浅谈综合管廊暗挖施工方案——以东山变进出线地下综合管廊工程为例

陈进辉

（厦门市市政工程设计院有限公司，福建 厦门 361004）

1 项目概况

东山变进出线地下综合管廊工程共分为四段，分别是翔安南路（翔安东路—机场快速路段）、翔安东路（翔安南路—翔安西路段）、石厝路（翔安东路—纵一路段）、规划一路（纵一路）沿线综合管廊及变电站进出线综合管廊。

本次涉及暗挖段落位于翔安东路—翔安南路路口，涉及翔安南路下穿翔安东路下穿通道段、翔安东路下穿翔安南路段两段暗挖管廊（见图1）。

图1 翔安东路—翔安南路管廊交叉节点综合管廊平面图

2 道路现状及管线情况

2.1 翔安南路

翔安南路现已建成通车，该道路线位经过区域总体地势东西高，中间低，场地标高在6.48～37.01m之间。翔安南路以南大部分为未待开发或正在开发区域。

翔安南路（翔安东路以东）现为双向6车道、辅道4车道，道路红线宽度为44m，两侧人行道未建，现为绿化用地。道路下现已铺设雨水管道、给水管道、燃气管道、通信和军用管道。雨水管管径范围为 d400～d2 000，沿道路两侧铺设；给水管管径范围为 DN300～DN500，沿道路南侧铺设；燃气管管径为DN300，沿道路南侧铺设。道路北侧已建设有110kV架空线，10kV线路基本为电缆沟形式，局部采用架空线架设。翔安南路东西方向贯穿九溪河道，道路穿越处河道为自然断面。

翔安东路—翔安南路交叉口作为重要交通枢纽，翔安东路以车行通道形式下穿翔安南路。

2.2 翔安东路（翔安南路—大嶝大桥）

翔安东路（翔安南路—大嶝大桥）位于翔安南部新城，现为道路。该道路路线经过区域总体地势北高南低，翔安西路以北东西两侧现有两个村庄，临近村庄处道路竖向标高略高，场地标高在4.36～27.68m之间。翔安西路以南两侧现大部分未开发。

翔安东路现状为双向6车道，道路红线宽度为40m，两侧人行道未建，现状为绿化用地。道路中心线下现已建成雨水管道，沿线已建设有10kV架空线为沿线周边村庄供电，但整体建设较为杂乱，道路东侧绿化带存在通信线缆、DN300燃气管道（未通气）、DN600给水管道等。

2.3 翔安西路

翔安西路为城市主干路，道路为双向十车道，红线宽度60m，沥青混凝土路面，断面组成由北至南为：60m=2.0m（人行道）+2.5m（非机动车道）+1.5m（绿化带）+7m（辅道）+4.5m（侧分带）+11.5m（机动车道）+2m（中分带）+11.5m（机动车道）+4.5m（侧分带）+7m（辅道）+1.5m（绿化带）+2.5m（非机动车道）+2.0m（人行道），目前正在施工。

2.4 东山路、石厝路、城场路、双浦路、洪钟大道

东山路、石厝路、城场路、双浦路、洪钟大道均为城市主干路，双向六车道，红线宽度43m，沥青混凝土路面，断面组成为：43m=4.5m（人行道+树池）+2.5m（非机动车道）+1.5m（绿化带）+11m（机动车道）+4m（中分带）+11m（机动车道）+1.5m（绿化带）+2.5m（非机动车道）+4.5m（人行道+树池），目前均在施工。

3 交叉点方案分析

3.1 翔安东路下穿翔安南路交叉点

本项目翔安东路综合管廊为南北走向干线管廊，在翔安南路—翔安东路交叉口处横穿翔安南路。翔安南路过路段管廊断面为三舱(1.8+6.3+2.8)×3.7m，廊内管线包括DN1400给水管、DN300燃气管、DN1000污水压力管、DN300中水管及电力通信缆线，无重力管（见图2）。

图2 翔安东路—翔安南路管廊交叉节点综合管廊平面图

3.1.1 总体方案

本节点道路等级：翔安南路—城市快速路、翔安东路—城市主干路。

翔安东路—翔安南路交叉口作为重要交通枢纽，随着翔泉同城化、跨岛发展的进一步推进，翔安南路作为连接刘五店片区、翔安新城、厦大科教区等区域的重要交通要道，其通行车流量日益增大。综合考虑施工、交通影响及工程造价，横穿翔安南路段管廊采用非开挖工法，施工期间不中断交叉口正常通行。

3.1.2 平面设计

根据资料调查，翔安南路以北管廊线位附近有电力塔架及民宅各一处，此外，交叉口处建有翔安南路立交一座，立交跨线桥及匝道桥均采用端承桩基础。结合综合管廊总体线位及现状地物情况，为保证匝道桥桩基及邻近建构筑物安全，翔安南路管廊在交叉口处采取直线过路，过路后向西偏移接入路侧线位。

3.1.3 竖向关系分析

本过路段节点空间上采用管廊下穿翔安南路的方案，管廊顶部与各类管线间保证不小于1.5m安全距离。下穿段两端利用工作井提升后与标准段相接。

3.1.4 施工方案比选

下穿翔安东路综合管廊暗挖段全长66m，覆土高度为4.5～5m，根据收集的地勘资料揭示，过路段管廊所处地层主要为残积砂质黏性土、全风化花岗岩，局部基岩突起、孤石发育。

①施工方案一：暗挖法。暗挖法在施工中采用各种施工措施加固围岩，使主体结构与围岩共同形成联合支护体系，有效抑制围岩过大变形。该工法施工技术成熟，对设备要求简单，且进出口可同时施工平行作业，工期容易保证。目前，大埋深暗挖法在集美新城新隆路综合管廊下穿杏林湾路段已成功运用。

②施工方案二：顶管法。顶管法是在始发井中吊装钢筋砼或钢管管节，利用机械力将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走的工法。顶管施工受断面尺寸、覆土深度、顶进距离、地质情况影响较大。已建矩形断面顶管法最大覆土尚未超过9m，应用土层以黏土、砂土、粉质黏土为主。

本过路段管廊由于尺寸较大需采用矩形大断面，场地条件地质较好，局部存在基岩突起，顶管施工在此类地层中顶推难度大。暗挖法施工工艺成熟、施工难度较小、地层适应能力好、工期进度可控，不存在大幅增加施工占地的问题。综合考虑施工安全、可行性、工程效益及成本因素，推荐采用暗挖法下穿翔安南路车行通道。

暗挖法管廊结构采用矩形断面，复合式衬砌结构：初支30cm厚，主要由钢筋网、喷射混凝土和型钢钢架组成联合支护体系；二衬为50cm厚模筑钢筋混凝土，初支和二衬之间设置柔性防水层。辅助工程措施采用全断面注浆、超前大管棚、超前小导管注浆和锁脚锚杆等。

3.2 翔安南路下穿翔安东路交叉点

本项目翔安南路综合管廊为东西走向干线管廊，在翔安南路—翔安东路交叉口处横穿翔安东路后与翔安东路管廊相接。翔安南路过路段管廊断面为双舱(1.8+4.1)×3.2m，廊内管线包括：DN1 000给水管、DN300中水管及电力通信缆线，无重力管（见图3）。

图3 翔安南路—翔安东路下穿车行通道交叉点管廊断面

3.2.1 总体方案

本节点相关道路等级：翔安南路—城市快速路、翔安东路—城市主干路。

翔安东路—翔安南路交叉口作为重要交通枢纽，翔安东路以车行通道形式下穿翔安南路。随着翔安东部新城及大嶝机场的建设推进，翔安东路作为连接海翔大道、翔安火炬园和大嶝岛等区域的重要交通要道，其通行车流量日益增大。综合考虑施工、交通影响及工程造价，横穿翔安东路段管廊采用非开挖工法，施工期间不中断交叉口正常通行，保持翔安东路下穿通道通车（见图4）。

图4 翔安东路—翔安南路管廊交叉节点平面图

3.2.2 平面设计

根据资料调查，翔安东路下穿通道闭合框架段长243m，南北两端分别衔接180m、157mU槽段，全通道采用钻孔灌注桩支护开挖。U槽段底板下设有抗拔桩协同主体抗浮。翔安南路立交在管廊线位处存在已建ES匝道桥，桥梁下部采用直径1.2m灌注桩基础。为避免挖土施工对ES匝道桥桩基造成影响，需要综合管廊洞身与桩基础水平方向保证3d（d为桩径）安全距离。结合综合管廊总体线位及现状地物情况，为保证匝道桥桩基安全及车行通道U槽段抗浮稳定性，翔安南路管廊在交叉口处往南甩线，避开ES匝道桥桩基后，从通道闭合框架段下穿。

3.2.3 竖向关系分析

翔安东路车行通道闭合框架段覆土厚度最深处仅2.3m，考虑相近结构物施工安全距离及管廊断面尺寸，闭合框架段无法满足管廊暗挖上跨的施工要求。本节点空间上采用管廊从下方穿越车行通道的方案，管廊顶部与车行通道间保证不小于1.5m安全距离。下穿段两端利用工作井提升后与标准段相接，工作井在暗挖段完成后兼作通风吊装口及人员出入口使用。

3.2.4 施工方案比选

下穿翔安东路综合管廊暗挖段全长89.3m，覆土高度为10～10.9m，根据收集的地勘资料揭示，过路段管廊所处地层主要为全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩。

①施工方案一：暗挖法。暗挖法在施工中采用各种施工措施加固围岩，使主体结构与围岩共同形成联合支护体系，有效抑制围岩过大变形。该工法施工技术成熟，对设备要求简单，且进出口可同时施工平行作业，工期容易保证。目前，大埋深暗挖法在集美新城新隆路综合管廊下穿杏林湾路段已成功运用。

②施工方案二：顶管法。顶管法是在始发井中吊装钢筋砼或钢管管节，利用机械力将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走的工法，在施工中具有高效、安全的特点。顶管施工受断面尺寸、覆土深度、顶进距离、地质情况影响较大。目前，城市综合管廊中矩形顶管使用较多，矩形顶管断面相比圆形断面空间利用率高，已建矩形断面顶管法最大覆土尚未超过9m，应用土层以黏土、砂土、粉质黏土为主。

本过路段管廊受周边环境限制需采用矩形大断面，有管廊覆土深、管身位于硬质地层的特点。顶管施工在硬质地层中顶推难度大，破除下穿通道围护桩需置换机头，顶进姿态及施工进度难以控制。暗挖法施工工艺成熟、施工难度较小、地层适应能力好、工期进度可控，不存在大幅增加施工占地的问题。综合考虑施工安全、可行性、工程效益及成本因素，推荐采用暗挖法下穿翔安东路车行通道。

暗挖法管廊结构采用马蹄形断面，在标准断面基础上在顶部起拱1m。复合式衬砌结构：初支30cm厚，主要由钢筋网、喷射混凝土和型钢钢架组成联合支护体系；二衬为40cm厚模筑钢筋混凝土，初支和二衬之间设置柔性防水层。辅助工程措施采用全断面注浆、超前大管棚、超前小导管注浆和锁脚锚杆等。

4 暗挖施工方案介绍

翔安南路—翔安东路过路段、翔安南路—翔安东路下穿车行通道段采用暗挖法施工。复合式衬砌结构：初期支护由喷射混凝土、锚杆及钢筋网组成，并辅以钢架、管棚及超前小导管等支护措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作二次衬砌。为严格控制施工沉降，工作面采用三导坑法施工，在完成超前支护及预注浆加固后，按设计的施工顺序开挖。

4.1 施工步骤

考虑过路段管廊场地的工程地质，结合周围现状建构筑物及紧邻地块情况，暗挖主要施工步骤如下：

（1）开挖前对临近暗挖范围桥桩进行适当保护，在地表及桩周设置监测点。

（2）道路两侧开挖进洞工作井，浅层土体采用人工开挖，探摸清楚场地内管线情况后，进行支护桩作业。

（3）工作井壁预留套拱双向进洞，进洞前施作超前大管棚，并进行掌子面注浆加固。

（4）在管棚及小导管保护下进洞，采用三导坑法进行掘进支护。

（5）下穿行车道及接近现状桩基时，对洞内注浆采用动态施工，结合监测数据控制注浆压力，保证地面不冒浆，桩基不受大的扰动挤压。

（6）开挖过程中如遇凸起基岩或局部孤石，采用人工切割与静态裂解相结合的开挖方式，爆破裂解影响范围控制在2m以内。

（7）在管棚保护下于道路中部合拢掌子面实现洞通，二衬收尾后进行洞内管廊附属设施安装。

4.2 监控量测

既有的翔安南路为城市主干道，暗挖段从其下方穿越；环境设施分类为邻近重要设施，相邻位置关系为非常接近。

本项目针对接近的建构筑物，根据相关规范并结合已有同类项目施工经验，翔安南路地表和管廊的沉降变形控制指标为：结构的累计沉降控制值为20mm，沉降差异控制值10mm，变化速率控制值2mm/d。施工开挖中坚持短进尺、早封闭、强支护、勤量测的施工原则，专人负责监控量测，根据监测结果和实际地层条件进行信息化施工。施工前编制好应急预案，必要时在洞外对框架结构基础进行注浆加固，确保施工安全及市政道路运营安全。

5 结语

管廊受周边环境限制或尺寸较大等因素影响，需采用矩形大断面，且有管廊覆土深、管身位于硬质地层等特点。顶管施工在硬质地层中顶推难度大。暗挖法施工工艺成熟、施工难度较小、地层适应能力好、工期进度可控，不存在大幅增加施工占地的问题。综合考虑施工安全、可行性、工程效益及成本因素，可采用暗挖法施工。

采用暗挖法施工管廊应注意以下几个原则：

（1）充分考虑项目建设条件，统筹兼顾各种需求，与城市总体规划、现场实际情况、道路交通、结构工程及其他专业相协调。

（2）结合实际情况确定工程的合理性、可操作性、经济性。

（3）充分利用现有设施，以减少工程投资。

（4）充分听取当地主管部门意见，结合实际情况确定设计标准，提高工程的社会效益和经济效益。

（5）做好监测及防护工作，提前编制应急预案，确保施工安全及市政道路运营安全。