淺析復雜條件下地下綜合管廊施工技術

劉月光

中國水利水電第六工程局有限公司 遼寧 丹東 118002

前言

地下綜合管廊又叫綜合管溝或共同溝，是通過將電力、通信、給水、供熱、制冷、燃氣、垃圾真空管等兩種以上的管線集中設置到道路以下的同一地下空間而形成的一種現代化、科學化、集約化的城市基礎設施。

1 工程概況

江東大道（河莊大道西-青六路東）地下綜合管廊工程位于杭州大江東產業集聚區，西起道路樁號K2+400，東至道路樁號K6+980，全長4580m。本工程綜合管廊布置在道路北側非機動車道和機非隔離帶下，標準段采用三艙結構，分別為高壓電力艙、燃氣艙及水纜艙，結構總尺寸為B×H=10.95m×4.4m，綜合管廊為鋼筋混凝土箱式結構，采用明挖順筑法施工。

地下綜合管廊標準斷面圖

2 周邊環境及地質條件

樁號K4+600～K4+650段為過河段，管廊橫穿前民直河，河道寬度20m，河道兩側為鄉村道路，寬為5m，管廊右側1m為現狀江東大道的橋梁，河道邊布置有供水管道、燃氣管道及架空高壓線等橫穿管廊。

管廊周邊環境示意圖

3 施工程序

障礙物移除→安全防護→圍護結構施工→施工降水→管廊開挖→防水施工→管廊結構施工→土方回填→安全監測→施工完成。

4 障礙物移除及安全防護

（1）前民志直河辦理河道手續后，進行臨時封堵，首先靠江東大道側在管廊施工范圍外1m打入15m拉森鋼板樁，樁高于河道最高水位50cm，另一側距管廊11m范圍打入鋼板樁，其中10m范圍作為施工平臺，鋼板樁上均設置警示標志。

（2）前民直河兩側道路經與當地村委會溝通進行封閉，采用硬質隔離護欄放置于施工范圍外100m，并設置相應警示標志。

（3）高壓、通訊架空線路及供水、燃氣管路均遷移至已完成施工段內，線路采取穿管防護，沿線設置警示標志。

（4）江東大橋橋頭兩側邊坡出現垮塌跡象，為防止垮塌采用15m拉森鋼板樁進行防護，并在上部澆筑混凝土加固。

（5）由于河道水位較高，防止河水滲入基坑，管廊圍護結構外采用Φ850@600SMW三軸攪拌樁加固，咬合250mm，加固至坑底3m。

（6）為保證河水流通，在封堵河道兩側均布設水泵，沿管廊頂部架設管路，采取抽排措施保證河水流通。

5 施工方法

5.1 圍護結構施工

此段管廊深度達到10m，且靠近江東大道若施工不利將會直接影響主干道，同時地下水豐富又位于河道正下方，施工難度較大。因此做好安全防護后，采取SMW工法樁作為圍護結構，支撐采用第一道鋼筋混凝土支撐，剩余支撐采取鋼管支撐，保證基坑穩定。SMW工法樁設計采用Φ850@600SMW三軸攪拌樁，內插700×300×13×24H型鋼，兼做止水帷幕，型鋼的插入方式采用“隔一插一”，個別區段密插。

（1）施工工藝流程

施工準備→測量定位→設置導向樁→開挖導向溝→導向架定位→型鋼攪拌機就位→壓漿注入→成墻鉆進及攪拌→棄土處理→插入型鋼與固定→墻體硬化→墻頂設置冠梁→型鋼拔出。

（2）溝槽開挖

根據基坑圍護內邊控制線，采用1m3反鏟開挖溝槽，并清除地下障礙物，溝槽寬約1.2m，深1.5m，主要進行施工導向。

（3）SMW工法樁施工順序

SMW工法攪拌成樁一般采用跳槽式雙孔全套復攪式連接和單側擠壓式連接方式兩種施工順序，其中陰影部分為重復套鉆，保證墻體的連續性和接頭的施工質量，水泥攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度修正是依靠重復套鉆來保證，從而達到止水的作用。

（4）SMW工法樁成樁施工

①攪拌軸成樁攪拌施工重復鉆進提升的方法，對于樁底深度以上2～3米范圍，將鉆提出，再進行鉆進，重復3次。

②鉆進施工時為邊注漿邊充氣攪拌，提升時為不充氣只注漿攪拌。充氣采用壓縮空氣，壓縮機選用BLT—75A螺桿式空氣壓縮機，排氣量/排氣壓力為10.0/0.70m3/min/Mpa～7.6/1.20m3/min/Mpa。

③三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應注入水泥漿液，鉆掘攪拌機下沉到設計深度后，稍上提10cm，再開啟灰漿泵，邊噴漿、邊旋轉攪拌鉆頭，泵送必須連續。在樁底部分適當持續攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。

④工法樁水泥采用罐裝水泥，電腦控制的自動拌漿系統拌漿，水泥漿液的水灰比為2.0，水泥用量不小于360kg/m3，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算，注漿壓力為1.0～2.5Mpa，以漿液輸送能力控制，鉆進攪拌時即連續壓水泥漿。

（5）型鋼插入

攪拌樁施工完畢后，吊機就位，準備吊放H型鋼。在插入型鋼前，安裝型鋼定位卡（見下圖），其邊扣用橡膠皮包帖，以保證型鋼能較垂直地插入樁體并減少表面減摩劑的受損。每攪拌1～2根樁，便及時將型鋼插入，停止攪拌至插樁時間控制在30min內，不能超過1h。現場還要準備錘壓機具，以備型鋼依靠自重難以插入到位時使用。

型鋼定位卡示意圖

（6）橫撐施工

支撐的安裝應隨著基坑開挖的同時，按照“隨挖隨撐、分段分層、流水作業”的原則進行。具體安排步驟如下：

①鋼牛腿、鋼圍檁安裝

基坑開挖到支撐設計中線以下50cm的標高位置后，根據整個管廊的控制軸線和水準點，準確定位鋼圍檁的軸線和標高位置。圍檁下方鋼牛腿則采用膨脹螺栓錨固在圍護樁上，每6m標準段上設置5個。鋼圍檁采用80t汽車吊吊裝就位，并將其與圍護樁上的鋼牛腿焊接在一起。然后施工鋼圍檁上方的鋼牛腿，設置方式為每間隔700mm 1個鋼牛腿。鋼圍檁安裝后，其背面與墻面之間的空隙用C30細石砼填嵌密實（抗剪凳周圍澆注C25膨脹砼），確保鋼圍檁與各墻面密貼。

②鋼管橫撐安裝

支撐用吊機吊裝到位并臨時固定后，及時檢查各節點的連接狀況，經確認符合要求后方可施加預壓軸力。施壓時，將2臺100t液壓千斤頂吊放入活絡頭頂壓位置，兩臺液壓千斤頂安放位置必須對稱平行。施加預壓軸力時應注意保持兩個千斤頂對稱同步進行，預壓軸力應分級勻速施加，重復進行，每級施加壓力不得超過600kN，且活絡頭鍥入鋼楔的空隙不得超過70mm。每級壓力施加完畢，在活絡頭中鍥入36mm厚鋼楔（鋼楔共分三塊，鍥入時前后兩塊為三角形，分別從上、下方向鍥入，中間一塊為平行四邊形），鍥緊并焊接牢固。

③鋼管斜撐安裝

斜撐與圍護結構有一定的夾角，斜撐鋼管安裝在圍檁的斜撐節點上，鋼圍檁、鋼支撐吊裝及支撐預應力施加作業同直撐施工。

④鋼角撐安裝

在基坑拐角部鋼圍檁安裝完畢后，吊裝相同規格鋼圍檁，按照設計的長度及夾角與角部鋼圍檁上的綴板焊接牢固。為了保證鋼角撐與鋼圍囹連接緊密，要求焊縫在除銹工作完畢后進行滿焊。

（7）型鋼拔出

①安裝千斤頂及頂升返力架

將兩個千斤頂（型號為：QD-200T）平穩放置在鋼筋混凝土冠梁上，液壓控制裝置放置在離千斤頂較近位置（以利于觀測千斤頂均勻頂升），用吊車將頂升反力架調至需拔出H型鋼的上方，將頂升反力架的“哈夫”圓孔對準H型鋼上部的一個圓孔，并將銷子插入，銷子兩邊用開口銷固定以防銷子脫落。

②H型鋼的拔出

開啟高壓油泵，兩個千斤頂同時均勻向上推動頂升反力架的橫梁部分進行起拔，待千斤頂行程到位時，敲松錘型鋼板，頂升反力架隨千斤頂緩慢放下置于原位后，進行第二次頂升，第二次頂升時吊車必須用鋼絲繩穿入型鋼型鋼上部的圓孔吊住型鋼，頂升反力架頂升完成之后，型鋼提升至一定高度，再用液壓千斤頂組成的千斤頂起拔器夾持型鋼頂升，直至整個型鋼全部拔出。

5.2 施工降水

此段管廊采用井點降水，井間距為3m，井孔直徑采用Ф800mm，井深5m。采用反循環鉆機鉆孔，鉆至設計高程后進行清孔，清孔采取注入清水置換后，用吊車下放井管（濾水井管采用φ273mm鋼管，沿管長方向設φ10@50×50圓孔，外包二層60目尼龍網布，用18#鐵絲@100mm螺旋形纏繞），井管到達設計深度后，適當稀釋井內泥漿，然后立即在井管周圍灌填濾料，濾料采用級配礫石，完成濾料灌填后，按規定進行洗井，在成井后8小時內，將安裝水泵和管路進行抽水。

5.3 管廊基坑開挖

管廊主體第一、二層采取通長開挖，以下土體開挖均分層分段進行，掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時”五個要點，遵循“縱向分段、豎向分層”的施工原則。首先采用PC200（最大開挖深度6.6m）站位于施工便道分層（每層1.5m）由一端向另一端連續開挖冠梁頂面以下3m土方，人工配合；以下土方采用長臂PC200-8（最大開挖深度11.3m）挖掘機開挖，渣土車在坑外進行裝土，小挖機和人工在坑內配合倒土，坑底20～30cm人工開挖。

基坑縱向斜面分段平面開挖示意圖

5.4 防水施工

（1）底、頂板防水

底、頂板防水首先在基層上彈出卷材鋪貼控制線，間距1m，然后將第一幅卷材對準基準線空鋪于基層上，將第二幅卷材接口處隔離膜及第一副卷材接口處隔離膜在搭接一側裁開，裁切線距邊緣100mm，然后將兩幅卷材接口處裁開的隔離膜揭掉并將搭接部位粘牢、壓實。按此方法依次進行，直至大面卷材全部做好，其中底板折向側墻部位的卷材為避免向下滑落，可用射釘固定，并做好頂部的臨時粘接封閉。

（2）側墻防水

側墻防水首先將基面清理干凈，然后大面卷材與附加層滿粘，其他部位（除第一幅卷材兩邊緣均用射釘固定外）一邊采用射釘固定于基層（釘距不大于50cm），另一邊與前一幅卷材搭接（蓋住前一幅卷材邊緣的釘頭、長、短邊搭接寬度均為120mm，揭掉搭接部位提前裁切開的隔離膜后自行粘貼即可）；在固定防水卷材時，應隨時注意與基準線對齊，速度不宜過快，以免出現偏差難以糾正；射釘固定點應盡力控制在卷材邊緣20mm的部位且保證在下一幅卷材搭接時覆蓋在下方；釘長不得小于27mm，且配合墊片將防水層固定在基層表面，墊片直徑不小于200mm。

5.5 管廊結構施工

管廊沿縱向每30m設置一道變形縫，變形縫區段范圍內主體結構混凝土連續澆筑，施工中不準留設豎向施工縫，側壁水平施工縫宜設置在底板面以上≮300mm處。管廊鋼筋混凝土兩次澆筑，第一階段先澆筑底板及底板以上側墻50cm，第二階段中墻、側墻及頂板一起對稱平衡澆筑。

底板混凝土待鋼筋安裝驗收合格后，支立定型鋼模板，然后澆筑采用混凝土罐車運輸，混凝土泵車泵送入倉，采用插入式振搗器進行振搗。

墻體采用滿堂碗扣支架搭設橫向立桿間距900㎜加600㎜（1000mm）組合，縱向立桿間距600㎜，掃地桿離地300㎜，水平桿(步距)間距1200㎜，上部自由端450，剪力桿橫向布置，縱向間距6000㎜，模板采用定型鋼模板。

頂板模板鋪設，采用3米碗扣立桿，上加500型頂托，布置為900㎜（橫向）×600㎜（縱向）×1200㎜（步距），在頂托上鋪設2根φ48×3.5mm鋼管作為橫向分配梁，間距與橫向立桿間距相同；接著在橫向分配梁上鋪設50㎜×100㎜木方，間距200㎜，根據放樣出的中線鋪設木模作為底模。拼縫采用夾雙面膠帶或涂抹玻璃膠的方法進行封堵，以防漏漿。

墻體和頂板采用混凝土罐車運輸，混凝土泵車泵送入倉，墻體采用Φ50插入式進行振搗，并利用標尺竿確保墻體每次分層澆筑厚度在300mm左右，混凝土自由傾落的高度不大于2m。

6 安全監測

通過監測基坑支撐軸力、支撐應變以及水位變化情況，隨時掌握基坑施工期間圍護結構變形等參數，監測數據顯示均未超報警值，并結合周邊建（構）筑物沉降情況進行工程的安全性分析，將其成果及時提供給業主、設計、施工、監理，做到信息化施工，保證工程結構及周邊環境的安全，減少施工對周圍環境的影響，從而有效控制施工安全。

7 結束語

江東大道地下綜合管廊工程過河段管廊施工順利克服了各種障礙，并以實際情況制定施工方案，認真布置安全防護措施，緊密銜接工序，進行科學監測基坑圍護結構，做到信息化施工，保證過河段管廊施工順利完成，為今后類似工程施工提供了寶貴經驗。