河南省南水北调配套工程管道全长约1000km，管道穿越较大道路、建筑物密集区一般采用顶管穿越，顶管工作井及接收井基坑支护有倒挂井支护、钢板桩支护、排桩支护、沉井支护等4种支护方案。

 

　　随着城市建设步伐加快，各种新增地下管线越来越多，但地下空间有限，管道敷设只能采用顶管施工，顶管工作井及接受井也不具备大开挖条件，往往采用基坑支护方式进行，本文就配套工程基坑支护实例，对有关基坑支护的优缺点和注意事项进行了分析，对类似顶管工程的工作井及接收井的支护选择具有借鉴意义。

 

　　1工程概况

 

　　河南省南水北调受水区供水配套工程主要向南阳、平顶山、漯河、周口、许昌、郑州、焦作、新乡、鹤壁、濮阳、安阳等11座省辖市市区和所属的7个县级市、25个县城以及禹州神垕镇、邓州移民安置区、南阳龙升工业园区等48个供水目标提供生活和工业用水。供水配套工程上接总干渠，下连城市水厂，担负着承上启下的输水任务，工程建成后，可基本满足河南省受水区用水需求，极大改善河南省受水区城市水资源的紧缺状况，归还城市挤占的农业和生态用水，为城市经济社会可持续发展提供供水安全保障，对全省的经济社会发展具有十分重要的意义。下面就4种支护方案分别进行分析，希望对类似顶管工作井基坑支护的选择具有借鉴意义。

 

　　2基坑支护的选择

 

　　基坑支护应根据经济指标、基坑的用途、大小、深度及周边环境等因素综合确定，不能从单一因素考虑支护，因为一旦考虑不周，将造成支护失败、引起基坑四周沉陷或引起临近建筑物沉陷、倾斜等一系列后果，甚至会发生安全事故。

 

　　3基坑支护

 

　　3.1倒挂井施工法支护

 

　　倒挂井施工法基坑支护是边开挖边支护，不需要开挖放坡，既经济又安全。倒挂井施工法支护经济安全，施工工期较长。倒挂井施工法井壁可以采用砖砌、钢支撑喷锚、钢筋混凝土等，具体选择那种结构，可根据支护要求灵活选用。

 

　　南水北调供水配套工程顶管接收井有采用倒挂井施工法，井壁材料选用钢筋混凝土结构，井壁外侧采用高压旋喷桩形成帷幕。由于基坑四周有房屋及水厂的主供水管线等重要设施，为确保安全，施工过程中在井壁四周布置了地面沉降监测点，具体布置见图1。

 

　　图1倒挂井施工法基坑支护工程剖面

 

　　根据施工期观测数据，高压旋喷桩施工工期15d，倒挂井施工期32d，弯头焊接等10d，整个竖井与弯头焊接等施工过程中累计最大地面沉降为124mm，均在规范要求的范围之内。

 

　　通过南水北调配套工程顶管基坑倒挂井施工法的成功应用，施工期监测数据正常，满足规范要求，为以后类似基坑支护提供了成功的经验。

 

　　3.2钢板桩支护

 

　　钢板桩支护是先将钢板桩打入地层，再中间边挖土边加支撑的支护方式。钢板桩支护需要加设支撑，才能满足要求。顶管工作井后靠背需要根据地质情况采取一定的处理措施，施工周期短，后期钢板桩可以拔除，不占用宝贵的地下空间资源。现在城市发展较快，各种管线均在地下埋设，地下空间越来越少，如果采用排桩和沉井等支护方式，一般很难拆除，尤其是排桩支护，南水北调配套顶管基坑支护桩深有的深达30m，这样基坑位置再铺设别的管线难度很大，明挖破除勉强可以，顶管施工基本没有可能，对城市建设发展不利。

 

　　目前，现在城市建筑基坑采用桩锚支护，尤其基坑在道路附近，锚索已经深入道路下方，挤占了很宝贵的地下空间资源，给后期顶管施工留下了隐患。

 

　　3.3排桩支护

 

　　南水北调配套工程在城区及建筑物密集区一般采用顶管施工，顶管基坑周围环境较复杂，必须确保周围建筑物、道路、管线的正常安全使用，要求基坑侧壁的稳定性好、沉降位移小，并能有效地止水，在这些位置的基坑支护一般采用排桩支护，有地下水的基坑，排桩外围采用高压旋喷灌浆形成截水帷幕。

 

　　本文选取的基坑南侧6层房屋仅距基坑内沿为26m，为保证房屋等安全，采用排桩支护，排桩外围采用高压旋喷桩形成截水帷幕。由于基坑四周有房屋及国防光缆等重要设施，为确保安全，施工过程中在井壁四周布置了地面沉降监测点及房屋沉降监测点，具体布置见图2。

 

　　图2排桩基坑支护工程剖面图

 

　　[JP+2]根据施工期观测数据，混凝土灌注桩、高压旋喷桩等施工工期110d，整个竖井与弯头焊接等施工过程中累计最大地面沉降为186mm，6层房屋屋前沉降累计最大地面沉降为153mm，均在规范要求的范围之内，6层房屋观测数据证明基坑施工没有对房屋产生影响，达到了很好的效果。

 

　　排桩支护对周边建筑物及地下管线的影响很小，能达到规范及安全的要求。其缺点是工程投资较大，施工周期长；排桩深度大，占用地下空间资源，对城市后续各种建设制约很大。

 

　　3.4沉井施工法支护

 

　　沉井施工法支护适用于：（1）埋设较深的构筑物；（2）地下水位较高，易产生涌流或塌陷的不稳定土壤；（3）场地狭窄、受附近建筑物或其他因素限制不适应采用大开挖施工的地点；（4）江心及岸边的取水构筑物。

 

　　配套工程在道路及绿化带等处，在临近没有重要管线及地面建筑物情况下，可采用沉井施工法，避免开挖面积大，影响城市交通及城市环境。基坑施工对一般地基的扰动区划界定，一般基坑深度1倍范围属扰动区域，2倍范围属受扰动较小区域。根据相关施工经验，沉井施工法对1倍范围的周边环境影响较大，所以在沉井开始施工前，一定要再次对沉井施工影响区范围内地下管线进行查明，尤其是对易燃、易爆及污水管道的探明。一旦沉井施工造成了管道损坏，会发生爆炸、污水灌入基坑等安全事故，造成的损失、社会影响难以估量。沉井到位封底以后，应采用水泥灌浆的方式充填影响区的土体，达到固结的效果。

 

　　南水北调供水配套工程顶管基坑支护，采用沉井施工法支护的较多，现就一典型沉井进行论述，为监测沉井对周边的影响，设置沉降观测基点，具体结构布置见图3。

 

　　根据施工期观测数据，沉井等施工工期110d，整个竖井与弯头焊接等施工过程中，距离沉井越远，沉降量越小，累计最大地面沉降为193mm，均在规范要求的范围之内。

 

　　但是采用排水下沉时，如果出现隔水层上有大量滞水情况下，会出现大面积涌水涌土现象，造成井壁外侧大面积塌陷，严重的可能会出现安全事故。在城区的顶管基坑，一定要详细了解基坑四周的地下管线等资料并掌握地质情况，不同地质情况下，沉井的影响范围差别较大，选用沉井施工法支护要慎重，避免掌握资料不全，造成沉井四周沉降量超出。