复杂环境下综合管廊新建及接舱施工实践

陈 雷

[上海城建市政工程（集团）有限公司，上海市 200030]

0 引 言

1958 年我国第一条综合管廊建成，到1994 年修建浦东新区张杨路综合管廊，标志着我我国地下综合管廊正式起步。据统计我国综合管廊需求将超过3 万km，其中多为新建工程，技术相当成熟，但是目前国内在复杂环境下新建管廊以及与现行管廊连通未发现有系统性的研究和实践。本文以夏涤路综合管廊工程为例，重点阐述该项目的相关工程实践及要点。

1 工程概况

1.1 工程背景介绍

世博管廊建于2009 年，现根据世博文化公园规划要求，将其局部废除并新建夏涤路综合管廊，与现行保留段管廊连通，形成新环路。新建管廊位于新建夏涤路西侧人行道下，为支线型管廊，采用单舱布置，其中接舱段分别为博成路、国展路，具体如图1所示。

图1 综合管廊地理位置

1.2 基坑基本情况

新建管廊总长度约为380 m，共划分为5 个分区、17 个分段，净宽度为4.90～10.66 m，如图2 所示，基坑开挖深度3.130～7.616 m，局部集水井落低处挖深9.387 m 及9.341 m。基坑围护形式主要采用SMW 工法桩围护以及首道混凝土支撑、第二道钢支撑。其中新老管廊接舱处均采用φ2 000@1 400 mm MJS 工法桩进行基坑止水封闭及加固保护，桩长14.3 m，如图3 所示，接舱段基坑概况见表1。

图2 综合管廊平面示意图

图3 单舱接双舱围护平剖图

表1 接舱段基坑概况 单位：m

1.3 主体结构描述

国展路管廊为双舱形式，其断面尺寸为3.5 m×6.0 m，混凝土均采用水下C35P8，结构厚度均为0.3 m，廊顶覆土约2.2 m。

新建管廊采用明挖法施工，标准段断面外包尺寸为3.3 m×3.8 m，结构混凝土采用水下C35P8，结构厚度0.3～0.5 m，管廊顶覆土为3.0 m。

1.4 工程地质条件

该工程场地属于滨海平原类型，最大开挖深度为9.387 m，深入土层④号淤泥质黏土层，钻孔灌注桩桩端处于⑤2-2砂质粉土夹粉质黏土，具体钻探土层剖面图如图4 所示，土体物理力学性质详见下表2。

表2 地基土物理力学性质参数表

图4 基坑及地质剖面示意图（单位：mm）

1.5 不良地质条件及处理

该工程场地内遍布结构松散、欠固结的杂填土以及土质软弱、具有流变、触变特性的软土，分布不均，最深达9.2 m，在桩基施工过程中需埋设长护筒，同时要严控泥浆指标。

原上钢三厂、世博苏浙餐馆、世博步行桥遗留的基础、底板、预制管桩、回填建筑垃圾等地下障碍物，在灌注桩、三轴搅拌桩施工前必须进行全线探摸、清障，埋深＜4 m 挖机镐头破碎后清理，地下障碍物埋深＞4 m，本工程采用了全回转钻机、旋挖钻机多种机械组合进行清除，同时严把回填质量关，避免桩基施工时出现二次人为障碍。

1.6 水文地质条件

1.6.1 潜水

该工程拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水、地面蒸发。根据上海市长期观测经验，低水位埋深取1.5 m，高水位埋深取0.50 m。

1.6.2 承压水

该工程管廊基坑最大挖深7.616 m，两处集水井落低处最大挖深分别为9.387 m 和9.041 m。经计算非集水井落低处基坑开挖过程中，无需考虑承压水突涌影响，而在集水井落低处基坑开挖时，需提前采取有效措施（管井按需开启）控制承压水。

1.7 基坑周边环境

本工程场地狭小，全程单侧作业（借用新建夏涤路，宽度为20 m），且周边环境复杂，新建综合管廊西侧主要为在建世博文化公园片区，西南则为规划地铁19 号线项目大临及施工现场，东侧为卢浦大桥、军用（国际）光缆及规划宛平南路隧道，此外，新建管廊需连通现行管廊，详见表3 和图1 及图5。

图5 综合管廊断面示意图（单位：m）

表3 新建管廊周边环境

2 基坑施工控制

2.1 接舱处止水处理

该工程采用MJS 工法对原管廊进行加固保护及接舱施工时的止水处理，其直径取2 000 mm，采用42.5 普通硅酸盐水泥，浆液水灰比宜为1∶1，水泥掺量取40%，单方水泥用量取720 kg。MJS 正式施工前须进行现场试成桩试验，确定施工参数（见表4）和施工步骤。同时为避免破坏原管廊结构，须开样沟准确定桩位，按照试验参数严控施工质量[1]。

表4 MJ S 施工控制参数

2.2 降水施工

由于本工程基坑内进行了抽条及部分坑底满堂加固处理，深化降水方案采用井点降水，按单井有效疏干面积200 m2布置（φ273 mm 钢管，间距≤15 m，尽量避开加固区），共计布置24 口。新老管廊接舱处，坑底平台各设置环形轻型井点一套（φ48 mm 钢管，间距≤1.5 m），经验算在基坑开挖阶段,降水方案满足基坑土方开挖要求。

2.3 基坑开挖施工控制

上海地区软土的特性应用“时空效应”理论，严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，实行分区、分段、分层、对称限时开挖，并及时支撑、及时施做底板，缩短基坑无支撑暴露时间。

3 接舱施工

既有管廊开洞前，征询所涉及产权单位及原管廊设计单位意见，编制了接舱专项施工方案，其中包括既有结构、管线（上水、超高压、高压、信息等）保护措施，接舱作业、自动化监测等，具体如图6 至图10所示。经专家论证后，上报相应产权单位审批通过后方进行接舱作业。

图6 单舱接双舱顶板平面图（单位：mm）

图7 单舱接双舱中板平面图（单位：mm）

图8 单舱接双舱底板平面图（单位：mm）

图9 单舱接双舱节点构造（开洞）剖面图（单位：mm）

图10 单舱接双舱节点细部构造（开洞、利用）示意图（单位：mm）

3.1 保护措施

3.1.1 既有管廊保护

既有管廊顶卸土完成后，于管廊拆除作业施工前，需对管廊顶板施以支撑保护，支撑保护体系选用扣件式钢管排架（采用φ48×3.25 mm 钢管）。

3.1.2 管线保护

针对国展路综合舱两侧管线，由于上方顶板需进行局部切除，为防止切除施工中碎屑掉落损坏下方高压电力管线、信息光缆，应权属单位要求，需采取隔离措施，如图11 所示。

图11 隔板保护剖面示意图（单位：mm）

3.1.3 既有管廊内管线保护区与作业区域隔离

采用120 mm 厚砖墙隔离（砖墙由廊内底板面砌筑至顶板），防止管廊凿除施工中部分材料、工具飞溅损坏廊内管线。

3.2 切割作业

3.2.1 设备选型、分块切割及吊装

综合现场实际情况，合理选择机具组合。本次拆除作业设备选择见表5，吊装设备选择QY25K 型汽车吊，按最不利切割工况验算：1×2.1×0.3×2.5=1.575 t＜5 t（钢筋混凝土密度取2.5 t/m3），符合起重要求。

表5 切割方案比选

3.2.2 静力切割

管廊拆除方案优选（见表5）采用静力切割工艺[2]，具体切割部位如图12 所示，其施工流程为：定位、放线→钻工艺孔（起吊孔）→切割→混凝块起吊→清运到指定地点。切割设备明细见表6。

图12 单舱接双舱开洞平、剖面示意图（单位：mm）

表6 切割工艺设备表

3.3 细部构造

旧混凝土面凿毛清洗处理，保证新旧混凝土黏结效果，新老结构钢筋连接采用植筋处理；如图13所示，防水措施除主体结构采用构造防水外[3]、还采用抗渗混凝土，并采用遇水膨胀止水胶、预埋注浆管、外包防水卷材三道工艺，多道保险。

图13 现场作业示意图

3.4 施工监测

3.4.1 基坑监测

该工程基坑监测历时257 d，累计布设各类监测点位271 处（如图14 所示）。基坑开挖阶段变形占总变形的90%以上，底板浇筑完成后，墙体变形趋于收敛。由于单边作业，挖机、大型机械、土方运输车辆集中在基坑东侧，导致这一侧变形整体比西侧略大。单根据监测数据分析，变形数值均在允许范围内。本文节选围护体深层侧向水平位移（测斜）、卢浦大桥立柱沉降监测数据，如图15 和图16 所示。

图14 基坑监测点位布置示意图（节选）

图15 围护测斜变形曲线图（节选）

图16 监卢浦大桥立柱垂直位移变化曲线图（节选）

3.4.2 自动化监测

在接舱施工阶段，为确保原管廊及廊内管线的安全运营，同时应产权单位要求，在国展路原管廊侧墙安装7 个自动化静力水准监测点位进行24 h 实时监测，快速、准确地对数据进行分析、反馈[4]，数据也可通过PC 端或移动APP 实时共享。同时布设16 个人工沉降监测点复核，历时60 d（完成施工覆土后1个月变形收敛为止）具体监测布点如图17 所示。

图17 原管廊监测点位布置图（节选）

自动化监测项目：管廊结构竖向位移监测、管廊内超高压电力管线竖向位移监测。监测频率默认为1 次/h。设定报警值见表7，变形曲线汇总见图18、图19。

图18 自动化监测变化曲线图（节选）

图19 人工监测变化曲线图（节选）

表7 监测报警值一览表

根据自动化沉降监测数据，接舱部位沉降最大约-1 mm，整体差异沉降较小，监测数据与人工比对一致。同时接舱部位采用静力切割施工，对周边环境和既有管廊设施影响较小。

4 结 语

基于复杂环境下综合管廊新建及接舱施工实践，该工程攻克了许多难题，譬如场地狭小、遍布地下障碍物，从工程开工至主体结构完工后立即移交夏涤路道路工程施工道路，全程单侧作业。对于地下障碍物清除选择多种适应型机械组合，快速、有效地完成了清障工作。SMW 工法在施工期间采取一系列加固、保护措施，全程重点监测重要光缆、卢浦大桥桥墩等建（构）筑物，直至工程完工，各监测项目变形结果均满足相关要求。同时针对接舱施工工艺复杂、质量要求高等难题，在接舱前，通过征询原管廊设计单位、各产权单位、接管单位意见及建议，编制专项施工方案，经专家论证报各产权单位审批后严格执行专项方案，合理组织施工，顺利完成了接舱作业，现行管廊运行平稳，未出现沉降报警。

同时在“规划先行、适度超前、因地制宜、统筹兼顾”的原则下，超前规划能够很大程度的避免接舱作业。针对该项目，接舱作业中的新老结构处理、质量控制是重点，除混凝土自防水外，多道防水措施仍有改善的空间，也是努力的方向。接舱作业也应遵循“满足功能需要，对原有管廊不动或少动”的原则选择最优的接舱方案。