1 工程概况 阿波罗未来产业城启动区基础设施项目永勤路综合管廊工程，位于深圳市龙岗区阿波罗产业新区，综合管廊设置在道路正下方，采用明挖工艺基坑施工，基坑采用钻孔灌注桩排桩+两道钢支撑支护方式（图1），深基坑长890 m，宽22~35 m，深7.9~12.3 m，钻孔灌注桩直径1.0 m，桩间距1.3 m，桩长13~16 m，钻孔灌注桩间采用 0.8 m旋喷桩止水，基坑竖向采用一道 609 mm×16 mm钢管横撑，横撑水平间距3.5 m，管廊节点处横撑长度大于20 m，在横撑中部设置临时型钢支架（灌注桩+格构柱）。 图1 综合管廊基坑横断面示意 永勤路综合管廊为线性结构，纵断面与道路纵断面基本保持一致，横断面完全位于道路正下方，因为综合管廊舱体多，管廊基坑宽度大，仅小于道路红线宽度4.5 m，同时综合管廊基坑两侧为已建成建筑和现状通行道路，基坑外无任何施工操作工作面，同时受限于基坑中央的钢立柱，在如此狭窄的空间内进行基坑大跨度钢支撑施工和土方开挖施工具有极大的难度，在开挖的同时如何保证开挖的安全是本项目面临的核心难题。 2 地质水文情况 2.1 地质情况 根据现场勘探数据，综合现场测试及实验室土质分析结果，研究区域在勘察深度内揭露的地层主要包括：人工填积层（Qml）、第四系残积层（Qel）以及燕山期侵入花岗岩（γ53(1)）层。土方深度范围内主要为杂填土层、素填土层，基底持力层为砂质粘土。各岩土层的主要物理力学性能指标见表1。 表1 物理力学性能指标 2.2 水文情况 场地内存在地表水系和地下含水层，其中地表水主要分布于大康河及规划区内的池塘中；地下含水层则主要包括浅层滞水带和深层基岩裂隙水。 上部滞水场地浅层滞水主要赋存于人工填土层，含水率较低，补给来源以大气降水为主，水位受季节变化影响显著。勘测数据显示，该层稳定水位埋深介于0.10~10.50 m，对应高程为46.45~75.68 m，基坑开挖深度范围内基本为上部滞水。 3 基坑特点 钢支撑+支护桩的基坑支护体系，其地质条件，地下管线情况及周边环境复杂多变，主要特点如下。 （1）大断面深基坑钢支撑的架设与土方挖运的矛盾问题显著，土方超挖极易造成基坑失稳，威胁周边及人员安全。（2）在土方开挖时，钢围檩、钢支撑架施工人员的可活动范围小、不利于操作且安全因素不稳定，易发生坠落事件。（3）在不良富水性地质情况下易产生支护桩桩间漏水、桩间土发生塌落，威胁基坑安全。（4）综合管廊结构主体距离支护结构空间有限，传统钢管式脚手架搭设烦琐、上下平台之间通行困难、拆除工作量大。（5）部分管廊集水井邻近基坑支护体系或边坡，遇松散地质、稳定性差时，集水井开挖施工极易扰动基坑的支护体系，造成基坑失稳坍塌。（6）基坑工程是一个具有显著时空特性的系统工程，周边环境对施工作业影响较大。 4 排桩+钢支撑式综合管廊 4.1 基坑降水技术 基坑工程采用的降水井多采用钢筋焊接笼结构，作为临时排水设施，在工程验收后即被废弃填埋，导致建材资源浪费严重，经济效益较低。为解决此问题，定制研发可回收式降水井，根据降水设计深度分别采用不同长度的套筒圆管通过4个螺丝连接，再将外侧的铁丝网、尼龙纱布、PVC套筒绑扎好，用履带式起重机对套筒式降水井进行安装即可，待后期完工后，采用液压拔桩机拔出，实现循环利用，节省工程材料。 在自动降水系统中，为优化其性能，选用串联、并联结合的逻辑关系，排水泵与浮球液位开关（常用）串联布置，手动开关（备用）作为应急措施并联布置。此外，该系统中所有电气连接均采用防水型接插件。自动降水系统中设置水泵吊绳，可以根据自动排水水位控制范围预留限位开关线长度，并采用卡扣固定在吊绳上。将排水泵吊放至管井内，吊绳拉紧固定在井口。通电试运行检查排水效果。根据不同地质情况，在基坑开挖前6~10 d启动自动排水泵，直至基坑回填后拆除排水泵，实现施工过程中降水井自动排水。 4.2 钢围檩、钢支撑安装安全保证技术 由于综合管廊深基坑（钢支撑+支护桩体系）断面跨度大，钢围檩的架设是基坑开挖过程中的安全风险点，如何保证钢围檩的架设安全是提升基坑工程安全性的管理重点。 在常规深基坑支护挡墙施工中，支护桩通常垂直设置，施工人员在架设钢围檩和钢支撑时，只能以钢围檩作为工作平台，活动范围受限，操作不便且存在安全隐患。为此，采用一种新型的钢围檩与钢支撑架设安全操作平台。基于在支护墙顶部增设爬梯式操作平台的方式，以及在平台周边加装防护栏杆以增强钢围檩和支护活动端部安全系数。作业过程中，增设的操作平台在便于作业、增强安全性的同时又为作业人员提供便于通行和操作的空间。此外，为消除施工人员攀爬作业过程中爬梯倾斜问题，利用伸缩式爬梯平台与侧墙支撑连接，以达到适应不同工况、增强安全系数的目的。 在基坑工程进行钢支撑施工期间，于钢围檩的上方与侧面增设了防倾覆滑移装置。该装置利用角钢支架和角钢，通过螺栓连接的方式对钢围檩进行稳固和限位，有效防止钢围檩出现倾覆、滑移乃至坠落的情况，进而降低基坑开挖支护阶段的安全风险，提升基坑工程作业的整体安全性。 4.3 空间受限式基坑随撑随挖技术 大断面深基坑（支护桩+钢支撑支护形式）开挖过程中，因其基坑断面大、深度深、作业空间狭小等施工难点，无法为长臂挖掘机提供站立位置，因此只能使用普通挖掘机在基坑内部进行挖掘作业。此外，吊装钢支撑作业过程一直处于已开挖深基坑内部，为“先挖后撑”作业流程，存在支护墙体系失稳甚至坍塌等风险。为合理应对上述难点，本技术以位于市政道路一侧综合管廊深基坑（宽度25 m、深度8 m、长度达2 km）为例进行说明，该基坑采用灌注桩搭配钢管支撑的支护形式，竖向设置2道支撑，支撑竖向间距为4 m，同时在基坑中央设置钢立柱与纵向连梁以增强稳定性。当基坑宽度超过长臂挖机作业半径时，或基坑两侧作业空间不足时，可安排挖机进入基坑内部进行开挖作业。 适用于大断面深基坑的随撑随挖施工方法如下。 第1步：以中间纵向临时连梁将综合管廊基坑土方挖运作业面分隔为左、右两部分，第1层土方开挖先开挖至第1道横撑下0.5 m，然后施工第1道横撑及网喷混凝土。 第2步：从出土方向起点向后退挖土方，拉土外运，并开始架设第1道第1根钢支撑。呈倒梯形挖土，挖深约4 m，倒梯形底部宽约5 m，以满足挖机回旋半径为准，倒梯形两侧挖土坡率为1∶n（具体以土质情况确定放坡比例），开挖至第2层平台。 第3步：在倒梯形工作位开挖第1道钢支撑左右两侧向出土方向翻土。 第4步：靠围护桩一侧土方降至第2道钢围檩底部0.5~1.0 m且平台长度达到6~8 m满足架设钢围檩作业高度时暂停挖土，安装完第2道钢围檩后继续退挖；挖土至距离第1道第2根钢支撑架设位置1 m时再次暂停挖土，利用该1 m平台作为拼装钢支撑的工作面，安装第1道第2根钢支撑。 第5步：退挖法循序渐进挖土，当1层、2层土方退挖推进至距离钢支撑架设位置1 m时暂停挖土，利用该1 m平台作为拼装钢支撑的工作面，安装第1道第3根钢支撑、第2道第1根钢支撑，同时另投入中小型挖机到基坑底部配合清理2层平台作业盲区土方。 第6步：在2层平台进行钢支撑底部土方朝出土方向转运过程中，为避免挖机转土作业时与钢支撑发生碰撞，可预先沿着基坑纵向，在钢支撑底部的土方区域挖出供挖机站立的沟槽。沟槽的坡率设定为1∶n（具体放坡比例需依据实际土质情况确定），之后挖机翻挖沟槽两侧土方，并将其向后传递。 第7步：投入小型挖机到前工作段基坑底部清理坑底浮土以及按照设计标高平整基底；机械配合退挖至距离钢、支撑安装位置1 m时再次暂停挖土，安装第1道第4根、第2道第2根钢支撑；钢支撑架设间距为4~6 m，每段土方挖退至距离钢支撑安装位置1 m时再次暂停挖土，安装第1道、第2道钢支撑，依次循序渐进挖土作业；基坑内土方挖运完成以后可通过起重机将小型挖机吊出基坑。 综上所述，通过科学规划施工机械的挖土作业路线及钢支撑的架设点位，有效解决了传统作业过程中长臂挖机面对跨度大、深度深的深基坑作业的普通挖机无法随挖随撑、长臂挖机无法作业等施工重难点。此外，该方法通过在深基坑开挖过程中设置钢支撑拼装平台、钢支撑等段组装等措施，大幅降低了对起重机吊装能力的依赖，并降低了工人的高空作业风险，简化了施工流程，提升了作业效率。本发明所提方法实现了人机协同的高效作业模式，严格遵循先撑后挖的安全准则，加速了基坑开挖进程，确保了深基坑施工的安全性与稳定性，显著提高了整体施工效率。 4.4 沉井式逆作集水井施工 针对基坑施工中的地下室结构集水井，目前的施工工艺是在基坑开挖中将地下室结构集水井同步开挖，而对于部分邻近基坑支护墙或边坡的集水井，遇到地质松散、稳定性差时，集水井开挖施工极易对基坑的支护体系进行扰动，造成基坑失稳坍塌。 采用沉井式逆作集水坑施工方法，通过先施工地下结构主体结构（预留集水井结构不施工），再对地下结构底板预留的集水井采用逆作沉井施工，有效解决因集水井开挖扰动基坑周围土体，保证了基坑支护体系的安全，为地下结构施工提供安全可靠的作业环境。 4.5 基坑工程安全文明施工保证技术 4.5.1 基坑内可移动式楼梯 通过设置在基坑支护上的可拆卸移动梯笼作为作业平台，解决了传统钢管式脚手架搭设烦琐、上下平台之间通行困难、拆除工作量大的问题，并且随着主体结构的不断向前延伸可将整个工作平台平移过去，不仅节省了拆装工序，深基坑上下通行、上下作业平台之间材料倒运更加方便。 4.5.2 基坑防雨防晒装置 利用施工现场常用的钢管横撑为载体，通过滑槽与牵引方式，沿基坑轴线方向搭设防雨防晒装置。针对不同气象条件配置相应防护设施，该装置可在材料吊装和混凝土浇筑过程中灵活展开或收纳，既保障了施工效率与作业安全，又有效缓解了雨季施工阻碍和高温作业风险。同时，该措施还能辅助混凝土养护作业，降低人工投入成本。 4.5.3 基坑用可移动式旋转灯架 传统基坑照明多采用固定式安装方式，如通过膨胀螺栓将灯具固定在冠梁、支撑结构或专用灯架上，存在灵活性差、拆装不便及抗风性弱等缺陷。为解决此问题，利用基坑周围的设施，将灯支架挂靠在设施上，使其能随时被移动，通过灯座中间旋转轴把灯架装置与灯座装置连接起来，使灯在使用中能360 °转动照明，灯线路设置定时开关，减少灯的制作和拆除工作，有效提高灯的利用率及使用面积，解决了传统照明方式的技术局限性。 4.5.4 防止支护灌注桩间土塌落的支护装置 传统的基坑支护桩间常因止水桩施工质量差导致支护桩间的止水帷幕失效，造成桩间土坍落，影响基坑安全。常规处理多采用砂袋或挂网喷射混凝土护面等方法，实施时间长，会错过最佳抢修时机，且处理后效果不明显，难以持久阻止桩间土坍落。通过在桩间设置“几”字形钢板固定在两侧桩体上，并在钢板后设置扇形橡胶充气气囊，充气后能够完全100 %密接桩间土，阻止其坍落。其制作简单、可灵活布置，解决基坑支护桩间的止水桩因施工工艺偏差导致支护桩间止水帷幕失效，导致地下水水位较高处桩间土因渗水量较大出现桩间土坍落，保证基坑支护体系安全稳固，为现场基坑施工提供安全可靠作业环境。 5 结束语 本研究基于形式的施工技术进行了详细阐述，通过采用多种创新技术解决了基坑工程钢支撑体系与土方挖运随撑随挖的矛盾关系，以及钢支撑、钢围檩架设安全控制难、深基坑小间距人员操作困难、复杂地质主体结构一次开挖隐患大的难题，并为现浇综合管廊提供了安全、稳定的施工环境。与传统方法相比节约了工期、成本，节省了材料，实现材料重复利用，提高节能环保效率，减少不必要的能源浪费。
