Vol.47,No.36ij第47卷第3期March,2021Sichuan Building Materials2021年3月综合管廊入廊管下穿既有管线顶管施工分析及应用 甘齐强
（中铁十六局集团第二工程有限公司，天津300162）
摘要：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；袖阀管注浆光纤器件
中图分类号:U213.157文献标志码:B
文章编号:1672-4011（2021）03-0132-03
D01：10.3969/j.issn.1672-4011.2021.03.066
1工程概况
四川省成都市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68.25in?，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HO kV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施工难点
电渗析模块2.1交通流量大
综合管廊里程56+70处的入廊管道位于IT大道与芙蓉大道的交叉口，IT大道是城市主干道，也是连接成都与郸县、都江堰、温江等二圈城市的重要道路，芙蓉大道更是进、出城的重要干道，而且临近有轨电车施工，对有轨电车行车、市政道路的通行和施工造成非常大的安全隐患。
2.2既有市政管线复杂
沿IT大道从南向北依次有6条既有管线集中分布在7 m范围以内，分别为：交安管线（直径^llOmmXb根，埋深为0.8m）；燃气管道（直径©200mm，埋深1.2m）；10kV电力方涵（宽X高为1.2m x1.0m，埋深1.5m）；通信排管（宽X高为0.8mX0.5m，埋深2.9m）；110kV电力圆涵（管径为机. 2m，埋深5m）；220kV电力圆涵（管径为©1.2m，埋深5m）。电力入廊管道4x4排16孔，通信入廊管道4x6排24孔，均使用混凝土包封，结构尺寸宽X高为1.0mX1.0m o既有管线多、距离近、埋深不一致，入廊管道施工安全风险大。2.3砂卵石层地下水丰富
根据岩土勘察报告、区域内水文地质资料、现场踏勘以及成都市工程经验，该场地地下水较丰富，主要是砂卵石层中的孔隙潜水。拟建场地范围内砂卵石层位于地表下3〜25 m，地下稳定水位埋深3.5~5.6m。
冯代存结合水文地质资料及拟建场地附近的清水河、马河、金牛支渠、团结支渠、摸底河、沱江河等周边河流现场踏勘结果，发现地下水位受周边河流位影响。主要补给源为降雨、雨洪期河水及沟渠等。地下水丰富、水位高、补给充足在入廊管道施工中对地下水位的控制要求更高。
3优化方案
综合管廊入廊管道原设计采用分段明挖开槽后直埋管道并浇筑混凝土保护的方法。考虑到分段明挖开槽对既有管线的风险高、对有轨电车及市政交通影响大、施工进度慢等问题，提出了使用顶管法下穿
既有管线的方案。
针对砂卵石层丰富的地下水，辅以深井井点降水措施，能有效解决地下水水流量大、降水要求深、施工场地狭小等问题。采取地表袖阀管注浆提高地基强度和承载力的方法，防止地表沉降影响市政道路行车安全、既有管线运行安全及施工安全问题发生。
4深井井点降水计算
4.1基坑涌水量计算永磁悬浮
涌水量计算水位埋深按5m考虑，工作井和顶管施工深度按8m考虑，工作井底板和顶管位于砂卵石层，卵石渗透系数K取20.00m/d，将工作井和顶管施工设想成长条形基坑（长L=70m，宽B=1.2m，基坑面积A=84m2），以下根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）、《基坑工程手册》（第二版）的相关规定分别计算涌水量。计算基坑涌水量使用潜水非完整井公式：
Q=1.366K（H2-h2J/（lg（l+%）+lg（l+0.2h m/
式中,Q为基坑涌水量,m3/d；K为含水层渗透系数,m/ d，取K=20m/d；H为潜水含水层厚度，取H二22m；h为降水后基坑内的水位高度,h=9m,h m=（H+h）/2=15.5m；I 为设计降深以下过滤管工作长度5m；R为降水影响半径, m,R=2S何（S为基坑地下水位的设计降深,S=8-5+1 =4m）；r°为基坑等效半
径,m，可按r0=箱石计算;A为基坑面积,n?。
经计算：Q=1.366x20x243.75/（0.7+0.2x（15.5-5）/5）=5945.76m3/d o
4.2深度计算
降水井深度计算公式：
式中,Hwi为顶管施工面深度,8m；H w2为降低水位距离
收稿日期：2020-10-22
作者简介：甘齐强（1986—），男，湖南沅江人，本科，工程师，主要从事城市地下综合管廊建设管理工作。
工作面底要求,lm；H w3为水力坡度,1.5m；H w4为水位变化幅度,2叫11询为过滤器长度,501徂必为沉淀管长度,2.5m。
经计算降水井深度:=20m。
4.3计算结果分析及降水井布置
单位过滤器出水量q=120mV"=i53.42n?/d。
过滤器需要的总长度Q/q二5945.76/153.42二38.75m o
入廊管道顶管长160m，过滤管工作长度I=5m，当nl> Q/q，才能满足要求，故降水井井数为n二8座，间距为20m o 降水井根据计算结果分析以及现场条件布置，井数为8座，沿顶管线路布置，间距为20m，根据现场工作井及现在雨水井位置调整。降水井井深为20m，由2.5m沉淀管、5m过滤管及12.5m实管组成。过滤管管外周圈包缠2层60目尼龙网并均匀填入砂砾滤料，防止砂卵石层泥砂流失。为防止周围污水、杂物渗入井内，井口必须比周边地面高0.5m以上并设醒目标志。根据IT大道综合管廊深基坑开挖施工经验，降水工作要在顶坑工作井施工前一周开始，直至所有管道顶进完毕及顶管内开孔压浆全部施工结束，并养护15d以上。防止管道在地下水作用下上浮破损。
4.4抽水试验
抽水试验在第一口降水井施工完成后开始，通过试验收集到的相关参数指导后续降水施工。检查抽水设备功率、排水管径是否满足降水要求；检测出水量、含砂率、水位下降值并做好记录，分析抽水量与下降水位能否满足施工的要求。满足要求继续施工，反之则重新计算分析，调整设备功率、排水管径、井深及过滤管长度，解决问题后再施工。
5顶管前地表注浆
5.1问题提出
长时间的降水将砂卵石层的水抽走的同时带走了部分泥砂，逐渐在地层中形成空隙，在车辆行驶荷载、道路自身重力荷载及顶管施工形成空腔等作用下，造成市政道路不均匀沉降。对车辆行驶及既有管线运行产生不安全风险，有可能会产生顶管掘进面垮塌、路面下陷、影响既有管线正常运行的严重后果。为了避免这些情况，开展技术研讨。
5.2技术研讨
采取顶管施工前地表注浆提高土体稳固性与承载力能有效防止道路沉降、掘进面垮塌等一系列问题。成都市地下砂卵石层分为松散卵石层、稍密卵石层、中密卵石层及密实卵石层，同时存在松散层和较密实层。对于平常注浆在松散层注浆量大、较密实层注不进浆的一般工艺不可取。为了避免在密实地层注不进浆，使浆液能在地层中分段控制、扩散均匀，经技术研讨分析采用袖阀管注浆法，达到在松散层和较密实层注浆都能加固地层的目的。
5.3袖阀管注浆
袖阀管注浆法是通过较大的压力将水泥浆液注入土层中，注浆芯管上下的阻塞器可实现分段分层注浆。注浆管布置于管顶以上0.5m，地面外露不小于0.5m，而顶管埋深为8m，直径为1.2m，故注浆管
长度为6.8m。浆液在砂卵石地层中的扩散是不规则的，理论上无法精确计算注浆扩散半径，只能参考附近同类工程。根据同行在IT大道新建雨水顶管的经验，判断注浆扩散半径为0.65m。本次入廊管道顶管前地表注浆沿顶管设计走向，对顶管所穿越的砂卵石层进行注浆加固。注浆孔分3排矩形布置，纵横间距均按1.0m
图1注浆孔与扩散半径关系图
正常注浆施工前，设一个有代表性的段位取10m长作为预注浆试验段，进行可行性试验。使用P・042.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为0.5~2.0，掺和10%石膏。为确保土层均匀填充，注浆时每0.5m提拔一次，注浆压力控制在0.3〜0.5MPa，流量10〜12L/min o钻孔注浆10m后开始人工掘进顶管，根据观测道路沉降值、掘进面砂卵石稳定性判断达到预期效果。
6下穿既有管线顶管施工
6.1管道顶进施工工艺流程
微生物添加剂1）测量放样。测量人员根据相关施工图进行精确定位，确定顶管始发位置、高程及顶进方向。
2）设备安装及调试。在顶管背面设置装配式后背墙，根据顶管管道测量放样确定导轨间距、平面位置及高程。2台400t千斤顶垂直顶管竖向中心对称安装并调试。为减小顶进过程中前端的阻力，在第一
根套管的前端安装由长0.5m、厚15mm钢板卷制而成的工具切削管。
3）管道开挖。为确保安全，掘进面与顶管前端距离必须控制在10cm以内，顶管及时跟进。开始顶进时要慢，待管周密合后正常顶进。顶管开挖出的渣土，由人工通过平板车将渣土运转至工作井位置，收集在装土箱子中，然后吊运到地面，运至指定弃土场，当天不能外运时，用密目网覆盖。
4）下管就位。下管前人工破除管端处的顶坑护壁，第一节管吊运到钢导轨后开始测量，确认管体中心及前后端的高程合格后顶进⑴。第一节管的顶进方向与高程的准确是整段顶管施工质量的保证。顶管管节接头处采用膨胀水泥砂浆及沥青麻辫连接。
5）顶进测量及纠偏。沿管道全线设置沉降观测点，并定期观测、分析，当路面沉降值>2cm时立即停止施工，分析原因，采取有效措施后才能施工。测量人员是顶管施工技术的核心，要全过程测量控制，测量频率不得超过lm。管道中线、高程一旦发现偏差要逐步纠正，不能猛纠硬调，避免产生越纠越偏的结果。
6.2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⑵。
6.3顶管背后压浆
顶管顶进施工结束后，顶管内开孔埋置注浆管压送水泥砂浆至管道背后，保证管周密实。开孔纵距为5m，每断面均
（下转第137页）
量问题，可采用排水明沟等方法，或在路基边设置侧排水沟等。地下水位对路基也会产生一定的影响，故在施工前对于场地的水文资料的了解也是必不可少的。再者公路在交付使用后会有一定的使用寿命，为保证公路寿命周期尽可能长，故需要对公路进行定期的保养，而避免雨水侵蚀就是其重要内容之一，由此可以看出排水不仅在前期施工中占有重要地位，而且在公路的全生命周期中也具有非常重要的地位。因此，做好路基排水是保证工程质量的第一步。
2.3路基材料的选择
为了保证路基施工质量，一般在施工中，都会以原始土层作为地基土层，然后在其中填筑一些石料以保证工程的稳定性要求，可见路基填料的重要性。在施工过程中必须保证路基填料适宜当前施工条件和施工环境。一般应根据当前工程周边的自然条件，从保证工程质量的角度出发，综合考虑填料的类型。
2.4严格控制路基密实度
路基密实度对于工程质量的重要性不言而喻，为了保证施工符合标准，使其在投入使用后不会因为上负荷载产生不均匀沉降，通常需要注意土石料含水量。根据土壤性质调整其土壤含水量，使其达到最优含水量以保证土壤达到最大密实度。同时应选择合理的压实机，一般而言，选择重型压路机通常能取得较好的压实效果。如果土层较厚通常选择分层压实的方法，以小于等于30cm为宜，在保证每一分
层压实度的条件下，对土层进行压实处理可取得最优压实效果。
2.5路基强度
路基作为道路工程的承重载体，其强度必须达到相应标准才能保证工程的安全可靠性。在进行土层填料压实后需要对路基强度进行检测以确保其强度达标，如果强度不满足要求需进行二次压实。总之，认识到路基强度的重要性是建设合格工程的重要环节。
3路面施工特点、要求及质量控制
3.1路面的平整度问题
对于道路工程而言，选择合适的土层作为基层对于路面施工是非常有必要的。基层的平整度对于路面的平整度也有重要的影响。由此可以看出基层的平整度也需严格控制。
(上接第133页)
匀布置3孔，梅花型布置。依次由低往高均匀对称注浆，每个注浆孔做好编号及注浆记录，以免发生漏注现象。在作业时通常使用摊铺机作业，这时还应注意两边的宽度，需要将两侧的混合料一并处理。
3.2路面材料平整度质量控制
实际上，影响路面平整度的原因很多，通常而言，温度和工程作业时的摊铺平整度影响较大。因此，在施工过程中，需要有针对性地对土层进行合理的压实，并且需要在压实作业完成后对其高度进行校验。还应考虑温度对原料性质的影响，在摊铺时应考虑温度的差异从而做出灵活的应对，以确保在摊铺过程中保证路面的平整度。
3.3路面维护
当前，我国一些交付使用的工程没有按照国家或行业标准达到一定的养护时间就投入使用，这会导致交付的工程出现各种各样的问题。因此，在工程建设完成后，需要对其进行适当的养护，在达到相应要求后，才能投入使用。
4结论
公路是经济建设的重要载体，如果交通出现质量问题，那么不仅会影响国家发展，而且会对居民生活产生一些安全隐患，不利于社会发展。本文针对道路路基常见的问题进行了深入的分析，并对目前存在的问题给出了一些意见和建议，就工程质量把控方面做出了一些合理的探讨，在明确问题根源的基础上，提出合理的解决方案，以提高我国交通建设的质量，保证社会经济的健康发展，进而确保人民生活安全、美好。[ID：010569]
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聚氨酯筒料
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。
[ID：011099]
7结束语参考文献:
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[1]王晓峰，邓祝君，于乃鹏•综合管廊工程中超长顶管施工技术
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