊工程基坑支护从

适用性、安全性方面进行选型分析，最终采用排桩+内支撑的支护方案，介绍了

工程降水、止水和地基处理措施，并建议施工过程中应重点保护周边建筑物和管线、注重基坑监测且动态设计的方法。

关键词：岩溶地区，综合管廊；基坑支护；设计选型；动态设计

1 前言

近年来，随着国家政策的大力支持，城市地下综合管廊工程在国内掀起了一

片热潮。在岩溶地区进行地下综合管廊的建设，需要有一整套相对应的基坑支护

体系，如何安全、科学、经济性较好地进行支护结构设计与施工是本文研究的重点。本文以六盘水凉都大道东段管廊为例对岩溶地区综合管廊基坑支护的设计和

施工进行探讨。

2 工程概况

2.1 工程简介

贵州六盘水市地下综合管廊是六盘水市人民政府批准，国家财政部、住建部

批审，并采用PPP（政府和社会资本合作）模式进行投资、建设与运营的大型综

合管廊项目。六盘水市地下综合管廊规划修建全长39.8km，总投资约32.64亿元，建成后将初步形成六盘水市中心城区地下综合管廊骨架网络。城市综合管廊建设

可逐步消除“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题，达到改善城市形象、提升城市品质，高效利用地下空间的目的[1-2]。

凉都大道东段管廊位于六盘水市红桥新区，设计起点为乾元路与凉都大道相

交处，设计终点为凉都大道与水黄路相交处，全长5.3km。凉都大道东段管廊结

构宽9.8m，高3.4m，管廊顶板覆盖土层厚度为3.5m，基坑开挖深度7~9m，凉

都大道东段综合管廊结构尺寸，如图1所示。拟建场地位于水城盆地中部东侧，

原始地形西高东低，下伏基岩为石灰岩，场地内岩溶裂隙、溶沟、溶槽发育，原

始地貌为岩溶盆地。拟建凉都大道东段管廊地段地面的标高约为1787.4~1810.5m，高差约为23.1m。

管廊位于道路北侧车行道下，管廊结构北侧距人行道2m，南侧距人行道

15m，人行道宽度5m，人行道两侧为居民楼，大多数为多层砖混结构。管廊周边地下管线较多，在基坑工程设计与施工时要控制基坑边形以保证周边居民楼的安全，同时要注意保护周边通行道路和地下管线。

图1 凉都大道东段综合管廊标准断面图

2.2 工程地质条件

根据钻探资料，场地自上而下为填土、淤泥质黏土、黏土（软塑）、红黏土（软塑）、强风化石灰岩及中风化石灰岩，填土层厚约1.1～9.2m，淤泥质黏土2.2～4.5m，黏土层（软塑）厚度为0.3m～16.0m，红黏土（软塑）0.4m～5.0m，强风化石灰岩厚度0.2～14.3m，各岩土层的计算参数如表1所示。

表1 场地岩土层计算参数表

2.3 地下水特征

本工程地下水分为上层滞水和岩溶水两层地下水[3]。

（1）大气降水及周边生活用经回填层向下渗透，在黏土或红黏土上部的土裂隙孔隙中形成上层滞水，水量一般，水位标高约为1785.0~1804.8m，实测水位埋深为2.4~5.7m。

（2）石灰岩岩溶裂隙发育，渗透性较好，岩溶水主要赋存于石灰岩裂隙孔洞中，上层地表水可下渗补给岩溶裂隙，在丰水期场地南侧双水河可直接补给场地；本场地为潜水类型的富水场地，并受双水河的渗透补给影响极大。

3 岩溶地区的基坑工程特点

岩溶地区岩土种类、岩体结构类型、所处场地地址环境与该地区基坑工程的稳定性、安全性密切相关，而且基坑工程的质量也受岩溶地下水的影响。该地区基坑工程失稳机理复杂，破坏形式多样，因此，基坑支护结构形式的选择也比较复杂[2]。

（1）该地区多为上覆土层、下伏碳酸盐层状岩体的复合基坑；

（2）该区的岩溶水分布规律很难查清，岩溶水源头位置、来势强弱、降水难易的判断都比较困难，因此基坑沉降的差异也相差较大，造成周围建筑物开裂后果严重；

（3）基坑失稳破坏除了原有上覆土层的破坏引起（或岩层面滑动破坏，或在土层中圆弧滑动破坏），还有因层状岩体的稳定性破坏而导致的基坑问题（如沿岩层面滑动、产生块体破坏和整体滑动破坏等）；

（4）基坑支护的应采取方法难于确定，因此支护的工程造价也相对较高。

4 基坑支护选型设计分析

4.1 放坡方案

放坡方案开挖后不进行任何支护处理（或面层喷射混凝土封闭），仅靠土体的自身稳定性保持基坑边坡稳定，是最经济的方案之一，但也受场地地层结构、场地用地范围和周边环境变形要求等条件限制[4]。其主要特点为：（1）放坡地段地层具有较高强度时，通过控制放坡坡率和控制坡高（多级放坡）来保证基坑边坡的滑动整体稳定性，但不宜在地下水位较高的软塑或流塑状土体中采用放坡方案；

（2）造价低廉，不需要额外支付支护成本；工艺简单，技术含量较低；工期短，节省支护施工的时间；决定了放坡开挖是基坑支护的最优方案，条件允许时，尽量采用放坡方案或基坑顶部适量放坡；

（3）不能承受边坡坡顶的大荷载，坡顶土体水平位移较大，因此基坑边不能有重要建筑物或地下管线。

本工程基坑开挖深度较深，且基坑周边为人行道下市政管线和运营道路，管线拆改难度大，受施工场地限制，对变形要求较严格；因此本工程基坑不具备全深度放坡的条件，但可在顶部适当放坡以优化设计[3]。

4.2 土钉墙支护形式

土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定，其主要特点为[5]：

（1）通过以增强边坡土体自身稳定性的主动制约机制形成的复合土体，有效地提高了土体的整体刚度，弥补了土体抗拉、抗剪强度低的弱点。通过相互作用、土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏的性状，显著提高了整体稳定性，更重要的是土钉墙受荷载过程中不会发生素土边坡那样的突发性塌滑，土钉墙不仅延迟塑性变形发展阶段，而且具有明显的渐进性变形和开