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摘要:综合管廊是城市化发展的重要标志之一,指的是在地下建造一个隧道空间,将电力、通信、水暖、燃气等管线集于一体,并且设置专门的检修口和监测设备,实现规划、设计、建设、管理的统一性。本文首先分析了浅埋暗挖法的施工特点,然后结合工程案例,阐述了下穿管线或道路的施工方法和管理措施,以供参考。
关键词:综合管廊;浅埋暗挖法;下穿管线;技术要点
依据《城市综合管廊工程技术》,将综合管廊分为三种类型:一是干线管廊,用来容纳城市主干道工程管线;二是支线管廊,用来容纳城市配给工程管线;三是缆线管廊,用于容纳电力和通信电缆。随着城市化进程加快,综合管廊工程数量增多,是保证城市运行的基础设施和生命线,影响城市发展和居民生活。以下结合工程实践和案例,探讨了浅埋管廊暗挖施工中的工艺技术。
1.浅埋暗挖法的施工特点
浅埋暗挖法,指的是在距离地表较近的部位,针对地下洞室进行暗挖施工作业,前提是改造地质条件,重点是控制地表沉降。从技术原理来看,浅埋暗挖法是新奥法的改进,其中初次支护承担全部荷载,二次衬砌作为安全储备。在实际施工中,应该超前支护,采用多种辅助工法,发挥出围岩的自承能力,确保及时支护、封闭成环,和围岩共同形成支护体系。
结合工程实践,浅埋暗挖法适用于以下几类工程:①洞室埋深较浅,最小覆跨比为0.2;②地层岩性差,常见如第四纪软弱地层;③存在大量地下水,必须在施工前降低水位;④周边环境复杂,例如毗邻既有建筑物。分析该技术的优势,主要是造价低、灵活性高、拆迁面积小,且不会对地面交通和环境造成严重干扰。随着施工技术的进步,浅埋暗挖法的应用范围进一步扩大,在超浅埋工程、大跨度工程、高水位工程、上软下硬工程中得以应用。将浅埋暗挖法和信息技术相结合,能对施工全程进行控制,减小地层损失引起的地表移动变形等问题,显著提高施工速度和质量,获得良好的经济、社会、环境效益。
2.浅埋管廊暗挖施工中下穿管线或道路的技术要点
2.1工程概况
以四平市地下综合管廊工程项目为例,位于吉林省四平市经济开发区内,建设总长度约为9.58km,包括接融大街、康平路、植物园街3条道路。浅埋管廊暗挖施工中,由于覆土小容易引起坍塌事件,下穿管线或道路时,需要控制拱顶沉降,避免管道拉裂,因此对开挖和支护提出了较高要求。结合本工程的实际情况,最终决定采用台阶六导洞施工方案。
2.2工艺流程
分析台阶六导洞施工方案的原理,是首先进行明挖段施工,完成底板、边墙等结构;然后将半封闭结构当作暗挖工作坑,在断面上分成6个导洞,采用台阶法分别开挖;最后辅助采用大管棚+超前小导管注浆加固,采用钢格栅喷射混凝土进行支护。施工过程中,遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、弱扰动、快封闭、勤量测、早成环”的原则,对施工全程进行监控测量,其工艺流程如下:施工准备→超前支护→设计开挖方案→开挖支护→安装型钢钢架→支设钢筋网→喷射混凝土→防水施工→二次衬砌。
2.3技术要点
第一,施工准备。熟悉设计图纸,落实现场调研工作,明确地质、水文、交通等情况。结合现场地形地貌,开展三通一平工作,合理配置人力、机械、材料等要素。其中,暗挖段两侧的边坡和覆盖层仰坡,应该进行修整,及时除去松散的土层,并利用土钉+挂网+喷射混凝土进行防护。
第二,超前支护。一是导向架,能控制大管棚的施工方向,防止施工高度过高或过低。本次工程中,导向钢架采用45a工字钢,间距控制在1m,分别设置在分界段面和明挖段内。二是大管棚,钢管直径为108mm、壁厚为5mm,一次钻孔成型;插打大管棚后及时注浆,直至仰坡渗出浆液。三是小导管,施工部位是进洞首段,注浆材料为M20水泥砂浆,注浆压力控制在0.4-1.0MPa之间。四是明洞,当大管棚、小导管施工完成后,在暗挖段进出口两侧增设明洞,能防止仰坡滑塌,支护采用喷射混凝土。
第三,方案设计。施工依据短进尺、强支护、早封闭、勤测量的原则,结合实际地质勘察结果,明确围岩级别和地下水情况,并对施工方案进行调整,保证施工安全性。此外,委派专人负责测量工作,尤其对上部供水管进行动态监测,并指导施工作业的开展,提高施工信息化程度。
第四,开挖支护。如下图1,将施工现场分为6个部分,首先进行I区、II区施工,然后进行III区、IV区施工,最后分别进行V区施工和VI区施工。其中,I、II、V区的上部,采用人工开挖法,将土体翻入下台阶并运输至洞外;断面部位进行核心土开挖,为型钢钢架施工打下基础。III、IV、VI区的下部,采用人工+机械开挖法,并将土体运输至洞外。
图1:开挖施工顺序示意图
第五,安装支撑。钢格栅由钢筋、型钢组合而成,横撑、竖撑、钢格栅间等部位,均使用钢板和螺栓进行连接。钢格栅的架设,由人工操作完成,并且测量中线、顶板标高,保证位置准确;侧壁导洞的钢格栅架设完成后,及时对纵向连接筋、锁脚锚管进行施工,保证钢格栅的稳定性。
第六,支设钢筋网。喷射混凝土后,及时支设钢筋网,在加工棚内预制完成,确保网片的交叉焊点牢固连接。钢筋网片要紧贴侧壁和顶板,搭接长度控制在1-2个网格,搭接钢筋则进行单面焊接。
第七,喷射混凝土。混凝土集中拌制生产,将坍落度控制在12-15cm;复喷混凝土时,在喷湿机的入口添加速凝剂,利用压缩空气促使速凝剂和物料均匀混合。喷射作业时,和开挖顺序保持同步,按照从上到下的顺序形成S段,分段长度和距离控制在3m以内。此外,结合现场实际情况,设置并调整喷射角度、喷射距离、喷射料运动轨迹、一次喷射厚度、喷射平整度等指标。混凝土喷射完成后,终凝2小时并洒水养护,养护时间控制在7天以上。
第八,防水施工。在初期支护、二次衬砌之间,使用防水板和无纺布进行防水,工艺要求如下:①初支面平整光滑,不能出现凸出物;②防水板、无纺布分开铺设;③防水板铺设后保持表面平整;④利用热熔法,将防水板焊接在圆垫片上;⑤防水板接缝实施双面热熔焊接,搭接宽度控制在15cm以上;⑥施工完成后进行全面检查,对于破损部位进行补焊。
第九,二次衬砌。施工前不要去除横撑、竖撑,分析检测数据,确保沉降无变化后再施工,工艺流程如下:底板防水保护层→绑扎底板钢筋→支设底板模板→灌注底板二衬混凝土→绑扎边墙顶板钢筋→安装边墙顶板模板→灌注边墙顶板二衬混凝土。
结语:
综上所述,综合管廊是城市建设的重要标志,浅埋暗挖法具有诸多优势因此应用广泛。文中结合四平地下管廊工程项目,介绍了工艺流程和技术要点,并总结了安全、环保措施,希望为类似工程提供经验借鉴,提高施工效率和质量。
参考文献:
[1]张志敏,冯桢,王天野.综合管廊下穿河道浅埋暗挖施工技术[J].建材与装饰,2017,(27):3-4.
[2]何志刚.浅埋暗挖水平旋喷施工技术及质量总结[J].建筑工程技术与设计,2016,(8):149-150.