空间受限环境下城市综合管廊分支施工技术

冯 权

(中铁十六局集团有限公司，北京 100018)

1 工程概况

北京地区某在建综合管廊长964m，其中3层段560m，分支19个；分支埋深约14m，结构形式由水平通道结构及竖井结构组成。

2 工艺原理

本文提出空间受限环境下城市综合管廊分支施工方法，该方法主体结构采用明挖法，施工分支参照地铁倒挂井壁法进行开挖。竖井倒挂井壁常用于地铁出入口施工。

通过对竖井口单元合理划分的创新，首次将倒挂井壁工法用于分支管廊施工，而分支管廊不同于地铁出入口，其因使用功能不同导致结构形式差异较大，由于每个分支管廊的功能不同、地下管线的情况不同，分支管廊的结构形式和样式必然不同。首先对竖井口进行合理划分，采用中隔墙把竖井划分为水平和竖向结构单元，水平和竖向单元在竖井下方连通。水平结构单元可利用钢便桥进行道路恢复或利用装饰性盖板进行城市景观恢复。竖井封底后，完成水平结构单元施工后，即可进行水平结构单元回填，完成地面恢复，同时向上施工竖井结构单元。

空间受限环境下综合管廊分支支护如图1所示。

图1 分支竖井

3 施工工艺流程及施工要点

3.1 施工工艺

施工准备→测量放线→锁口圈梁施工→水平单元开挖支护、竖向单元开挖支护→水平单元钢便桥施工、景观恢复→竖井封底→水平单元结构施工(竖向单元底层结构施工)→水平单元回填、竖向单元分层施工。

3.2 施工要点

3.2.1施工准备

施工前，加强与地下管线及地下建筑物产权单位的联系，请产权单位对所属管线及地下建筑物正常工作提出要求，并加强线路巡查。编制专项监测方案并在整个施工阶段进行监测。开挖顺序如图2所示。

图2 开挖顺序

3.2.2测量放线

根据施工图和现场实际探测情况，通过测量仪器精准定位，然后用红色喷漆和木桩在施工场地标识出分支开挖范围。

3.2.3倒挂井壁施工

1)水平单元完成至3m时，进行顶部型钢对撑施工，预留水平单元和竖向施工单元运土通道(暂不架设型钢，对撑高度≤2m)，根据周边环境需适时进行水平单元顶部钢便桥或景观恢复施工。重复开挖及格栅支护作业，直至竖井封底，完成倒挂井壁施工。

2)竖井每次开挖1榀格栅间距后，初喷混凝土40mm，安装钢筋格栅、钢筋网片报监理工程师验收合格后，进行终喷混凝土。喷射混凝土采用湿喷工艺。开挖过程中，井壁每榀格栅打设1环直径42mm侧壁导管注浆加固地层。环向间距2.0m，长2.5m，倾角40°。注浆浆液根据地质情况分别选用水泥浆或水泥+水玻璃双液浆，注浆配合比根据现场试验确定，注浆压力控制在0.2～0.5MPa。

3)二衬结构范围内中隔壁采用加密竖向连接筋，内、外双层布置间距0.5m，结构高度范围内不喷射混凝土，确保进行水平单元结构施工时，便于拆除型钢横撑。型钢横撑与井壁格栅采用螺栓连接，采用高强度螺栓。

3.2.4水平单元结构施工

水平单元竖井完成后立即进行结构施工，结构施工完成后即可进行水平单元竖井回填作业。

3.2.5竖向单元结构施工

竖向施工单元底层结构同水平单元结构施工整体浇筑，上部结构以3m为1个施工分段。直接在竖井井壁范围内进行防水施工，无须进行外侧立模。内部采用对撑支架体系，辅助增加抛撑提高支架的整体稳定性。

3.2.6水平单元顶部交通恢复或景观恢复

该技术因合理的单元划分，可在土方开挖后3d进行顶部交通恢复或景观恢复，极大地降低了对城市密集区域的交通影响或景观影响。利用水平和竖向单元的开挖循环差，可仅通过竖向单元进行出土，在水平单元完成开挖3m且架设完成顶部型钢横撑后，便可恢复顶部交通或景观。

3.3 施工难点

3.3.1单元合理划分

由于每个分支管廊的结构形式和样式不同，合理的单元划分是其难点。

对于本工程而言，分支管廊连通主体管廊的水平施工单元为躲避φ1 000污水管线，单元的划分需满足竖向和水平单元出土空间的同时，还要将水平单元顶部的交通影响范围降到最低，将分支管廊水平单元外延8m处进行分割，即水平结构单元长8m，竖向结构单元长3m。而水平结构单元利用竖向结构单元及外扩的1.5m范围即可完成开挖和结构施工。如此大大减小了水平单元顶部影响范围，同时合理划分也满足了水平和竖向单元的施工操作空间(见图3)。

图3 分支结构示意

3.3.2竖向和水平单元施工循环控制

因水平施工单元需尽早恢复顶部的道路交通，竖向施工单元需满足水平单元的土方运输功能，所以竖向单元的施工进度循环是本工程的一个难点。

本工程在施工前根据人工效率、吊装能力、出土效率合理安排竖向单元比水平单元超前完成2m开挖，并在中隔壁采取补喷措施，如此一来既满足水平施工单元的土方运输，又降低了自身的施工安全风险。

4 质量控制及安全措施

4.1 质量控制措施

1)严格控制超前注浆配合比与胶凝时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调节配合比。

2)为防止漏浆，在钢管尾部用麻绳及胶泥(水泥+少许水玻璃)封堵钻孔与钢管的空隙。

3)土方开挖应严格按“先中心后四周”的顺序，竖向单元应比水平单元快1～2个循环，保证水平单元土方顺畅运至竖向单元。

4)水平单元向竖向单元倒运土方的通道高度≤2m， 如>2m高度应立即架设型钢对撑，确保竖井支护体系稳定。

5)钢格栅在加工场预制，按1∶1放样，加工时严格控制轴线、尺寸、接头拼接板对位准确。

6)在检查开挖面合格后进行钢格栅定位、侧壁导管布设，严格按设计部位安设，导管的钻眼方位、方向、角度、深度均应达到要求。

7)钢格栅架立，其轴线与竖井中线垂直，架立钢格栅时挖槽就位。其中线、标高准确，其倾斜度≤2°； 钢格栅的任何部位偏离铅垂面均≤5cm。超挖部位用硬性水泥砂浆支垫。

8)为增强钢格栅的整体稳定性，将钢格栅与纵向连接筋、结构锚杆、定位钢筋和锁脚锚杆焊接牢固。

4.2 安全措施

1)严格控制开挖循环进尺，对地质不良地段，适当缩短开挖进尺，必要时喷混凝土封闭开挖工作面，并选用具有足够刚度和早强的支护设计方案，如适当加厚喷层、喷射早强混凝土，及早完成锚喷网联合支护。

2)竖向单元形成闭合环，且喷射混凝土达到终凝后方可进行邻近水平单元土方开挖，始终保持1～2个循环差，施工过程中采取可靠措施确保各施工阶段围岩稳定。

3)施工过程中应对锁口圈及井壁进行监控量测，锁口圈变形及井壁收敛达到预警值后立即停止作业，制订可靠方案后方可继续施工。

5 应用效果评价

空间受限环境下城市综合管廊分支施工技术与传统的明挖法、暗挖法相比，在成本控制、缩短工期、提高安全性方面均有优势，具体对比如表1所示。

表1 效益分析

6 结语

本文研究中，空间受限环境下城市综合管廊分支施工主要占地仅为分支竖向单元结构外1m范围，占地面积小、施工方便，水平单元结构可快速恢复城市交通。

空间受限环境下城市综合管廊分支施工时将竖向单元结构进行分段施工，直接在竖向单元支护竖井(初衬)内进行二衬施工，大大降低了施工安全风险。

空间受限环境下城市综合管廊分支施工技术较明挖法和暗挖法可有效缩短工期和降低成本。