空間受限環境下城市綜合管廊分支施工技術

馮 權

(中鐵十六局集團有限公司，北京 100018)

1 工程概況

北京地區某在建綜合管廊長964m，其中3層段560m，分支19個；分支埋深約14m，結構形式由水平通道結構及豎井結構組成。

2 工藝原理

本文提出空間受限環境下城市綜合管廊分支施工方法，該方法主體結構采用明挖法，施工分支參照地鐵倒掛井壁法進行開挖。豎井倒掛井壁常用于地鐵出入口施工。

通過對豎井口單元合理劃分的創新，首次將倒掛井壁工法用于分支管廊施工，而分支管廊不同于地鐵出入口，其因使用功能不同導致結構形式差異較大，由于每個分支管廊的功能不同、地下管線的情況不同，分支管廊的結構形式和樣式必然不同。首先對豎井口進行合理劃分，采用中隔墻把豎井劃分為水平和豎向結構單元，水平和豎向單元在豎井下方連通。水平結構單元可利用鋼便橋進行道路恢復或利用裝飾性蓋板進行城市景觀恢復。豎井封底后，完成水平結構單元施工后，即可進行水平結構單元回填，完成地面恢復，同時向上施工豎井結構單元。

空間受限環境下綜合管廊分支支護如圖1所示。

圖1 分支豎井

3 施工工藝流程及施工要點

3.1 施工工藝

施工準備→測量放線→鎖口圈梁施工→水平單元開挖支護、豎向單元開挖支護→水平單元鋼便橋施工、景觀恢復→豎井封底→水平單元結構施工(豎向單元底層結構施工)→水平單元回填、豎向單元分層施工。

3.2 施工要點

3.2.1施工準備

施工前，加強與地下管線及地下建筑物產權單位的聯系，請產權單位對所屬管線及地下建筑物正常工作提出要求，并加強線路巡查。編制專項監測方案并在整個施工階段進行監測。開挖順序如圖2所示。

圖2 開挖順序

3.2.2測量放線

根據施工圖和現場實際探測情況，通過測量儀器精準定位，然后用紅色噴漆和木樁在施工場地標識出分支開挖范圍。

3.2.3倒掛井壁施工

1)水平單元完成至3m時，進行頂部型鋼對撐施工，預留水平單元和豎向施工單元運土通道(暫不架設型鋼，對撐高度≤2m)，根據周邊環境需適時進行水平單元頂部鋼便橋或景觀恢復施工。重復開挖及格柵支護作業，直至豎井封底，完成倒掛井壁施工。

2)豎井每次開挖1榀格柵間距后，初噴混凝土40mm，安裝鋼筋格柵、鋼筋網片報監理工程師驗收合格后，進行終噴混凝土。噴射混凝土采用濕噴工藝。開挖過程中，井壁每榀格柵打設1環直徑42mm側壁導管注漿加固地層。環向間距2.0m，長2.5m，傾角40°。注漿漿液根據地質情況分別選用水泥漿或水泥+水玻璃雙液漿，注漿配合比根據現場試驗確定，注漿壓力控制在0.2～0.5MPa。

3)二襯結構范圍內中隔壁采用加密豎向連接筋，內、外雙層布置間距0.5m，結構高度范圍內不噴射混凝土，確保進行水平單元結構施工時，便于拆除型鋼橫撐。型鋼橫撐與井壁格柵采用螺栓連接，采用高強度螺栓。

3.2.4水平單元結構施工

水平單元豎井完成后立即進行結構施工，結構施工完成后即可進行水平單元豎井回填作業。

3.2.5豎向單元結構施工

豎向施工單元底層結構同水平單元結構施工整體澆筑，上部結構以3m為1個施工分段。直接在豎井井壁范圍內進行防水施工，無須進行外側立模。內部采用對撐支架體系，輔助增加拋撐提高支架的整體穩定性。

3.2.6水平單元頂部交通恢復或景觀恢復

該技術因合理的單元劃分，可在土方開挖后3d進行頂部交通恢復或景觀恢復，極大地降低了對城市密集區域的交通影響或景觀影響。利用水平和豎向單元的開挖循環差，可僅通過豎向單元進行出土，在水平單元完成開挖3m且架設完成頂部型鋼橫撐后，便可恢復頂部交通或景觀。

3.3 施工難點

3.3.1單元合理劃分

由于每個分支管廊的結構形式和樣式不同，合理的單元劃分是其難點。

對于本工程而言，分支管廊連通主體管廊的水平施工單元為躲避φ1 000污水管線，單元的劃分需滿足豎向和水平單元出土空間的同時，還要將水平單元頂部的交通影響范圍降到最低，將分支管廊水平單元外延8m處進行分割，即水平結構單元長8m，豎向結構單元長3m。而水平結構單元利用豎向結構單元及外擴的1.5m范圍即可完成開挖和結構施工。如此大大減小了水平單元頂部影響范圍，同時合理劃分也滿足了水平和豎向單元的施工操作空間(見圖3)。

圖3 分支結構示意

3.3.2豎向和水平單元施工循環控制

因水平施工單元需盡早恢復頂部的道路交通，豎向施工單元需滿足水平單元的土方運輸功能，所以豎向單元的施工進度循環是本工程的一個難點。

本工程在施工前根據人工效率、吊裝能力、出土效率合理安排豎向單元比水平單元超前完成2m開挖，并在中隔壁采取補噴措施，如此一來既滿足水平施工單元的土方運輸，又降低了自身的施工安全風險。

4 質量控制及安全措施

4.1 質量控制措施

1)嚴格控制超前注漿配合比與膠凝時間，初選配合比后，用膠凝時間控制調節配合比。

2)為防止漏漿，在鋼管尾部用麻繩及膠泥(水泥+少許水玻璃)封堵鉆孔與鋼管的空隙。

3)土方開挖應嚴格按“先中心后四周”的順序，豎向單元應比水平單元快1～2個循環，保證水平單元土方順暢運至豎向單元。

4)水平單元向豎向單元倒運土方的通道高度≤2m， 如>2m高度應立即架設型鋼對撐，確保豎井支護體系穩定。

5)鋼格柵在加工場預制，按1∶1放樣，加工時嚴格控制軸線、尺寸、接頭拼接板對位準確。

6)在檢查開挖面合格后進行鋼格柵定位、側壁導管布設，嚴格按設計部位安設，導管的鉆眼方位、方向、角度、深度均應達到要求。

7)鋼格柵架立，其軸線與豎井中線垂直，架立鋼格柵時挖槽就位。其中線、標高準確，其傾斜度≤2°； 鋼格柵的任何部位偏離鉛垂面均≤5cm。超挖部位用硬性水泥砂漿支墊。

8)為增強鋼格柵的整體穩定性，將鋼格柵與縱向連接筋、結構錨桿、定位鋼筋和鎖腳錨桿焊接牢固。

4.2 安全措施

1)嚴格控制開挖循環進尺，對地質不良地段，適當縮短開挖進尺，必要時噴混凝土封閉開挖工作面，并選用具有足夠剛度和早強的支護設計方案，如適當加厚噴層、噴射早強混凝土，及早完成錨噴網聯合支護。

2)豎向單元形成閉合環，且噴射混凝土達到終凝后方可進行鄰近水平單元土方開挖，始終保持1～2個循環差，施工過程中采取可靠措施確保各施工階段圍巖穩定。

3)施工過程中應對鎖口圈及井壁進行監控量測，鎖口圈變形及井壁收斂達到預警值后立即停止作業，制訂可靠方案后方可繼續施工。

5 應用效果評價

空間受限環境下城市綜合管廊分支施工技術與傳統的明挖法、暗挖法相比，在成本控制、縮短工期、提高安全性方面均有優勢，具體對比如表1所示。

表1 效益分析

6 結語

本文研究中，空間受限環境下城市綜合管廊分支施工主要占地僅為分支豎向單元結構外1m范圍，占地面積小、施工方便，水平單元結構可快速恢復城市交通。

空間受限環境下城市綜合管廊分支施工時將豎向單元結構進行分段施工，直接在豎向單元支護豎井(初襯)內進行二襯施工，大大降低了施工安全風險。

空間受限環境下城市綜合管廊分支施工技術較明挖法和暗挖法可有效縮短工期和降低成本。