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摘要：城市明挖隧道与市政管线交叉干扰时，传统的做法是对管线进行迁改，如管线位于大直径的管线隧道中，迁改困难、费用昂贵，无法实施时，可考虑采用桩梁体系进行支托的方案，将大直径市政管线隧道支撑托起，然后明挖法进行管线隧道下方的土方开挖。本文结合某城市明挖隧道下穿大直径市政管线隧道支托施工的工程实例，对支托施工中桩间联系横梁和桩梁节点处理等进行了方案优化，使施工便于实时调整、控制，降低了安全风险，提高了功效，缩短了工期，对今后类似工程提供借鉴经验。
关键词：大直径市政管线隧道支托施工 方案优化 施工技术
中图分类号：U45文献标识码： A
Abstract: City Ming dig a tunnel with the municipal pipeline cross interference, the traditional approach is to move to pipeline, such as pipe in large diameter pipeline tunnel, moved to difficult, expensive and can not be implemented, can consider to use for bracket beam system, the application of the large diameter tunnel support lift, then Ming WaFa pipeline tunnel beneath the earth excavation. Based in a certain city Ming dig a tunnel under wear large diameter tunnel bracket construction of municipal pipeline engineering examples , the bracket during the construction of the pile connection between the beam and beam node processing scheme optimization, to facilitate real-time adjustment, construction control, reduce the security risks, improve the efficacy, shorten the time limit for a project, serving as a reference for future similar projects
Keywords: the large diameter tunnel; Bracket construction; Scheme optimization; The construction technology
1.工程概況
成绵乐铁路客运专线机场路隧道工程位于成都市区，基本沿机场高速公路沿线布置，隧道全长5500m，全部采用明挖顺作法施工，基坑围护结构采用围护桩+钢（混凝土）支撑形式，基坑开挖深度15m～24m，开挖宽度13.3m～13.5m。机场路隧道分别在DK166+417、DK166+479、DK166+552处与三座市政管线隧道垂直交叉，分别为DK166+417处的煤气、通信、自来水隧道（宽4.45m，高6.31m，分上下两层，上层放置Ф500mm的煤气管道和通信电缆，下层为一根DN1800mm的自来水管）、DK166+479处的雨水、污水隧道（宽3.4m，高5.81m，分上下两层，上层为雨水通道，下层为污水通道）和DK166+552处的电力隧道（宽3.3m，高3.9m，包含220KV和110KV两组高压电缆，是成都重要的电力通道），见下图所示。
2.方案比选
明挖隧道与市政管线交叉干扰时，传统的做法是进行管线迁改。采用迁改方案，技术上虽可行，但迁改线路所经区域为成都汽车营销走廊，需要拆迁大量的汽车4S店，对城市建设规划影响大，征拆协调困难，迁改费近一个亿，费用昂贵，不具备可实施性。
如采用调整线路纵坡，降低隧道底标高的方案，使机场路隧道从三座市政管线隧道下方穿过，有两种做法，一种是采用隧道暗挖的方案下穿三座市政管线隧道，另一种是将市政管线隧道支撑、托起，在市政管线隧道的下方采用明挖法开挖隧道。由于三座市政管线隧道位于成都市三环路蓝天立交桥区域，紧靠蓝天立交桥的桥墩、桩基，暗挖施工覆土较浅，将会扰动既有桥梁的桩基，影响桥梁的安全，同时三座市政管线隧道均为钢筋混凝土结构，对沉降变形敏感，如暗挖施工中市政管线隧道变形过大，会造成雨、污水隧道开裂漏水、煤气泄漏，极有可能出现隧道涌水、坍塌，造成地面沉陷，危及三环路蓝天立交桥的安全，另外暗挖区段长度接近200m，中间不具备设置竖井的条件，工期不允许。
明挖法支托管线隧道的方案，即对三座市政管线隧道采用桩梁体系进行支托，对管线隧道进行原位保护。该方案通过围护桩与桥梁桩基进行有效隔离，防止施工对既有桥桩造成扰动；同时支托施工对市政管线隧道的变形影响较小，施工简单，工期可控，经比选，最终确定采用该方案。
3.主要工序施工技术
明挖法支托管线隧道方案在实施时，首先完成隧道围护桩施工，并在管线隧道两侧设置四根Ф2000mm的支托桩，桩间设联系横梁，管线隧道底部采用掏挖法设置横梁，所有的横梁与管线隧道两侧的纵梁、角撑、支托桩组成排架支托体系，将大直径市政管线隧道支撑托起，然后明挖法进行管线隧道下方的土方开挖，见下图所示。
3.1原施工方案简介
（1）支托桩施工
支托桩采用上挖下钻的方案，上部为边长2m×2m的方桩，采用人工挖孔成孔，下部采用直径Ф2m的圆桩，采用冲击钻成孔。支托桩钢筋笼顶标高控制在角撑下端位置，砼浇筑至离角撑下端1m左右的位置，便于支托桩与角撑的节点处理。待桩体砼达到设计强度后，抽走支托桩上部的泥浆。
（2）梁体节点及桩间连系横梁施工
在支托桩内，破除角撑下端范围内的护壁砼，按角撑走向掏槽0.5m-1m，预留角撑钢筋，突出护壁外侧的角撑采用10cm的钢模板作外模。然后搭设脚手架平台，破除桩间连系横梁范围内的护壁砼，利用测量仪器确定桩间连系横梁走向，掏挖连系横梁土方，绑扎连系横梁钢筋。连系横梁土方经地面卷扬机和吊斗垂直提升运出见下图所示。
破除纵梁范围内的护壁砼，利用测量仪器准确确定纵梁走向，按纵梁走向掏槽0.5m-1m,预留纵梁钢筋，突出护壁外侧的纵梁采用10cm的钢模板作外模，具体见下图所示。
在角撑、纵梁预留钢筋以及桩间连系横梁的钢筋施工完成后，拆除桩孔内脚手架平台，清理残留渣土，绑扎支托桩剩余钢筋，最后将桩间连系横梁和支托桩浇筑成一整体，见下图所示。
（3）横梁施工
分层、对称开挖土体至市政隧道底部施工横梁，需首先采用“隔一掏一”的方式掏挖横梁孔洞。横梁钢筋笼提前进行预制，在横梁的梁洞掏挖完成后，将钢筋笼推入梁洞，然后浇筑砼。
（4）纵梁施工
横梁全部施工完成后，绑扎纵梁钢筋，施工时注意纵梁与横梁、纵梁与支托桩上预留的纵梁钢筋的连接，砼浇筑前需注意角撑上端钢筋的预留，并最终将纵梁和角撑上端浇筑成一整体，见下图。
（5）角撑施工
继续土方开挖，待纵梁达到设计强度后，掏槽开挖角撑部分土体，施做角撑。角撑施工时，首先凿出纵梁及支托桩处预留的角撑钢筋，钢筋绑扎完成后支立模板，在角撑顶端留设砼浇筑口，采用插入式振捣棒振捣密实，角撑砼达到设计强度后，整个支托体系完成，见下图所示。
3.2原施工方案存在的问题
原施工方案是根据设计提供的工况编制的，存在诸多问题：
（1）桩间联系横梁施工（类似暗挖）必须在支托桩内（类似竖井）进行出土和钢筋砼施工；纵梁与支托桩的节点处理以及角撑与支托桩的节点处理也必须在支托桩内做好预埋处理，空间狭小，实施起来比较困难；
（2）在支托桩内，桩间联系横梁、纵梁及角撑的轴线走向不易控制，且钢筋绑扎质量、砼填充质量难以保证；
（3）大部分桩梁的节点处理均在支托桩内进行，不可控因素较多，施工安全风险高。
（4）整个支托施工工序繁多，操作复杂、困难，占用工期长。
4.方案优化
鉴于原方案存在上述众多问题，需对原方案进行部分优化，优化本着避免在支托桩内进行桩间联系横梁和桩梁节点施工的原则进行。
4.1优化措施
优化共分五步：
第一步：支托桩采用“上挖下钻”工艺施工至桩底，圆桩钢筋笼顶标高与桩间联系横梁顶标高齐平,方桩钢筋笼底标高低于桩间联系横梁底标高1.5m，确保圆桩、方桩钢筋笼满足3m搭接长度，在圆桩钢筋笼内设置两根56a工字钢，浇筑桩基砼至桩间联系横梁底标高。(注：工字钢翼缘板面向基坑侧布置)
第二步：在支托桩与桩间联系横梁连接处填充2.2m范围的砂子。
第三步：在砂子顶部设置隔离膜，采用Ф20cmPVC管作为浇筑支托桩夹层砼的预埋管，管底插入砂子10cm，管顶至设计桩顶标高，浇筑砂子层以上的支托桩桩基砼。
第四步：开挖至并及时架设支撑至管线隧道底部，破除支托桩护壁，清除夹层内的砂子，侧向掏挖桩间联系横梁的土方，并绑扎联系横梁的钢筋，绑扎纵梁预埋筋。
第五步：樁间联系横梁钢筋、纵梁预留筋绑扎完成后，支流模板,浇筑支托桩夹层砼和桩间联系横梁砼。为确保砼填充密实，最后在桩顶通过Ф20cmPVC管灌注细石砼。
具体优化方案见附图所示，后续的横梁施工、纵梁施工和角撑施工与原方案基本类似，不再重复叙述。
4.2方案优化后取得成效
通过方案优化，使的桩间横梁施工以及纵梁、横梁、角撑施工均安排到市政管线隧道底部进行，避免了在支托桩内作业，施工作业面广阔，施工人员视线良好，操作简单。解决了桩间联系横梁出土难问题，解决了桩梁节点处理难问题，减少钢筋接点，确保受力可靠，避免了纵梁开挖后，纵梁预埋筋不在一条直线上的问题，避免开挖后市政管线隧道其它不可预见的因素，便于实时调整、控制，降低了安全风险，提高了功效，缩短了工期。
5.结束语
在城市明挖隧道与大直径市政管线隧道交叉干扰时，采用桩梁体系对管线隧道进行支托是一种较为简洁有效的方法，通过在施工过程中的方案优化，在技术、质量、安全、进度等方面取得了很好的实际效果，希望为类似工程提供一点经验。
（以下含一张附图）
关键词：大直径市政管线隧道支托施工 方案优化 施工技术
中图分类号：U45文献标识码： A
Abstract: City Ming dig a tunnel with the municipal pipeline cross interference, the traditional approach is to move to pipeline, such as pipe in large diameter pipeline tunnel, moved to difficult, expensive and can not be implemented, can consider to use for bracket beam system, the application of the large diameter tunnel support lift, then Ming WaFa pipeline tunnel beneath the earth excavation. Based in a certain city Ming dig a tunnel under wear large diameter tunnel bracket construction of municipal pipeline engineering examples , the bracket during the construction of the pile connection between the beam and beam node processing scheme optimization, to facilitate real-time adjustment, construction control, reduce the security risks, improve the efficacy, shorten the time limit for a project, serving as a reference for future similar projects
Keywords: the large diameter tunnel; Bracket construction; Scheme optimization; The construction technology
1.工程概況
成绵乐铁路客运专线机场路隧道工程位于成都市区，基本沿机场高速公路沿线布置，隧道全长5500m，全部采用明挖顺作法施工，基坑围护结构采用围护桩+钢（混凝土）支撑形式，基坑开挖深度15m～24m，开挖宽度13.3m～13.5m。机场路隧道分别在DK166+417、DK166+479、DK166+552处与三座市政管线隧道垂直交叉，分别为DK166+417处的煤气、通信、自来水隧道（宽4.45m，高6.31m，分上下两层，上层放置Ф500mm的煤气管道和通信电缆，下层为一根DN1800mm的自来水管）、DK166+479处的雨水、污水隧道（宽3.4m，高5.81m，分上下两层，上层为雨水通道，下层为污水通道）和DK166+552处的电力隧道（宽3.3m，高3.9m，包含220KV和110KV两组高压电缆，是成都重要的电力通道），见下图所示。
2.方案比选
明挖隧道与市政管线交叉干扰时，传统的做法是进行管线迁改。采用迁改方案，技术上虽可行，但迁改线路所经区域为成都汽车营销走廊，需要拆迁大量的汽车4S店，对城市建设规划影响大，征拆协调困难，迁改费近一个亿，费用昂贵，不具备可实施性。
如采用调整线路纵坡，降低隧道底标高的方案，使机场路隧道从三座市政管线隧道下方穿过，有两种做法，一种是采用隧道暗挖的方案下穿三座市政管线隧道，另一种是将市政管线隧道支撑、托起，在市政管线隧道的下方采用明挖法开挖隧道。由于三座市政管线隧道位于成都市三环路蓝天立交桥区域，紧靠蓝天立交桥的桥墩、桩基，暗挖施工覆土较浅，将会扰动既有桥梁的桩基，影响桥梁的安全，同时三座市政管线隧道均为钢筋混凝土结构，对沉降变形敏感，如暗挖施工中市政管线隧道变形过大，会造成雨、污水隧道开裂漏水、煤气泄漏，极有可能出现隧道涌水、坍塌，造成地面沉陷，危及三环路蓝天立交桥的安全，另外暗挖区段长度接近200m，中间不具备设置竖井的条件，工期不允许。
明挖法支托管线隧道的方案，即对三座市政管线隧道采用桩梁体系进行支托，对管线隧道进行原位保护。该方案通过围护桩与桥梁桩基进行有效隔离，防止施工对既有桥桩造成扰动；同时支托施工对市政管线隧道的变形影响较小，施工简单，工期可控，经比选，最终确定采用该方案。
3.主要工序施工技术
明挖法支托管线隧道方案在实施时，首先完成隧道围护桩施工，并在管线隧道两侧设置四根Ф2000mm的支托桩，桩间设联系横梁，管线隧道底部采用掏挖法设置横梁，所有的横梁与管线隧道两侧的纵梁、角撑、支托桩组成排架支托体系，将大直径市政管线隧道支撑托起，然后明挖法进行管线隧道下方的土方开挖，见下图所示。
3.1原施工方案简介
（1）支托桩施工
支托桩采用上挖下钻的方案，上部为边长2m×2m的方桩，采用人工挖孔成孔，下部采用直径Ф2m的圆桩，采用冲击钻成孔。支托桩钢筋笼顶标高控制在角撑下端位置，砼浇筑至离角撑下端1m左右的位置，便于支托桩与角撑的节点处理。待桩体砼达到设计强度后，抽走支托桩上部的泥浆。
（2）梁体节点及桩间连系横梁施工
在支托桩内，破除角撑下端范围内的护壁砼，按角撑走向掏槽0.5m-1m，预留角撑钢筋，突出护壁外侧的角撑采用10cm的钢模板作外模。然后搭设脚手架平台，破除桩间连系横梁范围内的护壁砼，利用测量仪器确定桩间连系横梁走向，掏挖连系横梁土方，绑扎连系横梁钢筋。连系横梁土方经地面卷扬机和吊斗垂直提升运出见下图所示。
破除纵梁范围内的护壁砼，利用测量仪器准确确定纵梁走向，按纵梁走向掏槽0.5m-1m,预留纵梁钢筋，突出护壁外侧的纵梁采用10cm的钢模板作外模，具体见下图所示。
在角撑、纵梁预留钢筋以及桩间连系横梁的钢筋施工完成后，拆除桩孔内脚手架平台，清理残留渣土，绑扎支托桩剩余钢筋，最后将桩间连系横梁和支托桩浇筑成一整体，见下图所示。
（3）横梁施工
分层、对称开挖土体至市政隧道底部施工横梁，需首先采用“隔一掏一”的方式掏挖横梁孔洞。横梁钢筋笼提前进行预制，在横梁的梁洞掏挖完成后，将钢筋笼推入梁洞，然后浇筑砼。
（4）纵梁施工
横梁全部施工完成后，绑扎纵梁钢筋，施工时注意纵梁与横梁、纵梁与支托桩上预留的纵梁钢筋的连接，砼浇筑前需注意角撑上端钢筋的预留，并最终将纵梁和角撑上端浇筑成一整体，见下图。
（5）角撑施工
继续土方开挖，待纵梁达到设计强度后，掏槽开挖角撑部分土体，施做角撑。角撑施工时，首先凿出纵梁及支托桩处预留的角撑钢筋，钢筋绑扎完成后支立模板，在角撑顶端留设砼浇筑口，采用插入式振捣棒振捣密实，角撑砼达到设计强度后，整个支托体系完成，见下图所示。
3.2原施工方案存在的问题
原施工方案是根据设计提供的工况编制的，存在诸多问题：
（1）桩间联系横梁施工（类似暗挖）必须在支托桩内（类似竖井）进行出土和钢筋砼施工；纵梁与支托桩的节点处理以及角撑与支托桩的节点处理也必须在支托桩内做好预埋处理，空间狭小，实施起来比较困难；
（2）在支托桩内，桩间联系横梁、纵梁及角撑的轴线走向不易控制，且钢筋绑扎质量、砼填充质量难以保证；
（3）大部分桩梁的节点处理均在支托桩内进行，不可控因素较多，施工安全风险高。
（4）整个支托施工工序繁多，操作复杂、困难，占用工期长。
4.方案优化
鉴于原方案存在上述众多问题，需对原方案进行部分优化，优化本着避免在支托桩内进行桩间联系横梁和桩梁节点施工的原则进行。
4.1优化措施
优化共分五步：
第一步：支托桩采用“上挖下钻”工艺施工至桩底，圆桩钢筋笼顶标高与桩间联系横梁顶标高齐平,方桩钢筋笼底标高低于桩间联系横梁底标高1.5m，确保圆桩、方桩钢筋笼满足3m搭接长度，在圆桩钢筋笼内设置两根56a工字钢，浇筑桩基砼至桩间联系横梁底标高。(注：工字钢翼缘板面向基坑侧布置)
第二步：在支托桩与桩间联系横梁连接处填充2.2m范围的砂子。
第三步：在砂子顶部设置隔离膜，采用Ф20cmPVC管作为浇筑支托桩夹层砼的预埋管，管底插入砂子10cm，管顶至设计桩顶标高，浇筑砂子层以上的支托桩桩基砼。
第四步：开挖至并及时架设支撑至管线隧道底部，破除支托桩护壁，清除夹层内的砂子，侧向掏挖桩间联系横梁的土方，并绑扎联系横梁的钢筋，绑扎纵梁预埋筋。
第五步：樁间联系横梁钢筋、纵梁预留筋绑扎完成后，支流模板,浇筑支托桩夹层砼和桩间联系横梁砼。为确保砼填充密实，最后在桩顶通过Ф20cmPVC管灌注细石砼。
具体优化方案见附图所示，后续的横梁施工、纵梁施工和角撑施工与原方案基本类似，不再重复叙述。
4.2方案优化后取得成效
通过方案优化，使的桩间横梁施工以及纵梁、横梁、角撑施工均安排到市政管线隧道底部进行，避免了在支托桩内作业，施工作业面广阔，施工人员视线良好，操作简单。解决了桩间联系横梁出土难问题，解决了桩梁节点处理难问题，减少钢筋接点，确保受力可靠，避免了纵梁开挖后，纵梁预埋筋不在一条直线上的问题，避免开挖后市政管线隧道其它不可预见的因素，便于实时调整、控制，降低了安全风险，提高了功效，缩短了工期。
5.结束语
在城市明挖隧道与大直径市政管线隧道交叉干扰时，采用桩梁体系对管线隧道进行支托是一种较为简洁有效的方法，通过在施工过程中的方案优化，在技术、质量、安全、进度等方面取得了很好的实际效果，希望为类似工程提供一点经验。
（以下含一张附图）