淺談綜合管廊暗挖施工方案
——以東山變進出線地下綜合管廊工程為例

陳進輝

（廈門市市政工程設計院有限公司，福建 廈門 361004）

1 項目概況

東山變進出線地下綜合管廊工程共分為四段，分別是翔安南路（翔安東路—機場快速路段）、翔安東路（翔安南路—翔安西路段）、石厝路（翔安東路—縱一路段）、規劃一路（縱一路）沿線綜合管廊及變電站進出線綜合管廊。

本次涉及暗挖段落位于翔安東路—翔安南路路口，涉及翔安南路下穿翔安東路下穿通道段、翔安東路下穿翔安南路段兩段暗挖管廊（見圖1）。

圖1 翔安東路—翔安南路管廊交叉節點綜合管廊平面圖

2 道路現狀及管線情況

2.1 翔安南路

翔安南路現已建成通車，該道路線位經過區域總體地勢東西高，中間低，場地標高在6.48～37.01m之間。翔安南路以南大部分為未待開發或正在開發區域。

翔安南路（翔安東路以東）現為雙向6車道、輔道4車道，道路紅線寬度為44m，兩側人行道未建，現為綠化用地。道路下現已鋪設雨水管道、給水管道、燃氣管道、通信和軍用管道。雨水管管徑范圍為 d400～d2 000，沿道路兩側鋪設；給水管管徑范圍為 DN300～DN500，沿道路南側鋪設；燃氣管管徑為DN300，沿道路南側鋪設。道路北側已建設有110kV架空線，10kV線路基本為電纜溝形式，局部采用架空線架設。翔安南路東西方向貫穿九溪河道，道路穿越處河道為自然斷面。

翔安東路—翔安南路交叉口作為重要交通樞紐，翔安東路以車行通道形式下穿翔安南路。

2.2 翔安東路（翔安南路—大嶝大橋）

翔安東路（翔安南路—大嶝大橋）位于翔安南部新城，現為道路。該道路路線經過區域總體地勢北高南低，翔安西路以北東西兩側現有兩個村莊，臨近村莊處道路豎向標高略高，場地標高在4.36～27.68m之間。翔安西路以南兩側現大部分未開發。

翔安東路現狀為雙向6車道，道路紅線寬度為40m，兩側人行道未建，現狀為綠化用地。道路中心線下現已建成雨水管道，沿線已建設有10kV架空線為沿線周邊村莊供電，但整體建設較為雜亂，道路東側綠化帶存在通信線纜、DN300燃氣管道（未通氣）、DN600給水管道等。

2.3 翔安西路

翔安西路為城市主干路，道路為雙向十車道，紅線寬度60m，瀝青混凝土路面，斷面組成由北至南為：60m=2.0m（人行道）+2.5m（非機動車道）+1.5m（綠化帶）+7m（輔道）+4.5m（側分帶）+11.5m（機動車道）+2m（中分帶）+11.5m（機動車道）+4.5m（側分帶）+7m（輔道）+1.5m（綠化帶）+2.5m（非機動車道）+2.0m（人行道），目前正在施工。

2.4 東山路、石厝路、城場路、雙浦路、洪鐘大道

東山路、石厝路、城場路、雙浦路、洪鐘大道均為城市主干路，雙向六車道，紅線寬度43m，瀝青混凝土路面，斷面組成為：43m=4.5m（人行道+樹池）+2.5m（非機動車道）+1.5m（綠化帶）+11m（機動車道）+4m（中分帶）+11m（機動車道）+1.5m（綠化帶）+2.5m（非機動車道）+4.5m（人行道+樹池），目前均在施工。

3 交叉點方案分析

3.1 翔安東路下穿翔安南路交叉點

本項目翔安東路綜合管廊為南北走向干線管廊，在翔安南路—翔安東路交叉口處橫穿翔安南路。翔安南路過路段管廊斷面為三艙(1.8+6.3+2.8)×3.7m，廊內管線包括DN1400給水管、DN300燃氣管、DN1000污水壓力管、DN300中水管及電力通信纜線，無重力管（見圖2）。

圖2 翔安東路—翔安南路管廊交叉節點綜合管廊平面圖

3.1.1 總體方案

本節點道路等級：翔安南路—城市快速路、翔安東路—城市主干路。

翔安東路—翔安南路交叉口作為重要交通樞紐，隨著翔泉同城化、跨島發展的進一步推進，翔安南路作為連接劉五店片區、翔安新城、廈大科教區等區域的重要交通要道，其通行車流量日益增大。綜合考慮施工、交通影響及工程造價，橫穿翔安南路段管廊采用非開挖工法，施工期間不中斷交叉口正常通行。

3.1.2 平面設計

根據資料調查，翔安南路以北管廊線位附近有電力塔架及民宅各一處，此外，交叉口處建有翔安南路立交一座，立交跨線橋及匝道橋均采用端承樁基礎。結合綜合管廊總體線位及現狀地物情況，為保證匝道橋樁基及鄰近建構筑物安全，翔安南路管廊在交叉口處采取直線過路，過路后向西偏移接入路側線位。

3.1.3 豎向關系分析

本過路段節點空間上采用管廊下穿翔安南路的方案，管廊頂部與各類管線間保證不小于1.5m安全距離。下穿段兩端利用工作井提升后與標準段相接。

3.1.4 施工方案比選

下穿翔安東路綜合管廊暗挖段全長66m，覆土高度為4.5～5m，根據收集的地勘資料揭示，過路段管廊所處地層主要為殘積砂質黏性土、全風化花崗巖，局部基巖突起、孤石發育。

①施工方案一：暗挖法。暗挖法在施工中采用各種施工措施加固圍巖，使主體結構與圍巖共同形成聯合支護體系，有效抑制圍巖過大變形。該工法施工技術成熟，對設備要求簡單，且進出口可同時施工平行作業，工期容易保證。目前，大埋深暗挖法在集美新城新隆路綜合管廊下穿杏林灣路段已成功運用。

②施工方案二：頂管法。頂管法是在始發井中吊裝鋼筋砼或鋼管管節，利用機械力將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走的工法。頂管施工受斷面尺寸、覆土深度、頂進距離、地質情況影響較大。已建矩形斷面頂管法最大覆土尚未超過9m，應用土層以黏土、砂土、粉質黏土為主。

本過路段管廊由于尺寸較大需采用矩形大斷面，場地條件地質較好，局部存在基巖突起，頂管施工在此類地層中頂推難度大。暗挖法施工工藝成熟、施工難度較小、地層適應能力好、工期進度可控，不存在大幅增加施工占地的問題。綜合考慮施工安全、可行性、工程效益及成本因素，推薦采用暗挖法下穿翔安南路車行通道。

暗挖法管廊結構采用矩形斷面，復合式襯砌結構：初支30cm厚，主要由鋼筋網、噴射混凝土和型鋼鋼架組成聯合支護體系；二襯為50cm厚模筑鋼筋混凝土，初支和二襯之間設置柔性防水層。輔助工程措施采用全斷面注漿、超前大管棚、超前小導管注漿和鎖腳錨桿等。

3.2 翔安南路下穿翔安東路交叉點

本項目翔安南路綜合管廊為東西走向干線管廊，在翔安南路—翔安東路交叉口處橫穿翔安東路后與翔安東路管廊相接。翔安南路過路段管廊斷面為雙艙(1.8+4.1)×3.2m，廊內管線包括：DN1 000給水管、DN300中水管及電力通信纜線，無重力管（見圖3）。

圖3 翔安南路—翔安東路下穿車行通道交叉點管廊斷面

3.2.1 總體方案

本節點相關道路等級：翔安南路—城市快速路、翔安東路—城市主干路。

翔安東路—翔安南路交叉口作為重要交通樞紐，翔安東路以車行通道形式下穿翔安南路。隨著翔安東部新城及大嶝機場的建設推進，翔安東路作為連接海翔大道、翔安火炬園和大嶝島等區域的重要交通要道，其通行車流量日益增大。綜合考慮施工、交通影響及工程造價，橫穿翔安東路段管廊采用非開挖工法，施工期間不中斷交叉口正常通行，保持翔安東路下穿通道通車（見圖4）。

圖4 翔安東路—翔安南路管廊交叉節點平面圖

3.2.2 平面設計

根據資料調查，翔安東路下穿通道閉合框架段長243m，南北兩端分別銜接180m、157mU槽段，全通道采用鉆孔灌注樁支護開挖。U槽段底板下設有抗拔樁協同主體抗浮。翔安南路立交在管廊線位處存在已建ES匝道橋，橋梁下部采用直徑1.2m灌注樁基礎。為避免挖土施工對ES匝道橋樁基造成影響，需要綜合管廊洞身與樁基礎水平方向保證3d（d為樁徑）安全距離。結合綜合管廊總體線位及現狀地物情況，為保證匝道橋樁基安全及車行通道U槽段抗浮穩定性，翔安南路管廊在交叉口處往南甩線，避開ES匝道橋樁基后，從通道閉合框架段下穿。

3.2.3 豎向關系分析

翔安東路車行通道閉合框架段覆土厚度最深處僅2.3m，考慮相近結構物施工安全距離及管廊斷面尺寸，閉合框架段無法滿足管廊暗挖上跨的施工要求。本節點空間上采用管廊從下方穿越車行通道的方案，管廊頂部與車行通道間保證不小于1.5m安全距離。下穿段兩端利用工作井提升后與標準段相接，工作井在暗挖段完成后兼作通風吊裝口及人員出入口使用。

3.2.4 施工方案比選

下穿翔安東路綜合管廊暗挖段全長89.3m，覆土高度為10～10.9m，根據收集的地勘資料揭示，過路段管廊所處地層主要為全風化花崗巖、散體狀強風化花崗巖。

①施工方案一：暗挖法。暗挖法在施工中采用各種施工措施加固圍巖，使主體結構與圍巖共同形成聯合支護體系，有效抑制圍巖過大變形。該工法施工技術成熟，對設備要求簡單，且進出口可同時施工平行作業，工期容易保證。目前，大埋深暗挖法在集美新城新隆路綜合管廊下穿杏林灣路段已成功運用。

②施工方案二：頂管法。頂管法是在始發井中吊裝鋼筋砼或鋼管管節，利用機械力將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走的工法，在施工中具有高效、安全的特點。頂管施工受斷面尺寸、覆土深度、頂進距離、地質情況影響較大。目前，城市綜合管廊中矩形頂管使用較多，矩形頂管斷面相比圓形斷面空間利用率高，已建矩形斷面頂管法最大覆土尚未超過9m，應用土層以黏土、砂土、粉質黏土為主。

本過路段管廊受周邊環境限制需采用矩形大斷面，有管廊覆土深、管身位于硬質地層的特點。頂管施工在硬質地層中頂推難度大，破除下穿通道圍護樁需置換機頭，頂進姿態及施工進度難以控制。暗挖法施工工藝成熟、施工難度較小、地層適應能力好、工期進度可控，不存在大幅增加施工占地的問題。綜合考慮施工安全、可行性、工程效益及成本因素，推薦采用暗挖法下穿翔安東路車行通道。

暗挖法管廊結構采用馬蹄形斷面，在標準斷面基礎上在頂部起拱1m。復合式襯砌結構：初支30cm厚，主要由鋼筋網、噴射混凝土和型鋼鋼架組成聯合支護體系；二襯為40cm厚模筑鋼筋混凝土，初支和二襯之間設置柔性防水層。輔助工程措施采用全斷面注漿、超前大管棚、超前小導管注漿和鎖腳錨桿等。

4 暗挖施工方案介紹

翔安南路—翔安東路過路段、翔安南路—翔安東路下穿車行通道段采用暗挖法施工。復合式襯砌結構：初期支護由噴射混凝土、錨桿及鋼筋網組成，并輔以鋼架、管棚及超前小導管等支護措施，充分調動和發揮圍巖的自承能力，在監控量測信息的指導下施作二次襯砌。為嚴格控制施工沉降，工作面采用三導坑法施工，在完成超前支護及預注漿加固后，按設計的施工順序開挖。

4.1 施工步驟

考慮過路段管廊場地的工程地質，結合周圍現狀建構筑物及緊鄰地塊情況，暗挖主要施工步驟如下：

（1）開挖前對臨近暗挖范圍橋樁進行適當保護，在地表及樁周設置監測點。

（2）道路兩側開挖進洞工作井，淺層土體采用人工開挖，探摸清楚場地內管線情況后，進行支護樁作業。

（3）工作井壁預留套拱雙向進洞，進洞前施作超前大管棚，并進行掌子面注漿加固。

（4）在管棚及小導管保護下進洞，采用三導坑法進行掘進支護。

（5）下穿行車道及接近現狀樁基時，對洞內注漿采用動態施工，結合監測數據控制注漿壓力，保證地面不冒漿，樁基不受大的擾動擠壓。

（6）開挖過程中如遇凸起基巖或局部孤石，采用人工切割與靜態裂解相結合的開挖方式，爆破裂解影響范圍控制在2m以內。

（7）在管棚保護下于道路中部合攏掌子面實現洞通，二襯收尾后進行洞內管廊附屬設施安裝。

4.2 監控量測

既有的翔安南路為城市主干道，暗挖段從其下方穿越；環境設施分類為鄰近重要設施，相鄰位置關系為非常接近。

本項目針對接近的建構筑物，根據相關規范并結合已有同類項目施工經驗，翔安南路地表和管廊的沉降變形控制指標為：結構的累計沉降控制值為20mm，沉降差異控制值10mm，變化速率控制值2mm/d。施工開挖中堅持短進尺、早封閉、強支護、勤量測的施工原則，專人負責監控量測，根據監測結果和實際地層條件進行信息化施工。施工前編制好應急預案，必要時在洞外對框架結構基礎進行注漿加固，確保施工安全及市政道路運營安全。

5 結語

管廊受周邊環境限制或尺寸較大等因素影響，需采用矩形大斷面，且有管廊覆土深、管身位于硬質地層等特點。頂管施工在硬質地層中頂推難度大。暗挖法施工工藝成熟、施工難度較小、地層適應能力好、工期進度可控，不存在大幅增加施工占地的問題。綜合考慮施工安全、可行性、工程效益及成本因素，可采用暗挖法施工。

采用暗挖法施工管廊應注意以下幾個原則：

（1）充分考慮項目建設條件，統籌兼顧各種需求，與城市總體規劃、現場實際情況、道路交通、結構工程及其他專業相協調。

（2）結合實際情況確定工程的合理性、可操作性、經濟性。

（3）充分利用現有設施，以減少工程投資。

（4）充分聽取當地主管部門意見，結合實際情況確定設計標準，提高工程的社會效益和經濟效益。

（5）做好監測及防護工作，提前編制應急預案，確保施工安全及市政道路運營安全。