新建城市地下管廊下穿既有管廊施工技術(shù)研究

尹川

摘要：新建城市地下綜合管廊下穿既有地下管廊具有施工空間狹窄、施工變形控制要求高、施工風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，本文以保山市景區(qū)大道綜合管廊的下穿施工為例，對(duì)新建管廊下穿既有管廊的基坑開(kāi)挖支護(hù)方案及要點(diǎn)進(jìn)行分析論證，可為今后類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：綜合管廊;下穿施工;基坑;支護(hù)方案

Abstract： The new underground underground comprehensive pipeline corridor underneath the existing underground pipeline corridor has the characteristics of narrow construction space， high construction deformation control requirements and large construction risk. This article takes the underpass construction of the comprehensive pipeline corridor of Baoshan Scenic Area Avenue as an example. The foundation pit excavation and supporting scheme and main points under the existing tunnel are analyzed and demonstrated， which can provide a reference for similar projects in the future.

Key words： comprehensive pipe corridor;underpass construction;foundation pit;supporting scheme

1? 工程概況

1.1 工程背景

保山中心城市景區(qū)大道綜合管廊工程，位于保山市隆陽(yáng)區(qū)，為三艙設(shè)置，斷面尺寸B×H=11.2m×4.5m，總長(zhǎng)7.6公里，屬于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。景區(qū)大道管廊中段（共100m）為下穿保岫東路綜合管廊，保岫東路綜合管廊已建成并投入使用，景區(qū)大道管廊與保岫東路管廊為正交立交口（見(jiàn)圖1所示），保岫東路管廊在上，景區(qū)大道管廊在下，保岫路管廊底板與景區(qū)大道管廊頂板高差為921mm，兩管廊為獨(dú)立設(shè)置，互不相連。保岫路地下三艙管廊布置在道路北半幅綠化帶下方約3.5m處，管廊斷面B×H=6.1m×3m，管廊已經(jīng)投入使用，已容納電力管線、通信管線、給水管線、再生水管線、燃?xì)夤芫€、污水管線。因保岫東路管廊內(nèi)給水、強(qiáng)弱電、燃?xì)?、污水等已在運(yùn)行，無(wú)法實(shí)施破除，因此景區(qū)大道管廊下穿時(shí)，需對(duì)保岫路管廊進(jìn)行整體支撐保護(hù)，以確保保岫路管廊各倉(cāng)功能正常運(yùn)行。

1.2 工程地質(zhì)條件

本項(xiàng)目管廊下穿保岫東路綜合管廊，挖深12m，按工程重要性等級(jí)（二級(jí)工程）、地基等級(jí)（二級(jí)地基）、場(chǎng)地等級(jí)（二級(jí)場(chǎng)地），綜合劃分巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。沿線巖土層主要為第四系耕植土（Q4pd）、雜填土、素填土、黏土、粉土、礫砂、泥炭質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、黏土等。

2? 基坑開(kāi)挖及支護(hù)方案

2.1 總體施工方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)高測(cè)量，結(jié)合設(shè)計(jì)施工圖，該段基坑開(kāi)挖深度約為12m。根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，該段采用鋼筋混凝土樁進(jìn)行支護(hù)，長(zhǎng)度為24m長(zhǎng)的鉆孔灌注樁，間距1.5m，內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)：直徑為609mm的可調(diào)鋼管，兩道設(shè)置，橫向間距4m。正交叉口保岫東路管廊底板范圍以上土方采用放坡+錨桿+砼面支護(hù);保岫路管廊支撐結(jié)構(gòu)：灌注樁+橫梁+格構(gòu)柱，如圖1所示，基坑的主要支護(hù)參數(shù)見(jiàn)表1所示。

2.2 主要施工方法

2.2.1 支護(hù)樁定位與換填

道路下3m處有約1.5m厚原道路換填的毛石，在灌注樁施工前需先破除現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)層和清除樁位毛石并換填粘土至路面，方可進(jìn)行旋挖樁施工。進(jìn)行基坑支護(hù)樁軸線定位，然后進(jìn)行毛石清除開(kāi)挖及換填，換填完成后進(jìn)行二次樁位軸線及樁位定位，準(zhǔn)備支護(hù)樁施工。

2.2.2 基坑頂排水布置及施工

基坑為現(xiàn)有瀝青道路上施工，因此基坑頂四周需采用截水措施以排除地表水，基坑坑頂截水措施采用圍擋下設(shè)置高30cm磚砌擋水墻。

2.2.3 支護(hù)樁施工

基坑支護(hù)深度12m，采用鋼筋混凝土樁支護(hù)，樁徑800mm，樁距1.5m，樁長(zhǎng)24m，樁身混凝土采用C30混凝土，主接頭采用直螺紋套筒連接。坡面采用掛網(wǎng)+噴面支護(hù)，鋼筋網(wǎng)片借助于加強(qiáng)筋與膨脹螺栓焊接成一個(gè)整體。

2.2.4 第一層土方開(kāi)挖及支撐施工

支護(hù)樁施工完成并養(yǎng)護(hù)到期后即可進(jìn)行冠梁和支撐施工，冠梁及第一道支撐施工前，需進(jìn)行第一層土方開(kāi)挖后方可進(jìn)行，同時(shí)為便于后續(xù)幾層土方的開(kāi)挖，本工程開(kāi)挖順序?yàn)閺拇┞范沃胁肯蚵愤呴_(kāi)挖，按管廊主體分段進(jìn)行開(kāi)挖。

2.2.5 第二層土方開(kāi)挖支撐施工

第二道支撐與第一道支撐垂直高差為4m，結(jié)合已挖第一層土方厚度，為便于第二道支撐安裝，本層需挖出土方厚度為3.0m。本層土方開(kāi)挖，采用360型挖機(jī)置于基坑頂，120型挖機(jī)置于基坑內(nèi)進(jìn)行配合開(kāi)挖，本道支撐安裝做法同第一道，支撐預(yù)加軸力值為1200kN。

2.2.6 第三層土方開(kāi)挖

完成第二層土方開(kāi)挖和第二道支撐施工后，即進(jìn)行第三層土方開(kāi)挖，第三層土方開(kāi)挖厚度為3.073m，第三層土方開(kāi)挖完成后，原保岫路管廊兩側(cè)土方已挖至橫梁底標(biāo)高。

2.2.7 橫梁施工

橫梁位采用全人工進(jìn)行掏土開(kāi)挖，為確保施工進(jìn)度，施工測(cè)量定位橫梁位置及標(biāo)高后，采取管廊南北兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖。掏土過(guò)程中沿洞口進(jìn)深每1m采用木方制定方框?qū)Χ纯趦蓚?cè)土體做簡(jiǎn)易支撐，橫梁鋼筋采取槽外組裝綁扎成型，然后整體安裝就位。混凝土澆筑時(shí)，混凝土僅從橫梁的一側(cè)進(jìn)行布料，直至混凝土流穿保岫路管廊至另一側(cè)將整條橫梁槽灌滿。

2.2.8 第四層土方開(kāi)挖

第三層土方開(kāi)挖完成后，還需繼續(xù)開(kāi)挖4.771m厚土層，因此將此部分土層分為兩層進(jìn)行開(kāi)挖，該部分土方開(kāi)挖時(shí)，保岫路管廊正下方土體作為支撐土，暫不開(kāi)挖，因此第三層、第四層土方開(kāi)挖時(shí)，為確保該部分土體穩(wěn)定，需對(duì)該部分土體南北兩面進(jìn)行錨桿+網(wǎng)噴支護(hù)施工。

2.2.9 格構(gòu)柱施工

格構(gòu)柱采用在場(chǎng)外鋼構(gòu)加工廠加工制作，格構(gòu)柱間對(duì)接焊接時(shí)接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，保證同一截面的角鋼接頭不超過(guò)50%，相鄰角鋼錯(cuò)開(kāi)位置不小于50cm。格構(gòu)柱分為兩段設(shè)置，格構(gòu)柱中部設(shè)置頂力不小于500kN的千斤頂，對(duì)管廊預(yù)加頂力。為確保格構(gòu)柱穩(wěn)定及便于施工，格構(gòu)柱做整體組裝，千斤頂位置調(diào)整置于格構(gòu)柱頂，格構(gòu)柱與基礎(chǔ)預(yù)埋板、千斤頂均采用焊接連接方式，格構(gòu)柱安裝完成后，使用千斤頂施加頂力，使頂力作用于管廊底板，產(chǎn)生支撐力。

3? 基坑施工過(guò)程控制

3.1 施工方案調(diào)整

當(dāng)基坑工程的土方開(kāi)挖至保岫東路管廊底后，原保岫東路管廊沉降縫距新建管廊基坑邊與原方案測(cè)定偏差較大：原定位東西側(cè)沉降縫距基坑邊均為6m左右，現(xiàn)土方開(kāi)挖后實(shí)際測(cè)定東側(cè)沉降縫距基坑邊為3m，西側(cè)沉降縫距基坑邊為7m，加上該高程處地下水較豐富，該高程及以下土質(zhì)為粉砂土，無(wú)法按原定方案施工順序進(jìn)行橫梁施工，需對(duì)原方案橫梁施工方法進(jìn)行修改及調(diào)整，同時(shí)對(duì)橫梁施工工藝進(jìn)行修改調(diào)整。

3.1.1 橫梁位土方開(kāi)挖

原設(shè)計(jì)橫梁截面尺寸為900×1000mm，鑒于該處土質(zhì)為粉砂及地下水豐富等情況，同時(shí)為滿足人工挖土操作空間及橫梁鋼筋、模板、混凝土施工，將橫梁尺寸擴(kuò)大為1000×1800mm。原保岫路管廊寬度為6100mm，橫梁位采用全人工進(jìn)行掏土開(kāi)挖，采取管廊南北兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖，每個(gè)開(kāi)挖面一組人，每組人每進(jìn)尺推進(jìn)0.5m，待觀察洞體兩側(cè)土體穩(wěn)定及觀測(cè)原管廊處于穩(wěn)定后方可繼續(xù)開(kāi)挖。掏土過(guò)程中沿洞口每進(jìn)深500mm采用14#槽鋼制定方框與15mm厚層板組合對(duì)洞口兩側(cè)土體做簡(jiǎn)易支撐，槽鋼之間采用12#螺栓連接。

3.1.2 橫梁下土體預(yù)加固

考慮到橫梁施工完成后后續(xù)基坑土體施工時(shí)，在橫梁正下方將形成無(wú)支護(hù)的臨坡面，容易出現(xiàn)基坑邊土體垮塌，為有效控制該部分土體，橫梁位土體開(kāi)挖完成后，沿橫梁方向打入1200mm長(zhǎng)，直徑為￠48×3.5的鋼管，并注入水泥漿，并預(yù)留200mm錨入橫梁內(nèi)。

3.1.3 橫梁施工

橫梁采取原槽澆筑，橫梁位土體開(kāi)挖完成后即進(jìn)行鋼筋安裝。橫梁澆筑前，提前將振搗棒延伸布置進(jìn)管廊底橫梁內(nèi)，混凝土從兩端喇叭口布料。鋼筋安裝前在原有管廊底部設(shè)置4根PPR導(dǎo)氣注漿管，為確保橫梁混凝土充滿密實(shí)，橫梁上口采用模板全封閉，僅在橫梁兩端口設(shè)置澆灌的喇叭口。橫梁混凝土采用微膨脹混凝土，混凝土澆筑時(shí)，混凝土從橫梁的兩側(cè)喇叭口進(jìn)行布料，混凝土應(yīng)灌滿喇叭口，從而產(chǎn)生壓力使橫梁內(nèi)混凝土充分填實(shí)。

3.2 施工降水

以原管廊邊分別向南北外移10m，在基坑邊設(shè)置集水坑。同時(shí)在橫梁掏挖前，在基坑兩邊分別開(kāi)挖深度為1800mm，寬度為1000mm的土槽，以便人工掏挖橫梁土體時(shí)外運(yùn)土方，同時(shí)兼做排水溝，將核心土部分地下水分別向南北兩側(cè)匯排，排至集水坑內(nèi)抽排。

4? 結(jié)語(yǔ)

在城市綜合管廊的下穿施工過(guò)程中，如何在盡量減少對(duì)原地層擾動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)既有管廊的托換是施工能否取得成功的關(guān)鍵，本項(xiàng)目所采用的的方案較好地結(jié)合了原始地層條件，施工過(guò)程對(duì)地層變形的控制良好，在后續(xù)的施工過(guò)程中，該方案被證明在技術(shù)上是可靠的，且具有良好的可施工性和經(jīng)濟(jì)性。

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