王維江

上海建工二建集團(tuán)有限公司 上海 200080

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展，充分利用地下空間將會(huì)是城市市政工程發(fā)展的大勢(shì)所趨。其中，新老隧道連接技術(shù)的研究應(yīng)用將是一個(gè)全新的課題[1-5]，它將促進(jìn)市政工程領(lǐng)域現(xiàn)代化，并且具有極其重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的使用前景。本文以上海市楊高南路（世紀(jì)大道—浦建路）道路改建工程3標(biāo)段為例，重點(diǎn)講述城市市政工程中新老隧道連接技術(shù)的應(yīng)用。

1 研究背景

1.1 工程簡(jiǎn)介

楊高南路（世紀(jì)大道—浦建路）改建工程位于浦東新區(qū)花木行政中心，線路呈西南—東北走向，該區(qū)域具有集中開發(fā)，定位高端的特點(diǎn)，是陸家嘴金融城東擴(kuò)的重要組成部分，本次改建既是利用商務(wù)走廊開發(fā)、提升保障楊高路的干線功能作用，也是改善該區(qū)域交通功能混雜、通行效率較低的實(shí)際需要。改建工程范圍：北接民生路跨線橋，南至浦建路跨線橋，工程道路全長(zhǎng)為1 975 m，其中道路等級(jí)為城市主干路（圖1）。

1.2 隧道概況

1.2.1 原有隧道

原世紀(jì)大道下立交南段敞開段為雙向六車道布置，在暗埋段的行車道右側(cè)設(shè)有寬1 m的檢修道（圖2）。

現(xiàn)狀的世紀(jì)大道下立交地道全長(zhǎng)680 m，其中暗埋段長(zhǎng)280 m，暗埋段下方為上海軌交2號(hào)線。本工程改造的185 m范圍敞開段位于世紀(jì)大道環(huán)島南側(cè)，距軌交2號(hào)線最近距離為126 m。

圖1 項(xiàng)目規(guī)劃

圖2 老隧道敞開段

本次改造的世紀(jì)大道下立交南段敞開段為整體式U形塢式結(jié)構(gòu)，底板的中央綠化帶下方設(shè)有抗拔樁（φ800 mm鉆孔灌注樁），其余部位設(shè)有抗拔錨桿，圍護(hù)采用φ800 mm鉆孔灌注樁＋深層攪拌樁，下立交敞開段最淺的2個(gè)節(jié)段（45 m）為道路擋墻段（圖3）。

1.2.2 新建隧道

本工程將原楊高南（中）路下穿世紀(jì)大道隧道南側(cè)敞開段全部改造為暗埋段，即在現(xiàn)狀楊高南路下拆除原敞開段結(jié)構(gòu)，新建隧道暗埋段，與楊高南路改造段形成一統(tǒng)長(zhǎng)隧道。

圖3 世紀(jì)大道下立交南段敞開段結(jié)構(gòu)剖面

新建隧道結(jié)構(gòu)概況：設(shè)計(jì)使用年限為100 a，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為二級(jí)。場(chǎng)地土的類別屬軟弱場(chǎng)地土，場(chǎng)地類別為Ⅳ類，結(jié)構(gòu)按7度抗震設(shè)防，按8度采取抗震構(gòu)造措施；設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，所屬的設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

隧道樁基結(jié)構(gòu)概況：本工程工程樁采用φ800 mm鉆孔灌注樁，局部工程樁兼立柱樁（內(nèi)插4∠140 mm×12 mm“口”字形鋼格構(gòu)柱），樁底標(biāo)高－35 m（局部－22 m）。

隧道基坑開挖情況：本工程基坑面積約15 978 m2，基坑周長(zhǎng)約733 m，考慮到原來(lái)隧道的拆除，基坑開挖深度為0.716～14.512 m。

隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)概況：本工程隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻結(jié)合鋼筋混凝土支撐及鋼支撐形式。

1.2.3 新老隧道連接段

新建楊高路隧道的暗埋段為單箱雙室結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有暗埋段2個(gè)單箱單室的結(jié)構(gòu)形式有所不同，且單個(gè)箱室的結(jié)構(gòu)凈寬、凈高又均不相同，故需在樁號(hào)K2＋617.29處設(shè)置長(zhǎng)約5 m的結(jié)構(gòu)過(guò)渡段。通過(guò)調(diào)整鋪裝及道路邊線來(lái)保證主線車行道的連續(xù)性；在中墻處設(shè)置一個(gè)Y形結(jié)構(gòu)，將原暗埋段的2道側(cè)墻過(guò)渡為新建暗埋段的一道中墻，并將原暗埋段與新建暗埋段的側(cè)墻結(jié)構(gòu)接順（圖4）。

圖4 新老結(jié)構(gòu)銜接段剖面示意

2 工程難點(diǎn)分析

本工程的基坑面積約15 978 m2，基坑周長(zhǎng)約733 m，考慮到原來(lái)隧道的拆除，基坑開挖深度為0.716～14.512 m。

2.1 工程周邊環(huán)境復(fù)雜

本工程周邊情況極為復(fù)雜，基坑北側(cè)與原世紀(jì)大道下立交相向連接，基坑北側(cè)距離運(yùn)營(yíng)中的軌交2號(hào)線約126 m，周邊建（構(gòu)）筑物、道路及管線密集。

2.2 地質(zhì)情況復(fù)雜

本工程隧道基坑開挖涉及地下③、④層淤泥質(zhì)軟弱層及⑤層等軟黏性土，其中③層砂質(zhì)粉土開挖時(shí)，在一定的水頭動(dòng)壓力下容易產(chǎn)生流砂、流泥現(xiàn)象，會(huì)對(duì)基坑開挖施工產(chǎn)生較大的安全影響。

2.3 防滲漏要求高

根據(jù)同類大型、重要的道路交通隧道工程經(jīng)驗(yàn)，隧道工程應(yīng)特別注意防裂、防滲現(xiàn)象的發(fā)生，特別是結(jié)構(gòu)裂縫以及由裂縫產(chǎn)生的隧道防水問(wèn)題成為工程質(zhì)量通病之一。

2.4 周邊交通繁忙

本工程范圍內(nèi)的楊高路、世紀(jì)大道等周邊道路為城市主干道，現(xiàn)狀車流量已經(jīng)很大，早晚高峰時(shí)交通擁堵頻發(fā)。本項(xiàng)目采用二階段翻交施工法，施工將占用現(xiàn)有路面及沿線綠地，如交通組織不當(dāng)極易引發(fā)區(qū)域性擁堵和交通混亂，進(jìn)而影響整個(gè)浦東新區(qū)干線路網(wǎng)功能。

3 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

3.1 敞開段結(jié)構(gòu)鑿除施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 施工總體部署

根據(jù)本標(biāo)段工程特點(diǎn)，進(jìn)行項(xiàng)目的劃分及施工組織、制訂總的施工順序、施工流向、劃分流水段；確定總的工藝流程、時(shí)間安排；分部分項(xiàng)任務(wù)劃分；施工隊(duì)伍選擇。最后決定將本工程劃分為2個(gè)施工階段施工。

先行對(duì)原有敞開段進(jìn)行拆除并注漿穩(wěn)固，隨后施工樁基及圍護(hù)后進(jìn)行降水施工，其土方開挖采用明挖順作法進(jìn)行，結(jié)構(gòu)施工中嚴(yán)控防水及沉降問(wèn)題，最后對(duì)連接處進(jìn)行檢測(cè)并上覆土。

3.1.2 敞開段鑿除技術(shù)

本次改造中，原敞開段底板下的鉆孔灌注樁及錨桿皆不可利用，需在基坑開挖過(guò)程中破除；新建暗埋段底板下方的樁基需避開現(xiàn)有樁基、錨桿的位置。基坑挖土過(guò)程中需拆除原敞開段結(jié)構(gòu)。

與保留暗埋段結(jié)構(gòu)分離：原世紀(jì)大道下立交敞開段結(jié)構(gòu)拆除時(shí)，在新老隧道連接部位（樁號(hào)K2＋617.29部位）先采用靜力切割進(jìn)行分離拆除，其余部位根據(jù)支撐施工分階段采用鎬頭機(jī)由南向北分塊拆除。

拆除建筑垃圾運(yùn)輸：拆除后的建筑垃圾采用汽車經(jīng)吊運(yùn)后運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。

3.1.3 施工安排

工況一：搭設(shè)排架進(jìn)行首道混凝土支撐施工（與地面齊平），鑿除部分原敞開段部分圍護(hù)、側(cè)墻結(jié)構(gòu)（約1.5 m）。

工況二：鑿除剩余部分原敞開段圍護(hù)、側(cè)墻、底板及樁基結(jié)構(gòu)。

工況三：基坑開挖至基坑底，進(jìn)行后續(xù)主體結(jié)構(gòu)施工。

3.1.4 舊有底板鑿除技術(shù)

上海地區(qū)地下水位較高，當(dāng)老地道結(jié)構(gòu)鑿除時(shí)，在底板與墊層間，會(huì)聚集大量的層間水，且有一定的壓力，在鑿除時(shí)將有大量的層間水涌出，開挖難度大。為此，我們采取了以下措施：

1）在此處連接部位采用三軸攪拌樁止水，以φ850 mm三軸攪拌樁加固，寬約4 m，深約4 m。

2）嚴(yán)把高壓旋噴樁施工質(zhì)量關(guān)，確保水泥用量不小于25%，即450 kg/m3，高壓注漿泵壓力20～25 MPa，水灰比0.8，以將水量及水壓控制在最小范圍內(nèi)。

3）底板鑿除時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)配備若干水泵，若有層間水涌出，即及時(shí)將水收集外排，以最大限度地降低地下水對(duì)工程的影響。

3.2 新老隧道連接段基坑施工關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 土方開挖技術(shù)

基坑土方開挖必須分區(qū)分塊采用明挖順作法進(jìn)行，土方開挖嚴(yán)格按照通常的深基坑施工方案進(jìn)行，注重“時(shí)空效應(yīng)”，并以“分段分層、先撐后挖、限時(shí)支撐、嚴(yán)禁超挖”為原則，挖土?xí)r嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及規(guī)范要求，基坑由深至淺分層退挖。此外，需做好信息化監(jiān)測(cè)及制訂完善的基坑施工應(yīng)急預(yù)案，備足搶險(xiǎn)物資。

3.2.2 降水施工技術(shù)

本工程基坑降水采用深井，局部深坑按需設(shè)置降壓井、坑內(nèi)觀測(cè)井兼?zhèn)溆镁翱油庥^測(cè)井兼回灌井；污水處理站則采用輕型井點(diǎn)降水。

按需降水：本工程需進(jìn)行承壓水降水施工并應(yīng)注意降承壓水施工引起的周邊環(huán)境影響，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)觀測(cè)井監(jiān)測(cè)水位數(shù)值啟停降水井點(diǎn)，控制承壓水頂托力，真正做到“按需降水”。

坑外回灌：為確保周邊環(huán)境不受影響，本工程必須設(shè)置坑外觀測(cè)井兼回灌井。并采用自然回灌法進(jìn)行回灌施工。此處需特別注意：回灌井與圍護(hù)之間要保持一定間距；回灌時(shí)，要排除井內(nèi)空氣，防止產(chǎn)生氣泡阻擋回灌水；回灌水體必須是清潔水體。

3.2.3 伸縮縫結(jié)構(gòu)防水處理技術(shù)

本工程北段是將現(xiàn)世紀(jì)大道下立交南段敞開段廢除，并在原位施作暗埋段以與原立交暗埋段接順。該節(jié)點(diǎn)是本工程中控制工期的主要因素，也是本工程的難點(diǎn)之一，其中伸縮縫、整體結(jié)構(gòu)防水更是重中之重。為此，采取了以下技術(shù)措施：

1）按照以往的工程經(jīng)驗(yàn)，地下結(jié)構(gòu)的裂縫主要是因?yàn)閲o(hù)結(jié)構(gòu)體系對(duì)內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)混凝土的收縮約束和混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不均勻性而產(chǎn)生的，因而應(yīng)當(dāng)首先對(duì)混凝土各環(huán)節(jié)的質(zhì)量嚴(yán)加把控。

2）本工程為狹長(zhǎng)型基坑，其中變形縫中設(shè)置的止水帶采用中埋式鋼邊橡膠止水帶結(jié)合外貼式橡膠止水帶。其中中埋式鋼邊橡膠止水帶，需要固定在結(jié)構(gòu)鋼筋上，水平安裝時(shí)應(yīng)安裝穩(wěn)固并做好保護(hù)措施，以防止水帶上存有氣泡（圖5）。

圖5 防水構(gòu)造

3）基坑與人行道接縫可在頂板結(jié)構(gòu)設(shè)置槽，以控制沉降。變形縫應(yīng)采用多道防線并用新型、優(yōu)質(zhì)、高效防水材料（如內(nèi)裝可卸式止水帶、可注漿式鋼邊橡膠止水帶等）。此外，當(dāng)采用內(nèi)裝可卸式止水帶時(shí)，應(yīng)預(yù)留疏水通道，當(dāng)變形縫槽一旦積水，可及時(shí)引排至橫截溝。

4 結(jié)語(yǔ)

楊高南路道路改造施工中，運(yùn)用市政新老隧道連接技術(shù)合理改造、充分利用這批既有隧道，避免重走某些發(fā)達(dá)國(guó)家走過(guò)的大量消耗、大量生產(chǎn)、大量廢棄的老路，而是選擇了資源節(jié)約型的發(fā)展模式。

對(duì)于研究所形成的一系列關(guān)鍵技術(shù)，可以進(jìn)一步提煉和總結(jié)。系統(tǒng)集成技術(shù)的成功研發(fā)，將對(duì)類似市政公路工程的改建，起到很好的示范作用，同時(shí)也將推動(dòng)我國(guó)建筑施工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高我國(guó)建筑施工行業(yè)的技術(shù)水平。