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、施工風險大等特點，本文以保山市景區(qū)大道綜合管廊的下穿施工為例，對新建管廊下穿既有管廊的基坑開挖支護方案及要點進行分析論證，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，位于保山市隆陽區(qū)，為三艙設置，斷面尺寸B×H=11.2m×4.5m，總長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，兩管廊為獨立設置，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、燃氣管線、污水管線。因保岫東路管廊內(nèi)給水、強弱電、燃氣、污水等已在運行，無法實施破除，因此景區(qū)大道管廊下穿時，需對保岫路管廊進行整體支撐保護，以確保保岫路管廊各倉功能正常運行。

1.2 工程地質(zhì)條件

本項目管廊下穿保岫東路綜合管廊，挖深12m，按工程重要性等級（二級工程）、地基等級（二級地基）、場地等級（二級場地），綜合劃分巖土工程勘察等級為乙級。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? 基坑開挖及支護方案

2.1 總體施工方案

根據(jù)現(xiàn)場標高測量，結(jié)合設計施工圖，該段基坑開挖深度約為12m。根據(jù)計算分析結(jié)果，該段采用鋼筋混凝土樁進行支護，長度為24m長的鉆孔灌注樁，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;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，基坑的主要支護參數(shù)見表1所示。

2.2 主要施工方法

2.2.1 支護樁定位與換填

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，方可進行旋挖樁施工。進行基坑支護樁軸線定位，然后進行毛石清除開挖及換填，換填完成后進行二次樁位軸線及樁位定位，準備支護樁施工。

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置高30cm磚砌擋水墻。

2.2.3 支護樁施工

基坑支護深度12m，采用鋼筋混凝土樁支護，樁徑800mm，樁距1.5m，樁長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，鋼筋網(wǎng)片借助于加強筋與膨脹螺栓焊接成一個整體。

2.2.4 第一層土方開挖及支撐施工

支護樁施工完成并養(yǎng)護到期后即可進行冠梁和支撐施工，冠梁及第一道支撐施工前，需進行第一層土方開挖后方可進行，同時為便于后續(xù)幾層土方的開挖，本工程開挖順序為從穿路段中部向路邊開挖，按管廊主體分段進行開挖。

2.2.5 第二層土方開挖支撐施工

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。本層土方開挖，采用360型挖機置于基坑頂，120型挖機置于基坑內(nèi)進行配合開挖，本道支撐安裝做法同第一道，支撐預加軸力值為1200kN。

2.2.6 第三層土方開挖

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

2.2.7 橫梁施工

橫梁位采用全人工進行掏土開挖，為確保施工進度，施工測量定位橫梁位置及標高后，采取管廊南北兩側(cè)同時進行開挖。掏土過程中沿洞口進深每1m采用木方制定方框?qū)Χ纯趦蓚?cè)土體做簡易支撐，橫梁鋼筋采取槽外組裝綁扎成型，然后整體安裝就位?；炷翝仓r，混凝土僅從橫梁的一側(cè)進行布料，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 第四層土方開挖

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

2.2.9 格構(gòu)柱施工

格構(gòu)柱采用在場外鋼構(gòu)加工廠加工制作，格構(gòu)柱間對接焊接時接頭應錯開，保證同一截面的角鋼接頭不超過50%，相鄰角鋼錯開位置不小于50cm。格構(gòu)柱分為兩段設置，格構(gòu)柱中部設置頂力不小于500kN的千斤頂，對管廊預加頂力。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)柱與基礎預埋板、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? 基坑施工過程控制

3.1 施工方案調(diào)整

當基坑工程的土方開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)土方開挖后實際測定東側(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，無法按原定方案施工順序進行橫梁施工，需對原方案橫梁施工方法進行修改及調(diào)整，同時對橫梁施工工藝進行修改調(diào)整。

3.1.1 橫梁位土方開挖

原設計橫梁截面尺寸為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，將橫梁尺寸擴大為1000×1800mm。原保岫路管廊寬度為6100mm，橫梁位采用全人工進行掏土開挖，采取管廊南北兩側(cè)同時進行開挖，每個開挖面一組人，每組人每進尺推進0.5m，待觀察洞體兩側(cè)土體穩(wěn)定及觀測原管廊處于穩(wěn)定后方可繼續(xù)開挖。掏土過程中沿洞口每進深500mm采用14#槽鋼制定方框與15mm厚層板組合對洞口兩側(cè)土體做簡易支撐，槽鋼之間采用12#螺栓連接。

3.1.2 橫梁下土體預加固

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

3.1.3 橫梁施工

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

3.2 施工降水

以原管廊邊分別向南北外移10m，在基坑邊設置集水坑。同時在橫梁掏挖前，在基坑兩邊分別開挖深度為1800mm，寬度為1000mm的土槽，以便人工掏挖橫梁土體時外運土方，同時兼做排水溝，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

在城市綜合管廊的下穿施工過程中，如何在盡量減少對原地層擾動的情況下，實現(xiàn)既有管廊的托換是施工能否取得成功的關(guān)鍵，本項目所采用的的方案較好地結(jié)合了原始地層條件，施工過程對地層變形的控制良好，在后續(xù)的施工過程中，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)濟性。

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