城市深層地下空間設(shè)計(jì)與施工主要技術(shù)

吳曉燕

（湖北省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院 湖北武漢 430000）

1 引言

我國建筑行業(yè)發(fā)展，對地下空間的利用呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢頭。城市地下廣場工程數(shù)量越來越多，地下工程施工量隨之也越來越大，對施工質(zhì)量的要求越來越高，同時(shí)對工程的現(xiàn)場管理提出了更高的要求。因此本文對城市深層地下空間設(shè)計(jì)與施工主要技術(shù)進(jìn)行分析，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 工程概況

某廣場地下通道是橫穿民族大道連接人民大會堂廣場和會展中心負(fù)一層停車場的車行隧道。距人大建筑基礎(chǔ)40～45m，距地鐵會展站邊墻40～50m，隧道上覆土1.7～2.7m，上跨地鐵軌道1號線，距地鐵管片最近處2.28m。

3 空間設(shè)計(jì)

空間設(shè)計(jì)要遵循實(shí)用、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)和綠色的設(shè)計(jì)原則。受空間獨(dú)特性、安全性影響，地下空間慎用新技術(shù)、新工藝、新材料，力求使空間結(jié)構(gòu)的組織與規(guī)劃設(shè)計(jì)樸實(shí)又美觀?？臻g設(shè)計(jì)要與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相匹配，好的空間設(shè)計(jì)要有利于促進(jìn)施工效率，并盡量符合現(xiàn)有施工技術(shù)和施工標(biāo)準(zhǔn)，有助于大型機(jī)械的進(jìn)駐和施工，有助于節(jié)省維護(hù)和養(yǎng)護(hù)成本，并滿足抗震、防滲等設(shè)計(jì)要求。以南寧市人大廣場下穿通道為例，空間功能主要設(shè)計(jì)為以人行地下通道功能為主，輔以地下交通運(yùn)輸系統(tǒng)，商業(yè)、餐飲、娛樂等地下公共服務(wù)系統(tǒng)，管廊、管溝、綜合服務(wù)等地下市政設(shè)施系統(tǒng)（圖1），以及地下防災(zāi)與能源系統(tǒng)。平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)服從地下總體設(shè)計(jì)。

圖1 地下市政綜合管廊內(nèi)景圖

預(yù)制段分為左右兩線，橫斷面尺寸7.1×3.9m，垂直凈跨徑2.8m，橫向凈跨徑為5.9m，采用預(yù)制管節(jié)；現(xiàn)澆段分為3部分。現(xiàn)澆段①為棄殼現(xiàn)澆段，長6.03m，斷面尺寸6.9×4.2m，與斜交圓管涵端口預(yù)制管節(jié)相接；現(xiàn)澆段②與新建排水渠共用的一個板塊，長11.7m；現(xiàn)澆段③凈跨11.0～14.2m，長9.25m，頂板厚度為1.2m，底板厚度0.6m；側(cè)墻厚度1.2m，與會展中心地下室一層安全通道口、樓梯口、預(yù)留洞口相接。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：全長120.23m，預(yù)制段90.4m，現(xiàn)澆段27.62m；隧道總面積2274m2。通道為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，頂管通道主體施工段選擇預(yù)制鋼筋混凝土管片，通道頂按道路色彩、質(zhì)感、構(gòu)形與設(shè)計(jì)風(fēng)格一致。地基承載力高于220kPa，地基承載力閾值為330kPa。頂板內(nèi)表面采用吊頂質(zhì)量好、做工精致的鋁蜂窩穿孔吸音板，側(cè)墻內(nèi)表面采用亞光吸音隧道瓷磚。

4 施工主要技術(shù)

4.1 基坑支護(hù)開挖施工

基坑采用支護(hù)樁+內(nèi)支撐支護(hù)。降水方案確?？尚?、可靠，開挖前在圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂設(shè)置截水溝，地道基坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)排水溝?，F(xiàn)狀地面以下2.0m范圍內(nèi)須采用人工開挖，開挖前探明地下管線設(shè)施。機(jī)械開挖設(shè)計(jì)基坑墊層標(biāo)高以上300mm時(shí)，須進(jìn)行基坑驗(yàn)收。基坑底部承載力高于180kPa。

4.2 預(yù)制管節(jié)制作及拼裝要求

表1 水平拼裝允許誤差值

4.3 端頭加固

①頂管始發(fā)及接收端頭選擇φ800@650mm三重管噴射注漿工法加固，加固隧道頂及隧道底上下各3m范圍，試樣在無側(cè)向壓力條件下滿足固結(jié)體土體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度超過0.8Mpa，且加固體水力傳導(dǎo)系數(shù)不超過0.1m/d的標(biāo)準(zhǔn)。②三重管噴射注漿工法應(yīng)注意：a.水泥摻入比高于35%，水泥選擇R42.5強(qiáng)度普通硅酸鹽水泥，并添加復(fù)合外加劑。b.施工前必須先打不少于3根的工藝試驗(yàn)樁，以確定各項(xiàng)施工參數(shù)。c.地內(nèi)壓力可控式旋噴樁水流壓力高于30MPa，加速度小于8cm/min，旋轉(zhuǎn)速度高于10rpm。d.水灰比取1.3±2。③在基坑開挖前、明挖圍護(hù)樁施工后加固端頭。

4.4 減阻措施

①為降低降低頂管頂力和減輕土體擾動，在管節(jié)外壁壓注觸變泥漿，使膨潤土水溶液呈固體狀態(tài)，以降低阻力及頂力。②施工時(shí)要避免以往施工工藝注漿管拔出時(shí)引起的砂漿流失。③壓漿要按照“先壓后頂、隨頂隨壓、及時(shí)補(bǔ)漿”的原則。

4.5 現(xiàn)澆段結(jié)構(gòu)

①按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）、《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18-2012）等施工規(guī)范做好質(zhì)量控制。②結(jié)構(gòu)施工前，首先做好施工圖審查，確定預(yù)埋件、預(yù)留孔是否遺漏。③嚴(yán)格按照施工圖紙對結(jié)構(gòu)各點(diǎn)標(biāo)高、坡度、尺寸、位置進(jìn)行施工。④鋼筋長度按實(shí)放樣，并滿足構(gòu)造要求。⑤鋼筋綁扎前要鋪設(shè)墊塊，確保受力主筋的保護(hù)層厚度。⑥施工縫的型式及防水要參照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行施工。鋼筋搭接處，接頭錯開至少500mm。⑦采取科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)措施，確保混凝土強(qiáng)度正常增長。實(shí)踐中，在混凝土密實(shí)成型后開始持續(xù)時(shí)間為0.5h的早期養(yǎng)護(hù)。此時(shí)在表面涂兩層薄膜養(yǎng)護(hù)劑，混凝土表面不再下沉?xí)r采用土工布覆蓋。

5 附屬結(jié)構(gòu)

5.1 地面鋪裝

地面鋪裝采用80cm×80cm×3cm防滑隧道瓷磚（色號為6-3-4），在其下設(shè)2cm的M15水泥砂漿，水泥砂漿下設(shè)30cmC20素混凝土。

5.2 側(cè)向鋪裝

采用亞光吸音隧道瓷磚（防火等級A級），尺寸為40cm×40cm，色號為（6-3-6）。

5.3 排水

設(shè)1.5%的橫坡排水，隧道內(nèi)采用排水側(cè)溝。

5.4 管線及照明預(yù)埋件

經(jīng)過本工程的管線主要為沿線照明線路，保證鋼筋最小保護(hù)層滿足要求條件下在頂板側(cè)墻相關(guān)位置預(yù)埋塑料管道。

5.5 防水工程

5.5.1 預(yù)制管節(jié)防水及防水構(gòu)造要求

（1）管節(jié)接口采用“F”型承插式，這種施工工藝在風(fēng)載作用下的剛度和強(qiáng)度有所優(yōu)化，接縫防水裝置選擇鋸齒型氯丁橡膠止水圈。

（2）為確保管遷及施工可控性，基于頂進(jìn)行程滿足管節(jié)下放要求，每環(huán)管節(jié)預(yù)埋套管及預(yù)留孔洞，每邊設(shè)置2個。

（3）為使管節(jié)頂進(jìn)過程中減小頂進(jìn)阻力，滿足在頂進(jìn)施工結(jié)束后置換注漿減摩的需要，每環(huán)管節(jié)沿環(huán)向布置10個注漿孔，鋼管鉆設(shè)注漿孔間距為100～150mm。

（4）彈性密封止水圈采用氯丁橡膠和水膨脹橡膠的混合體，并以粘結(jié)劑貼與管片基面上。

（5）管節(jié)與管節(jié)之間采用中等硬度的木質(zhì)材料-膠合板作為襯墊，板接頭處以企口方式相接。

（6）管節(jié)下部的嵌縫槽采用密封膠嵌填；管節(jié)與鋼環(huán)間構(gòu)成的嵌縫槽采用聚氨酯密封膠嵌注。

（7）在鋼套環(huán)上的兩圈筋之間嵌入擠出型SM膠，其材質(zhì)為單組份水膨脹密封膠，從而形成一封閉圓環(huán)。

（8）接口插入前，在止水圈斜面上和鋼套環(huán)斜口上均勻涂刷一層硅油，嚴(yán)禁采用其他油脂或肥皂水之類的潤滑劑。5.5.2現(xiàn)澆段防水要求

本工程防水工程主要包括隧道外周防水和管節(jié)接縫防水，具體設(shè)計(jì)見圖紙，施工時(shí)應(yīng)符合《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范的相關(guān)要求。

5.6 防火工程

本工程防火工程設(shè)計(jì)：隧道內(nèi)頂板采用吸音鋁蜂窩吊頂板（防火等級A級），擋煙垂壁、變形縫、消火栓門等防火裝飾材料變形縫需要從基礎(chǔ)部分也要斷開，裝飾顏色需彩色小樣，經(jīng)甲方、監(jiān)理單位同意后才能大范圍實(shí)施。主要指標(biāo)如下：耐火極限≥4h，耐水性≥24h，粘接強(qiáng)度≥0.1MPa，抗壓強(qiáng)度≥1.2MPa。噴涂之前應(yīng)檢查頂板表面，剔除混凝土基層表面的疏松部分，表面應(yīng)無浮塵、疏松物、油污，必須保持基層干凈。每延米的隧道面積中，蜂窩麻面及氣泡面積應(yīng)在小于0.5%范圍內(nèi)，表面平整度控制在8mm以內(nèi)，按HGJ229-91施工及驗(yàn)收規(guī)范處理蜂窩、麻面、裂縫。

6 結(jié)束語

為了最大化實(shí)現(xiàn)地下空間設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，使各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)定要求，相關(guān)技術(shù)人員必須以施工圖紙和施工技術(shù)要求為依據(jù)，對施工中容易出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行預(yù)防與處理，做好前期測量、試驗(yàn)、觀察等各項(xiàng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性工作，通過采取完善的現(xiàn)場管理制度和有效的施工工藝，使本工程的質(zhì)量、安全符合要求。

[1]雷震源.淺析土建施工管理中存在的問題與對策研究[J].江西建材，2015（17）.

[2]朱云龍.淺析土建施工中存在的問題及解決對策[J].黑龍江科技信息，2012（07）.

[3]徐昆明.土建工程結(jié)構(gòu)安全性與耐久性設(shè)計(jì)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（11）.