综合管廊与地下连通道交叉节点实施方案研究
2019-08-21赵香山
赵香山
(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市 200092)
0 引言
桃浦综合管廊[1]纳入了电力、通信、给水、能源管线,线位走向与市政道路一致,工程范围为永登路(武山路—绿棠路)、敦煌路(古浪路—永登路)、景泰路(古浪路—真南路)。
根据桃浦综合管廊规划[2-3]、地下空间规划、永登路道路方案,管廊工程与以下工程存在实施时序及下部结构冲突:
(1)永登路桥桩基、桥下人行廊道结构与管廊存在实施时序上的冲突。
(2)桃浦智创城地下空间处于方案研究阶段,其地下通道与管廊呈错层交叉布置,且存在实施时序上的冲突。
1 管廊与地下空间、桥梁相交节点方案
根据层次关系、结构类型,综合管廊与上述两个工程相交情况可分为以下两类:管廊下穿地下空间通道(1#、3#~8#);管廊上跨地下空间通道(2#)(见图 1)。
1.1 人行通道上跨综合管廊(永登路管廊与U形槽、永登路桥梁交叉节点)
图1 总平面布置图
原设计方案中,管廊按照覆土3 m设计。管廊结构形式如图2所示,管廊在道路下的位置如图3所示。
图2 永登路(翰景路—祁连山路)综合管廊标准断面布置图[4](单位:mm)
根据道路及地下空间方案,地下空间穿越道路的U形槽穿越永登路,永登路桥梁上跨U形槽。永登路桥设计跨径40 m,一跨过河,上部结构采用小箱梁方案,下部桩基紧贴管廊止水帷幕外。管廊位于永登路道路投影面下,即B2层;地下通道为过水人行通道,位于B1层;永登路采用桥梁方式上跨地下过水人行通道,位于地面层。该节点的三者关系如图4~图7所示。
图3 永登路(敦煌路—祁连山路)管廊在道路下的位置图(单位:m)
图4 永登路桥梁与U形槽三维关系图
图5 交叉节点剖面图
图6 交叉节点平面关系图
图7 交叉节点桩基布置图
B2层:从北往南,最外侧为桥梁桩基,然后为管廊围护桩,最内侧为管廊结构。B1层:从西往东,最外侧为桥梁桩基,内侧为U形槽结构。
方案一:永登路规划道路红线范围内U形槽结构、桥梁桩基与管廊同步施工。实施时序上,先实施管廊围护,再实施永登路桥梁桩基、管廊及U形槽桩基,然后实施管廊结构[5]、U形槽结构;永登路桥梁其余结构与道路同步实施。
方案二:管廊先施工,永登路规划道路红线范围内的地下水系结构后续施工。
若采用方案一,未来地下空间施工时,需要与已建成的U形槽对接;永登路桥梁施工时,需要与已施工的桩基对接。因永登路桥的上部结构对桃浦科技智慧城地下空间的整体景观效果有一定影响;同时桥梁上部结构对于桥梁桩基的选型也有一定影响,为保证先行实施的桥梁桩基的方案稳定,需要尽快明确永登路桥的上部结构形式及U形槽的设计方案。
若采用方案二,人行通道基坑开挖可采用明挖法、顶管法和管幕法。
采用明挖工法时,由于人行通道开挖深度约为6.7 m,现确保人行通道底板底与综合管廊顶板顶之间的净距为3 m,人行通道基坑围护插入比控制在1∶0.45左右,并采用MJS施工工艺,其造价昂贵。人行通道基坑开挖时,综合管廊上部大范围的卸土,会对结构的抗浮产生影响,人行通道施工期间需对整个周边区域进行降水,而不只是坑内降水,还需复核综合管廊此区域内部结构永久抗浮是否满足要求。
采用顶管法[6]施工时,一般顶管施工需要覆土1.0D~1.5D(D为横断面中矩形顶管与土体平行的边长),在上海以往的工程中,顶管的最少覆土约为4 m。所以需确保人行通道覆土约为4 m,方可进行顶管施工,并需在顶管段两端设顶管工作井,大大增加了造价的费用。
采用管幕法[7]施工时,虽然管幕法施工可用在覆土较薄(至少确保覆土为2 m)情况下施工,但顶管精度控制不好时,容易引起上层路面的隆起破坏,存在一定的施工风险,也需在两边设置工作井。而且使用小型顶管机进行施工,要求顶管机具有较高的顶进精度和顶进速度,顶管机研制或购置费用较高,埋入的钢管不能回收,工程投入大,单位延米造价高。
U形槽为地下空间过路的一段,结构设计时可预留好空间,可保证后续与两侧地下空间对接,永登路桥梁的跨径、桥面宽度等均已确定,桩基后续调整的可能性不大,该两部分内容均有提前与管廊同步实施的可能。但如果后续再实施该两项工程,投资过高且导致反复开挖,推荐采用方案一。
1.2 车行通道下穿综合管廊
原设计方案中,敦煌路(古浪路—永登路)规划有电力、通信、给水等管线,断面为单舱形式(见图8 )。管廊覆土3 m,在道路下的位置如图9所示。
图8 敦煌路(古浪路—永登路)综合管廊标准断面布置图(单位:mm)
图9 敦煌路(古浪路—永登路)管廊在道路下的位置图
根据地下空间总体布置及路网布局,地块内规划有地下车行环道,并与管廊在敦煌路下(武威路-敦煌路交叉口以南80 m处)存在交叉,车行通道规划位于B2层,管廊位于B1层。管廊与车行环路的关系如图10、图11所示。
图10 敦煌路管廊与车行通道平面关系图
方案一:与管廊交叉的车行通道段提前与管廊同步实施。
方案二:管廊先施工,与管廊交叉的车行通道段后续实施。
若采用方案一,新增地下车行环路后,在管廊项目中实施S段车行环路,以便后期与未来车行环路对接,需要尽快明确该段车行通道的具体标高、尺寸。
图11 敦煌路管廊与车行通道剖面关系图
若采用方案二,实施车行通道时,可采用顶管法或管幕法施工,但都需确保综合管廊底板底与车行通道顶板顶之间的净距为2 m。车行通道横断面尺寸为2×77.75 m×2.5 m,需要采用矩形顶管,施工对于周边土体的扰动较大,上部综合管廊容易产生变形。这两种方案造价高,施工风险大,对上部已有结构安全性有不利影响。
与管廊交叉的地下车行通道为该系统车行环路的一部分,连接了地下停车库与市政道路,且该段与市政道路出口有较长距离,可以通过坡度调整对接。该阶段充分设计并将车行通道与管廊同步实施,可以保证后续车行通道与该段的对接。若现阶段只实施管廊,后续实施车行通道,则造价高且施工风险过大,推荐采用方案一。
2 结 语
(1)管廊投影面内的人行通道结构体与管廊一起实施,避免了施工期间对于道路的影响以及可能产生的管线两次搬迁的情况。共用围护结构,节省造价,降低施工风险,加强结构的安全性。在人行通道先施工段的两端设临时封堵墙,待两侧的人行通道实施后方可连接。
(2)管廊投影面内的车行通道及其延伸段(S形车道)与综合管廊同步实施,可共用中板,避免了后续在管廊下方施工车行道对管廊的扰动,节约了后续采用管幕法或矩形顶管法的造价,降低了施工风险。在车行通道先施工段的两端设临时封堵墙,待两侧的车行通道实施后方可连接。