浅谈大型综合管廊施工技术在黄土城市的应用

2018-12-23关祥祥

科技与创新 2018年1期

关键词：土钉管廊基坑

关祥祥

（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁沈阳 110167）

浅谈大型综合管廊施工技术在黄土城市的应用

关祥祥

（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁沈阳 110167）

以龙湖街综合管廊工程为例，对大型综合管廊施工技术在黄土地区的应用进行简要论述，主要介绍大型综合管廊施工采用基坑开挖支护后进行地基处理等，并对管廊浇筑、变形缝处理、墙身及顶板防水处理进行简单概述，为大型综合管廊施工技术在黄土地区的应用提供一定的技术指导。

综合管廊；基坑支护；变形缝处理；防水处理

由于传统直埋管线占用道路下面地下空间较多，同时也带来了噪声和扬尘等环境污染，因而我国一些经济发达的城市开始借鉴国外先进的市政管线建设和维护方法，开始兴建综合管廊工程。本文针对大型综合管廊在黄土地区的施工进行技术方案的探索，为今后类似工程积累施工经验[1-2]。

1 工程概况

龙湖街综合管廊工程位于山西省晋中市榆次区龙湖街，西起锦纶路，东至环城东路，管廊沿线与岭南路、东升路相交。综合管廊容纳的管线主要有给水、中水、污水、热力、天然气、电力、通讯7种管线，详见表1所示的综合管廊管线统计表。

综合管廊采用四舱矩形断面形式，从南到北依次为天然气舱、综合舱、电力舱、污水舱，天然气舱标准段内净宽、高尺寸为1.8 m×3.6 m，综合舱标准段内净宽、高尺寸为3.7 m×3.6 m，电力舱标准段内净宽、高尺寸为1.8 m×3.6 m，污水舱标准段内净宽、高尺寸为2.4 m×（3.6～5.2）m，标准段总净宽、高尺寸为10.45 m×（3.6～5.2）m。

综合管廊设置在道路北侧的绿化带下，其顶面距路面约7 m，主体为钢筋混凝土结构，采用现浇施工，混凝土为C40防水混凝土，抗渗等级P8。

表1 综合管廊管线统计表

2 黄土地区城市综合管廊施工技术介绍

2.1 工法特点

本工法具有如下特点：①符合现场实际施工的程序和客观规律及管廓施工的特点要求。②可操作性强，重点突出技术要求和质量控制，通用性较强。③综合指导性强。本工法可指导湿陷性黄土地区城市大型地下缩合管廊的施工，对一般地区及中小型管廊的施工具有指导作用。④先进性。本工法立足于项目部现有技术装备条件、员工素质，采用科学的方法、合理的组织、优良的配置、完善的措施，实现施工既定目标。

2.2 适用范围

本工法适用于城市地下市政综合管廊的施工。

2.3 施工工艺原理

本工法解决在湿陷性黄土不良地质情况下，如何有效确定城市地下综合管廊深基坑开挖坡度、土钉墙锚杆长度、喷射混凝土厚度等参数；在保证开挖安全、工期安排合理、开挖出土效率最高的前提下，如何进行分段开挖长度、分层高度等参数的确定；如何有效应用管廊结构整体模筑成型方法、整体式防水施工方法、穿越铁路线采用顶进工法等问题[3]。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

具体施工工艺流程为：施工前准备—平整场地—测量放样—基坑开挖及支护—地基处理—安装垫层模板—浇筑垫层混凝土—综合管廊底面防水处理—架设底板模板及底层钢筋—底板钢筋砼浇筑—架设墙身及顶板模板、钢筋—墙身及顶板钢筋砼浇筑—墙身及顶板防水处理—基坑回填。

3.2 各工艺操作要点

3.2.1 施工前准备

材料准备：长锚杆、喷射混凝土。

机具准备：挖机、自卸车、湿喷机、钻孔机。

作业条件：综合管廊开挖影响范围内管线、地面设施及建筑物均迁移完毕。

3.2.2 平整场地

采用挖掘机平整场地，平整范围为综合管廊基坑开挖线位置外2 m，要求场地平顺。如果场地为沟渠等，先进行处理后，再回填至附近地面高程。处理发生的工程量以现场签证数量为准，签证审核后的造价列入工程最终结算造价。

3.2.3 测量放样

放样前，先将测量仪器送到有资质的部门进行检测、校核，综合管廊坐标系统及高程系统使用前应对图纸坐标进行复核。

采用RTK对综合管廊平面位置进行放样，放样位置为综合管廊基坑开挖线位置，直线段每20 m一个桩，曲线段每10 m一个桩，桩与桩之间撒白石灰，且每个桩要标明下挖深度。

3.2.4 基坑开挖施工

基坑边坡整体开挖分为3段：K0+800～K1+300开挖深度为8.7 m，K1+300～K1+820开挖深度为9.3 m，K1+820～K1+910开挖深度为8.0 m。为加快施工进度，现场采用长臂挖机同时开挖，分层高度2.5 m，坡比采用1∶0.3，边坡整体稳定性安全系数大于1.3，边开挖一层边施工土钉墙支护一层。

3.2.5 基坑支护施工

本综合管廊基坑支护方案整体采用放坡加土钉墙支护，具体如下：①坡顶设置挡水墙，挡水墙采用二四砖墙，高300 mm，M10砂浆抹面，厚10 mm。②坡面采用C20喷射混凝土，厚100 mm，内铺双向单层Φ6.5@200钢筋网片。钢筋网片外压通长Φ14钢筋加强筋，加强筋与短钉、土钉可靠焊接。喷射混凝土细骨料宜选用中粗砂，含泥量应小于3%；粗骨料宜选用粒径大于20 mm的级配砾石；水泥和砂石的质量比宜取1∶45～1∶4，砂率宜取45%～55%，水灰比宜取0.5～0.55.③土钉采用HRB400级Φ22钢筋，土钉水平间距2.0 m，呈梅花型布置，各层土钉长度根据受力检算确定；注浆材料采用P.O42.5级水泥净浆，水灰比0.5～0.55，水泥浆应拌和均匀，一次拌和浆液应在初凝前使用。施工允许偏差为，土钉位置允许偏差100 mm，土钉倾角允许偏差3°，土钉长度不小于设计长度。

3.2.6 地基处理

地基处理结构为换填0.5 m天然砂砾石，天然砂砾石换填分2层施工，每层25 cm，压实方式采用人工配合20T振动压路机压实，压实度为95%，C20混凝土垫层采用商品混凝土浇筑，要求振捣密实。

3.2.7 综合管廊防水处理

素砼垫层施工完成后，在综合管廊底板与C20素混凝土垫层之间由下至上依次施工，1.5 mm底板用强力交叉膜高分子复合自黏防水卷材，C20细石混凝土保护层50 mm厚。变形缝处为2层三元乙丙防水卷材，舱内使用水泥基渗透结晶防水涂料全部涂匀。

3.2.8 综合管廊钢筋砼浇筑

钢筋混凝土浇筑分2个阶段，第一阶段浇筑底板上50 cm，第二阶段墙身及顶板一起浇筑，第一阶段和第二阶段采用钢板止水带连接。

3.2.9 变形缝的处理

综合管廊要避免出现施工缝，并将所有可能产生的施工缝全部调整到变形缝位置，提高防水效果。每个节段间设置一道变形缝，变形缝内设橡胶止水带止水、填缝材料及剪力杆。变形缝应沿整个综合管廊设置通缝，采用中埋式钢边橡胶止水带，宽52 cm、厚1 cm。沿着板（墙）厚方向，具体处理为：双组份聚硫密封膏＋软泡沫塑料圆条或油纸，低发泡高压聚乙烯闭孔型泡沫塑料板，中埋式钢边橡胶止水带，低发泡高压聚乙烯闭孔型泡沫塑料板。施工缝处理采用2 mm厚、300 mm宽的型钢板止水带，且与第二次浇筑混凝土连接，更好地保证了混凝土的抗渗强度。

3.2.10 墙身及顶板防水处理

综合管廊结构外侧四周设置附加防水层，均采用1.5 mm厚三元乙丙防水卷材，变形缝处增加一层防水层。顶板加铺一层1∶2水泥砂浆保护层。综合管廊中需穿墙的给水管采用预埋防水套管。综合管廊中需穿墙的电力管、信息管均采用带止水环钢管，管内间隙采用油麻嵌实，石棉水泥封口。

3.2.11 基坑回填

综合管廊在回填时应自下而上分层填筑，自管廊底起1 m范围内填筑厚度为200 mm的一层，用打夯机或其他小型器具夯实，压实度不得小于95%，1 m范围外应将综合管廊基坑适当扩宽，以保证20T振动压路机能进行碾压。此时，分层填筑厚度不得大于300 mm，填筑层与管廊开挖放坡接触面应开挖90°土质台阶，以便回填层与原路基更好地搭接。综合管廊在回填时应两侧对称同时回填，其标高应基本相等且同处在一个水平面上，回填时应按基底排水方向由低至高分层进行。

3.2.12 铁路线段顶进施工

线路架空加固长度为每股道D24 m，框架桥采用D24 m便梁架空方案。架空作业完毕后，进行铁路线下土方开挖，并对滑床板进行施工，一次顶进就位，再由铁路线下节段分别采用常规模筑法向相隔节段进行接长施工[4]。

3.2.13 监控量测

在基坑开挖和使用过程中，建设单位应委托有资质的第三方对支护结构及周边建筑物进行水平位移和沉降监测，监测方案要按《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497—2009）编制并执行[5-6]。

仪器监测内容：基坑坑顶水平位移监测、垂直位移监测、深层位移监测及周边建（构）筑物、地下管线沉降监测、水平位移监测和垂直位移监测。

监测点的布设：按《建筑基坑工程监测技术规范》要求布置。基坑四周监测点布置要点为，欠平和坚向位移点沿基坑周边设置在基坑坡顶，水平间距不宜大于20 m，水平和坚向位移监测点宜为共用点；地下管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位，监测点间距宜为15～25 m，并延伸至基坑边缘以外1～3倍的基坑开挖深度。

监测报警值：基坑坑顶水平位移变化速率大于15 mm/d或累计位移大于60 mm。