淺析復(fù)雜條件下地下綜合管廊施工技術(shù)

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?xì)?、垃圾真空管等兩種以上的管線集中設(shè)置到道路以下的同一地下空間而形成的一種現(xiàn)代化、科學(xué)化、集約化的城市基礎(chǔ)設(shè)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(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，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(cè)非機動車道和機非隔離帶下，標(biāo)準(zhǔn)段采用三艙結(jié)構(gòu)，分別為高壓電力艙、燃?xì)馀摷八|艙，結(jié)構(gòu)總尺寸為B×H=10.95m×4.4m，綜合管廊為鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu)，采用明挖順筑法施工。

地下綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2 周邊環(huán)境及地質(zhì)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(cè)為鄉(xiāng)村道路，寬為5m，管廊右側(cè)1m為現(xiàn)狀江東大道的橋梁，河道邊布置有供水管道、燃?xì)夤艿兰凹芸崭邏壕€等橫穿管廊。

管廊周邊環(huán)境示意圖

3 施工程序

障礙物移除→安全防護→圍護結(jié)構(gòu)施工→施工降水→管廊開挖→防水施工→管廊結(jié)構(gòu)施工→土方回填→安全監(jiān)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(xù)后，進行臨時封堵，首先靠江東大道側(cè)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(cè)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(shè)置警示標(biāo)志。

（2）前民直河兩側(cè)道路經(jīng)與當(dāng)?shù)卮逦瘯贤ㄟM行封閉，采用硬質(zhì)隔離護欄放置于施工范圍外100m，并設(shè)置相應(yīng)警示標(biāo)志。

（3）高壓、通訊架空線路及供水、燃?xì)夤苈肪w移至已完成施工段內(nèi)，線路采取穿管防護，沿線設(shè)置警示標(biāo)志。

（4）江東大橋橋頭兩側(cè)邊坡出現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(cè)均布設(shè)水泵，沿管廊頂部架設(shè)管路，采取抽排措施保證河水流通。

5 施工方法

5.1 圍護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(wěn)定。SMW工法樁設(shè)計采用Φ850@600SMW三軸攪拌樁，內(nèi)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(qū)段密插。

（1）施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量定位→設(shè)置導(dǎo)向樁→開挖導(dǎo)向溝→導(dǎo)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(shè)置冠梁→型鋼拔出。

（2）溝槽開挖

根據(jù)基坑圍護內(nèi)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(dǎo)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(fù)攪式連接和單側(cè)擠壓式連接方式兩種施工順序，其中陰影部分為重復(fù)套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，水泥攪拌樁的搭接以及施工設(shè)備的垂直度修正是依靠重復(fù)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(fù)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(fù)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(yīng)注入水泥漿液，鉆掘攪拌機下沉到設(shè)計深度后，稍上提10cm，再開啟灰漿泵，邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn)攪拌鉆頭，泵送必須連續(xù)。在樁底部分適當(dāng)持續(xù)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(tǒng)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(xù)壓水泥漿。

（5）型鋼插入

攪拌樁施工完畢后，吊機就位，準(zhǔn)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(nèi)，不能超過1h?，F(xiàn)場還要準(zhǔn)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(yīng)隨著基坑開挖的同時，按照“隨挖隨撐、分段分層、流水作業(yè)”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(shè)計中線以下50cm的標(biāo)高位置后，根據(jù)整個管廊的控制軸線和水準(zhǔn)點，準(zhǔn)確定位鋼圍檁的軸線和標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)段上設(shè)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(shè)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(xì)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(jié)點的連接狀況，經(jīng)確認(rèn)符合要求后方可施加預(yù)壓軸力。施壓時，將2臺100t液壓千斤頂?shù)醴湃牖罱j(luò)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(yù)壓軸力時應(yīng)注意保持兩個千斤頂對稱同步進行，預(yù)壓軸力應(yīng)分級勻速施加，重復(fù)進行，每級施加壓力不得超過600kN，且活絡(luò)頭鍥入鋼楔的空隙不得超過70mm。每級壓力施加完畢，在活絡(luò)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(jié)構(gòu)有一定的夾角，斜撐鋼管安裝在圍檁的斜撐節(jié)點上，鋼圍檁、鋼支撐吊裝及支撐預(yù)應(yīng)力施加作業(yè)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(guī)格鋼圍檁，按照設(shè)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(wěn)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(diào)至需拔出H型鋼的上方，將頂升反力架的“哈夫”圓孔對準(zhǔn)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(huán)鉆機鉆孔，鉆至設(shè)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(shè)φ10@50×50圓孔，外包二層60目尼龍網(wǎng)布，用18#鐵絲@100mm螺旋形纏繞），井管到達設(shè)計深度后，適當(dāng)稀釋井內(nèi)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(guī)定進行洗井，在成井后8小時內(nèi)，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(xù)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(nèi)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(zhǔn)基準(zhǔn)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(cè)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(cè)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(cè)墻防水

側(cè)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(yīng)隨時注意與基準(zhǔn)線對齊，速度不宜過快，以免出現(xiàn)偏差難以糾正；射釘固定點應(yīng)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(jié)構(gòu)施工

管廊沿縱向每30m設(shè)置一道變形縫，變形縫區(qū)段范圍內(nèi)主體結(jié)構(gòu)混凝土連續(xù)澆筑，施工中不準(zhǔn)留設(shè)豎向施工縫，側(cè)壁水平施工縫宜設(shè)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(cè)墻50cm，第二階段中墻、側(cè)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(shè)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(shè)，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(shè)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(shè)50㎜×100㎜木方，間距200㎜，根據(jù)放樣出的中線鋪設(shè)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(biāo)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(jiān)測

通過監(jiān)測基坑支撐軸力、支撐應(yīng)變以及水位變化情況，隨時掌握基坑施工期間圍護結(jié)構(gòu)變形等參數(shù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示均未超報警值，并結(jié)合周邊建（構(gòu)）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(yè)主、設(shè)計、施工、監(jiān)理，做到信息化施工，保證工程結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全，減少施工對周圍環(huán)境的影響，從而有效控制施工安全。

7 結(jié)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(rèn)真布置安全防護措施，緊密銜接工序，進行科學(xué)監(jiān)測基坑圍護結(jié)構(gòu)，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(jīng)驗。