林 濤，李明飛,賈珊珊 張旭濱

（天津市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市 300392）

0 引言

隨著我國(guó)綜合管廊建設(shè)的不斷推廣，綜合管廊建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展期。近年綜合管廊建設(shè)多采用明挖支護(hù)形式，建設(shè)位置以各城市新區(qū)建設(shè)為主，以降低綜合管廊建設(shè)成本及建設(shè)難度。在中心城區(qū)內(nèi)建設(shè)綜合管廊由于涉及較多現(xiàn)狀建筑、現(xiàn)狀管道的保護(hù)及遷改，實(shí)施難度較大。因此在中心城區(qū)采用非開(kāi)挖形式進(jìn)行管廊建設(shè)是一種較好的實(shí)施方式[1-3]。

本文結(jié)合沈陽(yáng)南運(yùn)河某綜合管廊工程建設(shè)實(shí)例，對(duì)盾構(gòu)形式綜合管廊設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行歸納梳理，為同類(lèi)型綜合管廊建設(shè)提供參考經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

沈陽(yáng)市南運(yùn)河地下綜合管廊起點(diǎn)位于南運(yùn)河文體西路，終點(diǎn)位于和睦公園，全長(zhǎng)約12.8 km，工程為沈陽(yáng)綜合管廊規(guī)劃中“一環(huán)、一橫、二縱、三射”的綜合管廊布局的重要段。

綜合管廊沿線沿南運(yùn)河沿線文藝路、東濱河路、長(zhǎng)安路敷設(shè)，途經(jīng)多處公園。入廊管線包括10 kV 電力電纜、通信管道、給水、中水、供熱、天然氣管線。綜合管廊全線采用盾構(gòu)工法形式建設(shè)，共設(shè)置29 座工藝節(jié)點(diǎn)井。綜合管廊平面線位見(jiàn)圖1。

圖1 綜合管廊平面線位圖

2 總體設(shè)計(jì)

本綜合管廊在沈陽(yáng)中心城區(qū)建設(shè)，沿線南運(yùn)河為重要景觀排澇河道，沿河公園為周邊居民重要休閑場(chǎng)所，綜合管廊的建設(shè)對(duì)交通、周邊環(huán)境的影響需降到最小。對(duì)比明挖法、礦山法、盾構(gòu)法等多種施工方法，明挖法建設(shè)實(shí)施難度較大，礦山法地表沉降不易控制施工風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，為減小施工影響，綜合考慮安全性與經(jīng)濟(jì)性，管廊標(biāo)準(zhǔn)段全線采用盾構(gòu)法施工。

工程采用單圓盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)施工，盾構(gòu)圓內(nèi)徑D=5.4 m，雙線同時(shí)盾構(gòu)。

根據(jù)上位規(guī)劃中入廊管線需求，綜合考慮管廊圓形艙室的形式，入廊管線如下：10 kV 電力電纜24根、通信管道24 孔、給水管線DN 1000，中水管線DN 1000、供熱管線DN 900、天然氣管線DN 600。

綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面見(jiàn)圖2。

圖2 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：mm）

每條線的單圓結(jié)構(gòu)內(nèi)均分為三個(gè)艙。

左線：熱力艙、天然氣艙及專(zhuān)用逃生通道；

右線：水信艙、電力艙及專(zhuān)用逃生通道。

3 平面設(shè)計(jì)

綜合管廊平面線位主要在沿河道路、沿河綠地公園下布置。平面控制點(diǎn)主要為沿線道路兩側(cè)地下建、構(gòu)筑物，南運(yùn)河及其橋梁、主要地下管線等，綜合管廊距離周邊地下建筑滿足安全距離。

按照盾構(gòu)施工要求，綜合管廊全線共設(shè)置7 個(gè)盾構(gòu)井。盾構(gòu)井一般布置于道路、運(yùn)河一側(cè)公園綠化帶內(nèi)。同時(shí)為滿足綜合管廊人員出入、管線設(shè)備吊裝、管線分支出線、通風(fēng)配電等需要，綜合管廊沿線設(shè)置22 座工藝節(jié)點(diǎn)井。

4 縱斷面高程設(shè)計(jì)

考慮盾構(gòu)工法要求，綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段的最小覆土采用6 m，標(biāo)準(zhǔn)段高程主要控制因素為已運(yùn)營(yíng)地鐵、在建地鐵高程、在建地下道路南北二干線高程、南運(yùn)河河道及沿線道路市政管道。

綜合管廊縱段設(shè)計(jì)中，與運(yùn)營(yíng)、在建地鐵2 號(hào)線、10 號(hào)線交叉時(shí)，將綜合管廊上抬避開(kāi)地鐵隧道，地鐵隧道位于深層，管廊埋深約12 m。與規(guī)劃地鐵相交時(shí)，綜合管廊預(yù)留規(guī)劃地鐵隧道實(shí)施條件。

綜合管廊與在建南北二干線地下道路交叉時(shí)，綜合管廊下沉穿越南北二干線，管廊埋深約28 m。

綜合管廊沿線多處下穿南運(yùn)河及周邊水系，管廊頂面與河底一般保證凈距3 m以上。

綜合管廊沿線縱斷設(shè)計(jì)最小坡度0.2%，最大坡度3.4%。

5 工藝節(jié)點(diǎn)井設(shè)計(jì)

5.1 工藝節(jié)點(diǎn)井設(shè)置要求

本綜合管廊沿線地面現(xiàn)狀情況較為復(fù)雜，人員出入口、吊裝口、通風(fēng)口等出地面口部頻繁設(shè)置較為困難。本工程采用盾構(gòu)法施工，為減小頻繁設(shè)置口部節(jié)點(diǎn)而破拆盾構(gòu)管片，增加綜合管廊結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，經(jīng)充分論證后，管廊按每隔400～600 m間距設(shè)置一座工藝節(jié)點(diǎn)井，工藝節(jié)點(diǎn)井將雙線綜合管廊進(jìn)行連接，并將綜合管廊所需的人員出入口、逃生口、吊裝口、進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口、及管線分支口等口部功能進(jìn)行有機(jī)整合，在一座工藝節(jié)點(diǎn)井內(nèi)統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能。

5.2 工藝節(jié)點(diǎn)井設(shè)置

工藝節(jié)點(diǎn)井設(shè)置位置主要考慮以下四點(diǎn)因素：

（1）專(zhuān)業(yè)管線分支出線需求；

（2）人員出入口、逃生口、逃生通道出入口設(shè)置要求；

（3）各入廊管線的吊裝距離要求；

（4）變電間供電距離要求。

綜合管廊全段共設(shè)29 座工藝節(jié)點(diǎn)井，包含22座節(jié)點(diǎn)井及7 座盾構(gòu)井。

以D 3 盾構(gòu)井～D 5 盾構(gòu)井區(qū)段為例，區(qū)間內(nèi)設(shè)置3 個(gè)盾構(gòu)井，7 個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)井，其中6 個(gè)井位設(shè)置于公園綠地內(nèi)，2 個(gè)井位設(shè)置于水域中，2 個(gè)井位由于道路兩側(cè)無(wú)綠化帶，設(shè)置于文藝路道路上。工藝節(jié)點(diǎn)井設(shè)置位置見(jiàn)表1 和圖3。

表1 D3 盾構(gòu)井～D5 盾構(gòu)井區(qū)段工藝節(jié)點(diǎn)井位置

圖3 D3 盾構(gòu)井～D5 盾構(gòu)井區(qū)段工藝節(jié)點(diǎn)井布置位置圖

5.3 工藝節(jié)點(diǎn)井內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置

工藝節(jié)點(diǎn)井將管廊所需的人員逃生、設(shè)備吊裝、通風(fēng)等功能整體實(shí)現(xiàn)，其內(nèi)部分為多個(gè)功能分區(qū)，設(shè)置出入口間、吊裝間、出線井、通風(fēng)機(jī)房、通風(fēng)井、配電間等功能間。根據(jù)各功能間要求，設(shè)計(jì)中以盡量緊湊的形式對(duì)節(jié)點(diǎn)井進(jìn)行布置，節(jié)點(diǎn)井平面內(nèi)尺寸一般采用21 m×21 m。工藝節(jié)點(diǎn)井井深根據(jù)管廊建設(shè)深度設(shè)置為地下三層、四層或五層。

以四層節(jié)點(diǎn)井為例，工藝節(jié)點(diǎn)井地下三、四層為管廊層，連接兩條盾構(gòu)管廊，地下一、二層為地下設(shè)備層，布置各功能間。各層及各功能間布置見(jiàn)圖4～圖7。

圖4 節(jié)點(diǎn)井地下一層平面圖

圖5 節(jié)點(diǎn)井地下四層平面圖

圖6 節(jié)點(diǎn)井A-A 剖面圖

圖7 節(jié)點(diǎn)井B-B 剖面圖

管廊出入口間連接管廊艙室及其他功能區(qū)。出入口間設(shè)置于節(jié)點(diǎn)井中部，其內(nèi)布設(shè)樓梯，通向地面。燃?xì)馀摳鶕?jù)規(guī)范要求單獨(dú)設(shè)置出入口間及樓梯。

吊裝間是為了解決安裝管廊內(nèi)工程管線及設(shè)備運(yùn)輸安裝所設(shè)置，位于節(jié)點(diǎn)井中部，每層樓板處設(shè)置吊裝口，每個(gè)吊裝口上平時(shí)采用預(yù)制砼蓋板封蓋，吊裝間兩側(cè)墻壁預(yù)留可拆卸墻體，專(zhuān)業(yè)管線通過(guò)吊裝口進(jìn)入管廊內(nèi)部，安裝完成后可封閉墻體。

出線井是為管廊內(nèi)工程管線分支出線需求所設(shè)置，位于節(jié)點(diǎn)井兩側(cè)，出線井在工藝節(jié)點(diǎn)井每層均設(shè)置于相同位置，其中每層樓板設(shè)置出線洞口。各專(zhuān)業(yè)管線在出線井內(nèi)豎向垂直敷設(shè)，向下連接管廊內(nèi)專(zhuān)業(yè)管線，向上連接道路下直埋管線。

通風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)布置通風(fēng)機(jī)及風(fēng)管，用于滿足綜合管廊內(nèi)各艙室通風(fēng)需求。通風(fēng)機(jī)房設(shè)置于地下一層、地下二層，通風(fēng)機(jī)通過(guò)土建風(fēng)道與地面風(fēng)亭相接，在地面風(fēng)亭通風(fēng)口上布設(shè)百葉風(fēng)口引入新鮮空氣，排出管廊內(nèi)氣體，在突發(fā)事故發(fā)生時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)將各艙室內(nèi)產(chǎn)生的煙氣迅速排出至管廊外。綜合管廊燃?xì)馀摳鶕?jù)規(guī)范要求單獨(dú)設(shè)置燃?xì)馔L(fēng)風(fēng)亭及燃?xì)馔L(fēng)風(fēng)道。

配電間內(nèi)安裝電源變壓器、配電柜等電源設(shè)備，以滿足綜合管廊艙室用電設(shè)備需求。配電間設(shè)置于地下一層或地下二層。

5.4 工藝節(jié)點(diǎn)井基坑支護(hù)

綜合管廊工藝節(jié)點(diǎn)井采用兩柱三跨矩形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，工藝節(jié)點(diǎn)井深度一般在18～27 m?；又ёo(hù)采用φ800@ 1 200 鉆孔灌注樁加鋼管內(nèi)支撐作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁頂設(shè)冠梁，坑外大口井降水。樁間采用掛網(wǎng)噴射混凝土保持樁間土穩(wěn)定。圍護(hù)樁入土深度約為7～10 m，插入比按不小于0.40 控制?；又ёo(hù)形式見(jiàn)圖8。

圖8 基坑支護(hù)形式圖（單位：mm）

6 結(jié)語(yǔ)

本工程綜合管廊為雙線單圓盾構(gòu)管廊，在沈陽(yáng)中心城區(qū)建設(shè)，建設(shè)條件較為復(fù)雜。因此對(duì)于管廊線路走向及工藝節(jié)點(diǎn)井位置有較為嚴(yán)苛的要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員通過(guò)多次實(shí)地踏勘，對(duì)管廊平面線位及節(jié)點(diǎn)井位置進(jìn)行多次優(yōu)化調(diào)整，以適應(yīng)管廊建設(shè)的復(fù)雜要求。

由于工藝節(jié)點(diǎn)井建設(shè)投資可達(dá)整個(gè)管廊土建建設(shè)費(fèi)用的1/3 左右，通過(guò)對(duì)工藝節(jié)點(diǎn)井內(nèi)部合理布局，在滿足管廊各項(xiàng)需求的前提下，充分利用了內(nèi)部空間，盡量將節(jié)點(diǎn)井尺寸做小，以適應(yīng)盾構(gòu)工法建設(shè)綜合管廊的特殊要求，節(jié)約工程投資。