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综合管廊入廊管下穿既有管线顶管施工分析及应用胡家谱

发表时间：2021/7/12 来源：《建筑模拟》2021年第3期作者：胡家谱

[导读] 随着社会发展，推动了我国集中行业的进步。既有市政管线位于市政道路下方，需在入廊管道建设完成后入廊，入廊管道建设需横穿市政道路、有轨电车及既有市政管线。本文针对入廊难的问题，主要介绍了IT大道综合管廊入廊管道在富水砂卵石层下穿既有复杂管线顶管施工中的应用，为类似工程提供借鉴和参考。

        中国建筑第二工程局有限公司华东公司上海市 200135
        摘要：随着社会发展，推动了我国集中行业的进步。既有市政管线位于市政道路下方，需在入廊管道建设完成后入廊，入廊管道建设需横穿市政道路、有轨电车及既有市政管线。本文针对入廊难的问题，主要介绍了IT大道综合管廊入廊管道在富水砂卵石层下穿既有复杂管线顶管施工中的应用，为类似工程提供借鉴和参考。
        关键词：综合管廊；既有管线；顶管；降水；袖阀管注浆

        引言
        随着城市化建设步伐的不断加快，城市地下空间的利用和挤占愈发频繁，导致可利用的城市地下空间变得极其有限，对城市地下综合管廊结构设计和施工技术、方法提出了新要求和挑战。为避免各类地下管线占用过多地下空间和相互间的铺设冲突，城市地下综合管廊的应用更加具有适用性和现实性。
        1工程概况
        某市IT大道综合管廊全长约5．7km，按照双层五舱断面标准建设，断面面积约68．25m2，位于IT大道市政道路中心线东侧。IT大道综合管廊是目前为止成都市断面面积最大的管廊，也是成都市作为国家试点城市启动的第一批试点项目，更是成都市管廊建设领域投资建设模式的重大突破。入廊设施包括110kV及以上高压电力电缆（11回）、10kV电力电缆（32回）、输水管（DN1400）、配水管（DN400）、再生水管（DN400）、通信线缆（24孔）、污水管（D500）、燃气管（D325）等市政管线。在综合管廊里程56+70处的入廊管道有2条电力、1条通信，需由东向西横穿IT大道市政道路及有轨电车后，再由北向南横穿芙蓉大道市政道路，从而实现芙蓉大道电力和通信顺利进入IT大道综合管廊。
        2下穿既有管线顶管施工
        2.1横断面设计
        城市地下综合管廊的断面有多种类型，一般较为常见的包括矩形、圆形、直墙拱形、马蹄形。城市地下综合管廊的断面选择受埋置深度、地形、地貌等地质条件以及实际的施工方法影响。对地处软土、浅埋地层的区域，若采用掘挖法施工，城市地下综合管廊可选择矩形断面，结合管廊规模选择单跨或多跨、单层或多层矩形断面，实现对管线布置、空间分隔工作的处理。若综合管廊覆土厚度超过6～8m，一般采用暗挖式施工，此时地下综合管廊断面可以选择拱形或马蹄形。若地下综合管廊需要穿越江河、铁路或其他地下构筑物，同时明挖法施工难度较大，可以采用圆形盾构隧道形式进行施工，将地下综合管廊的圆形断面进行合理分隔，以便进行管线敷设。
        2.2明挖现浇法
        利用支护结构支挡条件下，在地表进行地下基坑开挖，在基坑内施工做内部结构的施工方法。具有简单、施工方便、工程造价低等特点，适用于新建城市的管网建设。明挖现浇法是一种使用最为普遍的施工方法，能够在大面积范围内进行施工，且能对工程进行多标段划分同时进行施工，从而提高整体的施工效率。但也存在严重的不足，由于明挖基坑会形成大面积的工区，中断城市交通线路，影响居民出行。基本施工步骤：PET防水卷材铺设→底板钢筋绑扎→底板浇筑→浇筑混凝土。
        2.3下穿既有管线顶进
        为保证顶管下穿既有管线段能安全通过，设专人观测地下水位，配备备用水泵、电源及其他应急材料，必须保证24h不间断降水。同时在每道既有管线位置增设2处沉降观测点。当顶管下穿既有管线时，测量人员要增加地下水位和路面沉降观测频率，发现降水、路面及既有管线有异常情况时，立即停止顶进施工，检查异常原因并采取有效处理后方能继续顶进。下穿既有管线顶进开挖全程要缓慢进行，掘进前先确定掘进面土层无异常情况才开始掘进挖土，顶进紧跟掘进。
        2.4暗挖综合管廊的功能整合
        综合管廊的功能可分为空间使用功能和自身的附属功能。空间使用功能指综合管廊具备敷设、分支、接入与引出城市工程管线的作用。附属功能是指为了保障综合管廊内管线的安装、检修与运营，自身需要设置的功能系统。根据《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838）的有关要求，附属功能包括消防系统、通风系统、配电系统（供配电与照明）、监控与报警系统、逃生系统、吊装系统、排水系统、标识系统等。为实现上述功能需求，需要在综合管廊工程中设置管线分支口、防火隔断、通风口、设备间（强弱电）、逃生口、吊装口、集水坑等构筑物。为便于与综合管廊标准段相区分，这些构筑物一般被统称为综合管廊功能节点。

        图1给出了采用传统明挖法下，常见的综合管廊总体布置纵向示意图。可以看到，在沿综合管廊纵向≤200m的间隔范围内，就有管线分支口、防火隔断、通风口、设备间（强弱电）、逃生口、吊装口、集水坑等较多的功能节点。因而，在明挖工程中，一般考虑将综合管廊尽量布设在城市道路的绿化带、机非分隔带或人行道下方，以方便上述各类功能节点，尤其是通风口、逃生口和吊装口等各类口部的布置和建设。
        当综合管廊采用暗挖法实施时，这些小间距布置的功能节点会给工程实施带来不小的困难。结合顶管法、盾构法等暗挖工法的技术特点，暗挖综合管廊应像地铁工程的区间隧道一样具备长距离的连续的标准段，功能节点应如地铁工程的车站那样集中整合布置。简而言之，就是需要将代表综合管廊功能需求的各类功能节点整合在一起集中布置。而功能节点的集中整合布置，内涵是综合管廊的功能整合。在既有的综合管廊技术标准体系下，需要研究如何在这种“长距离标准段、功能节点集中布置”综合管廊中，实现使用功能和自身附属功能。这是暗挖综合管廊技术发展的一个重要的研究方向。实践意义上，综合管廊功能整合是长距离暗挖综合管廊工程发展的关键性技术之一。
        2.5盾构法
        盾构法是使用盾构机在地中推进，通过盾构外壳和管片支撑四周围岩，防止发生隧道内的坍塌，同时，在开挖面前方用刀盘进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠推进油缸在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构法在城市地下综合管廊施工中具有广泛的应用，较适用于软土地段，并能够提供良好的防护。整个施工过程完全依靠自动化机械，机械化程度高，涉及的人力资源少，利于组织管理和提升工程进度，降低了施工难度，借助盾构外壳和管片的支撑作用，提高了施工安全系数。但机械化操作对施工工艺的要求较高，需要综合能力强的施工单位来进行施工。但灵活应对工程变化的能力较弱，在一些特殊环境下施工时的难度大。
        结语
        该顶管辅以深井降水、袖阀管注浆施工技术，在成都市IT大道（清水河－绕城高速）综合管廊工程芙蓉大道路口入廊管道施工中得到成功应用。利用顶管法辅以深井降水及袖阀管注浆措施解决了城市交通流量大、既有管线复杂、砂卵石地层含水丰富的难题。顶管施工占道面积少，对市政道路的影响小，提高了安全、质量、经济及社会环境效益，为后续类似工程施工提供了经验和参考。
        参考文献：
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        [4]王辉.浅析城市地下管廊建设的关键技术掌握[J].建材与装饰，2020（3）：51-52.