城市深層地下空間設計與施工主要技術

吳曉燕

（湖北省林業勘察設計院 湖北武漢 430000）

1 引言

我國建筑行業發展，對地下空間的利用呈現出蓬勃發展的勢頭。城市地下廣場工程數量越來越多，地下工程施工量隨之也越來越大，對施工質量的要求越來越高，同時對工程的現場管理提出了更高的要求。因此本文對城市深層地下空間設計與施工主要技術進行分析，具有一定的現實意義。

2 工程概況

某廣場地下通道是橫穿民族大道連接人民大會堂廣場和會展中心負一層停車場的車行隧道。距人大建筑基礎40～45m，距地鐵會展站邊墻40～50m，隧道上覆土1.7～2.7m，上跨地鐵軌道1號線，距地鐵管片最近處2.28m。

3 空間設計

空間設計要遵循實用、穩定、經濟和綠色的設計原則。受空間獨特性、安全性影響，地下空間慎用新技術、新工藝、新材料，力求使空間結構的組織與規劃設計樸實又美觀。空間設計要與結構設計相匹配，好的空間設計要有利于促進施工效率，并盡量符合現有施工技術和施工標準，有助于大型機械的進駐和施工，有助于節省維護和養護成本，并滿足抗震、防滲等設計要求。以南寧市人大廣場下穿通道為例，空間功能主要設計為以人行地下通道功能為主，輔以地下交通運輸系統，商業、餐飲、娛樂等地下公共服務系統，管廊、管溝、綜合服務等地下市政設施系統（圖1），以及地下防災與能源系統。平面設計、縱斷面設計服從地下總體設計。

圖1 地下市政綜合管廊內景圖

預制段分為左右兩線，橫斷面尺寸7.1×3.9m，垂直凈跨徑2.8m，橫向凈跨徑為5.9m，采用預制管節；現澆段分為3部分。現澆段①為棄殼現澆段，長6.03m，斷面尺寸6.9×4.2m，與斜交圓管涵端口預制管節相接；現澆段②與新建排水渠共用的一個板塊，長11.7m；現澆段③凈跨11.0～14.2m，長9.25m，頂板厚度為1.2m，底板厚度0.6m；側墻厚度1.2m，與會展中心地下室一層安全通道口、樓梯口、預留洞口相接。結構設計：全長120.23m，預制段90.4m，現澆段27.62m；隧道總面積2274m2。通道為鋼筋混凝土框架結構，頂管通道主體施工段選擇預制鋼筋混凝土管片，通道頂按道路色彩、質感、構形與設計風格一致。地基承載力高于220kPa，地基承載力閾值為330kPa。頂板內表面采用吊頂質量好、做工精致的鋁蜂窩穿孔吸音板，側墻內表面采用亞光吸音隧道瓷磚。

4 施工主要技術

4.1 基坑支護開挖施工

基坑采用支護樁+內支撐支護。降水方案確保可行、可靠，開挖前在圍護結構頂設置截水溝，地道基坑內應設置臨時排水溝。現狀地面以下2.0m范圍內須采用人工開挖，開挖前探明地下管線設施。機械開挖設計基坑墊層標高以上300mm時，須進行基坑驗收。基坑底部承載力高于180kPa。

4.2 預制管節制作及拼裝要求

表1 水平拼裝允許誤差值

4.3 端頭加固

①頂管始發及接收端頭選擇φ800@650mm三重管噴射注漿工法加固，加固隧道頂及隧道底上下各3m范圍，試樣在無側向壓力條件下滿足固結體土體無側限抗壓強度超過0.8Mpa，且加固體水力傳導系數不超過0.1m/d的標準。②三重管噴射注漿工法應注意：a.水泥摻入比高于35%，水泥選擇R42.5強度普通硅酸鹽水泥，并添加復合外加劑。b.施工前必須先打不少于3根的工藝試驗樁，以確定各項施工參數。c.地內壓力可控式旋噴樁水流壓力高于30MPa，加速度小于8cm/min，旋轉速度高于10rpm。d.水灰比取1.3±2。③在基坑開挖前、明挖圍護樁施工后加固端頭。

4.4 減阻措施

①為降低降低頂管頂力和減輕土體擾動，在管節外壁壓注觸變泥漿，使膨潤土水溶液呈固體狀態，以降低阻力及頂力。②施工時要避免以往施工工藝注漿管拔出時引起的砂漿流失。③壓漿要按照“先壓后頂、隨頂隨壓、及時補漿”的原則。

4.5 現澆段結構

①按照《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB50204-2015）、《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ18-2012）等施工規范做好質量控制。②結構施工前，首先做好施工圖審查，確定預埋件、預留孔是否遺漏。③嚴格按照施工圖紙對結構各點標高、坡度、尺寸、位置進行施工。④鋼筋長度按實放樣，并滿足構造要求。⑤鋼筋綁扎前要鋪設墊塊，確保受力主筋的保護層厚度。⑥施工縫的型式及防水要參照《地下工程防水技術規范》進行施工。鋼筋搭接處，接頭錯開至少500mm。⑦采取科學有效的養護措施，確保混凝土強度正常增長。實踐中，在混凝土密實成型后開始持續時間為0.5h的早期養護。此時在表面涂兩層薄膜養護劑，混凝土表面不再下沉時采用土工布覆蓋。

5 附屬結構

5.1 地面鋪裝

地面鋪裝采用80cm×80cm×3cm防滑隧道瓷磚（色號為6-3-4），在其下設2cm的M15水泥砂漿，水泥砂漿下設30cmC20素混凝土。

5.2 側向鋪裝

采用亞光吸音隧道瓷磚（防火等級A級），尺寸為40cm×40cm，色號為（6-3-6）。

5.3 排水

設1.5%的橫坡排水，隧道內采用排水側溝。

5.4 管線及照明預埋件

經過本工程的管線主要為沿線照明線路，保證鋼筋最小保護層滿足要求條件下在頂板側墻相關位置預埋塑料管道。

5.5 防水工程

5.5.1 預制管節防水及防水構造要求

（1）管節接口采用“F”型承插式，這種施工工藝在風載作用下的剛度和強度有所優化，接縫防水裝置選擇鋸齒型氯丁橡膠止水圈。

（2）為確保管遷及施工可控性，基于頂進行程滿足管節下放要求，每環管節預埋套管及預留孔洞，每邊設置2個。

（3）為使管節頂進過程中減小頂進阻力，滿足在頂進施工結束后置換注漿減摩的需要，每環管節沿環向布置10個注漿孔，鋼管鉆設注漿孔間距為100～150mm。

（4）彈性密封止水圈采用氯丁橡膠和水膨脹橡膠的混合體，并以粘結劑貼與管片基面上。

（5）管節與管節之間采用中等硬度的木質材料-膠合板作為襯墊，板接頭處以企口方式相接。

（6）管節下部的嵌縫槽采用密封膠嵌填；管節與鋼環間構成的嵌縫槽采用聚氨酯密封膠嵌注。

（7）在鋼套環上的兩圈筋之間嵌入擠出型SM膠，其材質為單組份水膨脹密封膠，從而形成一封閉圓環。

（8）接口插入前，在止水圈斜面上和鋼套環斜口上均勻涂刷一層硅油，嚴禁采用其他油脂或肥皂水之類的潤滑劑。5.5.2現澆段防水要求

本工程防水工程主要包括隧道外周防水和管節接縫防水，具體設計見圖紙，施工時應符合《地下工程防水技術規范》等規范的相關要求。

5.6 防火工程

本工程防火工程設計：隧道內頂板采用吸音鋁蜂窩吊頂板（防火等級A級），擋煙垂壁、變形縫、消火栓門等防火裝飾材料變形縫需要從基礎部分也要斷開，裝飾顏色需彩色小樣，經甲方、監理單位同意后才能大范圍實施。主要指標如下：耐火極限≥4h，耐水性≥24h，粘接強度≥0.1MPa，抗壓強度≥1.2MPa。噴涂之前應檢查頂板表面，剔除混凝土基層表面的疏松部分，表面應無浮塵、疏松物、油污，必須保持基層干凈。每延米的隧道面積中，蜂窩麻面及氣泡面積應在小于0.5%范圍內，表面平整度控制在8mm以內，按HGJ229-91施工及驗收規范處理蜂窩、麻面、裂縫。

6 結束語

為了最大化實現地下空間設計和施工質量，使各項技術指標滿足規定要求，相關技術人員必須以施工圖紙和施工技術要求為依據，對施工中容易出現的各種問題進行預防與處理，做好前期測量、試驗、觀察等各項設計基礎性工作，通過采取完善的現場管理制度和有效的施工工藝，使本工程的質量、安全符合要求。

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