侯永強(qiáng)

（福建省水利水電建設(shè)有限公司，福建 福州 350000）

引 言

交叉段施工一直是施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，直接影響著工程的施工安全、質(zhì)量和能否順利完工，對(duì)此，很多工程項(xiàng)目對(duì)交叉段施工進(jìn)行了專項(xiàng)研究。埋藏式水工鋼管與既有建筑物交叉段施工和其他建筑物與既有建筑物交叉段施工不同，有著自身的特點(diǎn)和難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在水的脈動(dòng)壓力、有壓無壓、防滲等方面。司培育等[1]對(duì)鄂北工程PCCP倒虹吸下穿鄭萬高鐵設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析研究，提出了鄂北工程下穿鄭萬高鐵交叉段設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案實(shí)施效果作了總體評(píng)價(jià)。余俊良[2]通過對(duì)雙江口尾水調(diào)壓室交通洞跨1#導(dǎo)流洞交叉段開挖技術(shù)措施分析,可為類似項(xiàng)目施工提供借鑒和參考。李天宏[3]針對(duì)山西省東山供水工程某輸水隧洞“T”字型主支洞交叉段施工，實(shí)際施工過程應(yīng)用了文中施工流程及控制參數(shù)，取得了預(yù)期的施工效果。本文結(jié)合溪源泄洪洞主體工程標(biāo)，對(duì)埋藏式水工鋼管與既有安置房建設(shè)交叉段提出了兩種施工方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，認(rèn)為涉安置房段地下連續(xù)墻支護(hù)基坑內(nèi)設(shè)置箱涵通道方案是可行的。

1 工程背景

溪源泄洪洞主體工程標(biāo)目前正在進(jìn)行隧洞出口淺埋鋼管段與既有安置房交叉段基坑支護(hù)地下連續(xù)墻及旋噴樁施工，與埋管段交叉的安置房項(xiàng)目，預(yù)留給泄洪洞工程施工用地為寬30 m（連續(xù)墻邊線兩側(cè)各10 m、基坑寬10 m）。根據(jù)地質(zhì)勘探揭露，埋藏式鋼管段分布地層主要包括：①層人工填土層，②-1層粉質(zhì)黏土層，②-2層粉細(xì)砂～中細(xì)砂層，②-3層含卵礫石中細(xì)砂層，②-4層淤質(zhì)粉質(zhì)黏土層，②-5層泥質(zhì)粉細(xì)砂、粉細(xì)砂、中粗砂層，②-6層砂卵礫石層。埋管段底板建基面主要置于②-2層，局部置于②-3層，②-2層地基承載力偏低，②-3層較薄，因此原設(shè)計(jì)施工方案采用地下連續(xù)墻支護(hù)垂直明挖基坑，作為隧洞洞挖的臨時(shí)施工通道，待完成隧洞所有項(xiàng)目施工后，再開挖至基坑底部進(jìn)行埋管及外包混凝土施工并平整場(chǎng)地至標(biāo)高14.18 m。按施工總進(jìn)度計(jì)劃，與安置房項(xiàng)目交叉的埋管段計(jì)劃于2023年7月完工，完工后地塊再移交給安置房項(xiàng)目?，F(xiàn)實(shí)際情況為安置房項(xiàng)目推進(jìn)速度更快，已先于泄洪洞工程，且安置房計(jì)劃于2021年底交付使用，該交叉段施工場(chǎng)地需在2021年10月前平整至14.18 m標(biāo)高移交給安置房項(xiàng)目，施工條件已發(fā)生變化。地塊移交的時(shí)間將會(huì)影響安置房的建設(shè)，導(dǎo)致安置房小區(qū)的場(chǎng)地綠化、景觀及消防通道建設(shè)等相應(yīng)延后，無法驗(yàn)收并及時(shí)交房，直接影響安置房回遷戶的回遷，造成移民安置過渡費(fèi)的大幅增加，對(duì)泄洪洞項(xiàng)目建設(shè)和安置房項(xiàng)目都極為不利。為最大限度規(guī)避溪源泄洪洞主體工程標(biāo)施工對(duì)安置房項(xiàng)目的影響，經(jīng)多方討論研究，作出調(diào)整安置房埋管段施工方案的決定。

2 方案概述

為最大限度規(guī)避泄洪洞主體工程標(biāo)與安置房項(xiàng)目交叉施工的影響，確保安置房項(xiàng)目能按期交付使用，同時(shí)盡量維持原設(shè)計(jì)支護(hù)方案和水工建筑物結(jié)構(gòu)，方案需考慮施工安全和已建安置房的結(jié)構(gòu)安全、減少施工時(shí)對(duì)已回遷居民的影響、調(diào)整后的方案經(jīng)濟(jì)合理且有利于確保施工進(jìn)度等原則。共選擇兩個(gè)解決交叉施工問題的方案進(jìn)行研究。

2.1 箱涵通道方案概述

2.1.1 概 述

在交叉段箱涵通道施工中，經(jīng)常會(huì)遇到超挖、坍方等問題，這對(duì)新奧法施工有一定的難度。若超挖、坍方超過1 m，再采用噴混凝土補(bǔ)平，困難較大，不但影響施工進(jìn)度，而且在造價(jià)上增加很多，若采用回填土石及漿砌片石，不但增加支護(hù)結(jié)構(gòu)受力，而且也影響進(jìn)度和質(zhì)量。在埋藏式水工鋼管與既有安置房交叉段施工中，對(duì)于超挖問題的處理，引入了坍落拱的概念，坍落拱的形狀及計(jì)算公式參見有關(guān)文獻(xiàn)。

在交叉段基坑內(nèi)，結(jié)合鋼管外包混凝土結(jié)構(gòu)，先澆筑鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，箱涵施工完成后，上部回填土方，地塊移交安置房項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃的綠化景觀措施施工，利用已施工的箱涵作為出口段隧洞的施工臨時(shí)通道，與堤外淺埋鋼管支護(hù)段基坑基槽連接通往地面，待隧洞洞內(nèi)所有項(xiàng)目施工完成后，再進(jìn)行涉安置房淺埋鋼管和剩余外包混凝土的施工。箱涵通道方案支護(hù)斷面如圖1所示。

圖1 箱涵通道方案支護(hù)斷面

2.1.2 本方案實(shí)施重點(diǎn)及存在問題

實(shí)施重點(diǎn)：箱涵結(jié)構(gòu)須在基坑開挖至設(shè)計(jì)底高程才能進(jìn)行施工。箱涵側(cè)墻與基坑內(nèi)混凝土地下連續(xù)墻采用植筋方式連接。箱涵破堤施工及隧洞施工時(shí)，均需設(shè)置防洪圍堰，確保箱涵及出口段隧洞施工的防洪安全。

存在問題：基坑支護(hù)地下連續(xù)墻頂部壓頂梁高程為12.20 m，箱涵施工完成后，上部回填土方至14.18 m高程，無法對(duì)連續(xù)墻自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。通道出口防洪圍堰與堤外的埋管段存在交叉施工影響，需合理安排施工順序。

2.1.3 箱涵方案對(duì)工期影響分析

箱涵施工考慮鋼筋綁扎、混凝土澆筑時(shí)間及齡期要求，需增加工期約3個(gè)月。箱涵施工完成后，隧洞出渣通道由明槽變?yōu)榘岛?，增加暗涵長(zhǎng)度約210 m（利用暗涵作為施工通道進(jìn)行施工的出口段隧洞長(zhǎng)約2 000 m、爆破施工約1 350個(gè)循環(huán)），每循環(huán)通風(fēng)排煙時(shí)間增加20 min，合計(jì)增加通風(fēng)排煙時(shí)間約20天。箱涵方案合計(jì)增加工期約110天。

2.1.4 箱涵方案對(duì)既有建筑物的影響分析

箱涵施工完成后，基坑回填土方至14.18 m高程，涉安置房項(xiàng)目的施工用地可移交給安置房項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃的綠化景觀施工，泄洪洞項(xiàng)目出口段隧洞洞內(nèi)所有項(xiàng)目及涉安置房段埋管的施工均從堤外的涵洞出口進(jìn)入，與安置房項(xiàng)目不存在交叉施工的影響。出口段隧洞和涉安置房段埋管的施工工期約3年，工期較長(zhǎng)，前期采用箱涵結(jié)構(gòu)作為施工通道，與基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形成整體，可減少支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的變形，對(duì)泄洪洞項(xiàng)目的施工安全及兩側(cè)安置房項(xiàng)目安全更有保障。由于箱涵上部已回填土，覆土厚度約10 m，隧洞爆破施工時(shí)的噪音對(duì)安置房項(xiàng)目影響較小。

2.2 蓋板方案概述

2.2.1 概 述

在涉安置房埋管段基坑支護(hù)連續(xù)墻頂部增設(shè)蓋板方案：在涉安置房埋管段基坑開挖至設(shè)計(jì)底高程后，結(jié)合鋼管外包混凝土結(jié)構(gòu)，先澆筑鋼筋混凝土底板結(jié)構(gòu)，底板厚度為500 mm，在底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除基坑內(nèi)第四道鋼管支撐，在地連墻壓頂梁頂部增設(shè)厚500 mm鋼筋混凝土蓋板，蓋板上部回填土方至14.18 m高程，地塊移交安置房項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃的綠化景觀施工，該埋管段基坑由明槽變?yōu)榘岛?，仍作為出口段（XHD4+565.51～XHD 6+572.57）隧洞的施工通道，與堤外淺埋鋼管支護(hù)段基坑基槽連接（先按8%縱坡開挖，待出口段隧洞完成鋼筋混凝土襯砌，將進(jìn)行洞內(nèi)375 m段鋼管襯砌施工時(shí)，基坑再開挖至設(shè)計(jì)基底高程）通往地面，在出口段隧洞洞內(nèi)所有項(xiàng)目施工完成后，再進(jìn)行涉安置房段淺埋鋼管和剩余外包混凝土的施工。蓋板方案支護(hù)斷面如圖2所示。

圖2 蓋板方案支護(hù)斷面

2.2.2 本方案實(shí)施重點(diǎn)及存在問題

實(shí)施重點(diǎn)：蓋板結(jié)構(gòu)須在基坑開挖至設(shè)計(jì)底高程并澆筑鋼筋混凝土底板后才能進(jìn)行施工。澆筑底板破堤施工及出口段隧洞施工時(shí)，均需設(shè)置防洪圍堰，確?；蛹俺隹诙嗡矶词┕さ姆篮榘踩?/p>

存在問題：基坑支護(hù)地下連續(xù)墻頂部壓頂梁高程為12.20 m，蓋板施工完成后，上部回填土方至14.18 m高程，無法對(duì)連續(xù)墻自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。在鋼管及外包混凝土施工完成后，由于上部已實(shí)施蓋板且回填了土方，外包混凝土頂部至蓋板底部之間的土方回填難以實(shí)施。如要按設(shè)計(jì)方案回填土方，需拆除蓋板，才能進(jìn)行填土施工，拆除蓋板勢(shì)必會(huì)對(duì)安置房項(xiàng)目造成影響。

2.2.3 蓋板方案對(duì)工期影響分析

蓋板采用預(yù)制件，蓋板施工時(shí)考慮蓋板預(yù)制和齡期要求及吊裝時(shí)間，蓋板施工增加工期約3個(gè)月。蓋板施工完成后，隧洞出渣通道由明槽變?yōu)榘岛?，增加暗涵長(zhǎng)度約210 m（利用暗涵作為施工通道進(jìn)行施工的出口段隧洞長(zhǎng)約2 000 m、爆破施工約1 350個(gè)循環(huán)），每循環(huán)通風(fēng)排煙時(shí)間增加20 min，合計(jì)增加通風(fēng)排煙時(shí)間約20天。蓋板方案合計(jì)增加工期約110天。

2.2.4 蓋板方案對(duì)既有建筑物的影響分析

蓋板施工完成后，蓋板上部回填土方至14.18 m高程，涉安置房項(xiàng)目的施工用地可移交給安置房項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃的綠化景觀施工，泄洪洞項(xiàng)目出口段隧洞洞內(nèi)所有項(xiàng)目及涉安置房段埋管的施工均從堤外的涵洞出口進(jìn)入，與安置房項(xiàng)目不存在交叉施工的影響。出口段隧洞和涉安置房段埋管的施工工期約3年，工期較長(zhǎng)，在地連墻頂部采用蓋板覆蓋形成暗涵通道，頂部覆土及地面車輛荷載通過蓋板傳遞到地連墻，由于地連墻設(shè)計(jì)主要考慮受側(cè)向土壓力，采用蓋板方案增加了地連墻豎向的受力，對(duì)地連墻整體穩(wěn)定不利。由于蓋板上部回填土較?。? m），隧洞爆破施工時(shí)的噪音對(duì)安置房項(xiàng)目有一定的影響。

3 方案比選

3.1 技術(shù)比較

方案一結(jié)合鋼管外包混凝土設(shè)置箱涵結(jié)構(gòu)，方案二地連墻頂部設(shè)蓋板方案，方案實(shí)施后，上部回填土方至14.18 m高程，地塊移交安置房項(xiàng)目，隧洞及埋管段施工從涵洞出口進(jìn)入，與安置房項(xiàng)目不存在交叉施工的影響。采用箱涵結(jié)構(gòu)作為施工通道，與基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形成整體，受力條件較好，可減少支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的變形，對(duì)泄洪洞項(xiàng)目的施工安全及兩側(cè)安置房項(xiàng)目安全更有保障；地連墻頂部采用蓋板覆蓋形成暗涵通道，頂部覆土及地面車輛荷載通過蓋板傳遞到地連墻，對(duì)地連墻整體穩(wěn)定不利，從而影響施工安全。且蓋板方案外包混凝土頂部至蓋板底部之間的土方回填難以實(shí)施，如要按設(shè)計(jì)方案回填土方，需拆除蓋板，才能進(jìn)行填土施工，拆除蓋板勢(shì)必會(huì)對(duì)安置房項(xiàng)目造成影響。箱涵方案上部回填土后，覆土厚度約為10 m，隧洞爆破施工時(shí)的噪音對(duì)安置房項(xiàng)目影響較小。蓋板方案上部回填土較?。? m），隧洞爆破施工時(shí)的噪音對(duì)安置房項(xiàng)目有一定的影響。安全監(jiān)測(cè)上，因箱涵施工后與基坑支護(hù)地下連續(xù)墻形成整體，可通過加強(qiáng)箱涵變形監(jiān)測(cè)、地面沉降觀測(cè)等措施監(jiān)控。因此，從技術(shù)上來說，方案一優(yōu)于方案二。

3.2 經(jīng)濟(jì)比較

方案一概算投資約1 200萬元，方案二概算投資約1 000萬元，從土建工程投資上看，方案二較方案一少200萬元，略優(yōu)于方案一。雖然方案一比方案二投資增加200萬元，但方案一結(jié)構(gòu)整體性、剛度、抗?jié)B性、可靠性明顯優(yōu)于方案二，且風(fēng)險(xiǎn)較小，后期施工對(duì)安置房項(xiàng)目沒有影響。地下連續(xù)墻為臨時(shí)性建筑物，按臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于出口段施工時(shí)間較長(zhǎng)，考慮泄洪洞出口段隧洞施工安全和已建安置房的安全及施工期的影響，選擇方案一作為施工調(diào)整方案進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，即在涉安置房段地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)，結(jié)合鋼管外包混凝土結(jié)構(gòu)，先澆筑箱涵結(jié)構(gòu)作為施工通道的方案。

4 結(jié) 論

經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從工程施工、建設(shè)投資以及對(duì)安置房的影響等綜合分析，場(chǎng)地條件變化后，涉安置房段地下連續(xù)墻支護(hù)基坑內(nèi)設(shè)置箱涵通道方案，增加了施工難度與工程投資，工期受到影響，但經(jīng)綜合分析后，箱涵通道方案的安全滿足規(guī)范要求，能有效解決與安置房交叉施工的影響，減少施工時(shí)對(duì)已回遷居民的影響。該箱涵通道方案經(jīng)相關(guān)專家論證，目前已進(jìn)入施工實(shí)施階段。經(jīng)實(shí)踐，涉安置房段地下連續(xù)墻支護(hù)基坑內(nèi)設(shè)置箱涵通道方案是可行的。