斜跨明挖隧道大直径雨水管道迁改及防护

1工程概况

天津地下直径线是联系东北、华北及华东地区铁路路网的重要通道，其中DK4+002.5-158.25段明挖隧道位于天津市河北区滨海道，该段明挖隧道围护结构采用800mm宽地下连续墙（简称地连墙）。为了连接天津市河北区地下雨水管网，一条直径2.2m的地下雨水管线迁移施工时，在滨海道明挖隧道DK4+026.41-041.75斜穿围护结构，雨水管道与天津地下直径线线位平面斜交，其平面交角约590：与天津地下直径线相交段，雨水管管底埋深7.3m左右，位于明挖基坑的第2、3道支撑之间：新建雨水管箱涵为永久结构，位于天津地下直径线隧道主体结构的上方，箱涵底与隧道主体结构拱顶之间的坚向距离约0.15m。雨水管采用预制钢筋混凝土管，内径2.2m，管厚22cm，每节长2.5m，净重10.5t。铺管前，在底部铺设30cm厚混凝土作为管道基础（150°范围内施做基座）。该水管为河北区雨水主干道，水管投入使用后按满管自流考虑，即无压常流。

2工程地质及水文地质

雨水管箱涵基坑深约8.2m，基坑底位于粉土层中，从上至下依次为杂填土、素填土、粉土、粉质黏土，有少量淤泥层：地下水位埋深较浅，勘测期间水位埋深0.9—4.8m，地下水主要为第四系孔隙潜水，主要依靠大气降水入渗和地表水体入渗补给，受季节影响明显。

根据抽水试验成果和室内渗透试验结果，并参考地区经验，主要含水层渗透系数如下：素填土渗透系数K=0.005~0.4m/d，杂填土渗透系数K=0.4~2.0m/d,粉土渗透系数K=0.1～0.6m/d，粉砂渗透系数K=3~5m/d，细砂渗透系数K=8~9m/d。黏土、粉质黏土及软土为相对隔水层，渗透系数K=0.001～0.05m/d。

3雨水管箱涵施工技术

3.1围护结构

先施工隧道基坑内雨水管箱涵围护结构，围护体系采用钢板桩Φ600mm、间距400mm双排水泥土搅拌桩止水帷幕+钢支撑形式，先放坡开挖1.5m深，然后插入钢板桩，钢板桩采用12m长132c一横一竖布设形式。钢支撑水平间距4m，竖向布设2道Φ600mm（厚12mm）钢支撑，钢支撑腰梁采用2根I40c双拼，沿基坑通常布设：与地连墙接缝处采用旋喷桩，其桩径、间距及桩长同搅拌桩。

整个雨水管箱涵（宽22.5m）基坑范围形成封闭的围护结构，以确保施工安全。雨水管箱涵围护结构见图1。

3.2主体结构

（1）结构尺寸。雨水管外径2,64m，管道两侧各预留60cm工作空间，雨水管箱涵结构内净宽3.84m，底板厚0.6m，侧墙厚0.5m，顶板厚0.4m；雨水管箱涵结构高4,2m，宽4.84m。雨水管箱涵横断面见图2。

（2）结构计算。雨水管箱涵结构主要用于在隧道施工期间架立雨水管道，保证雨水管道的正常使用。按临时结构设计，其荷载主要有：

结构自重荷载：y=25kN/m3;

混凝土水管（自重）荷载：y=42kN/m（根据有关部门提供资料换算）：

管内水重荷载：y=38kN/m（按满流考虑）；

混凝土垫层荷载：y=35kN/m。

不考虑天津地下直径线隧道施工期间附加在雨水管箱涵上的施工荷载（如碰撞等）。

3.3雨水管箱涵结构与地连墙的连接

由于该段隧道的地连墙已经施工完成，雨水管箱涵基坑开挖后，必须在地连墙上凿一个洞，以保证雨水管通过。在地连墙上凿洞后，先做一个加强环，地连墙的主钢筋应弯折锚八加强环中，并与加强环主筋焊接牢固，雨水管箱涵的钢筋也锚入加强环中，锚固长度应满足规范要求。

3.4施工工序

地下直径线明挖隧道两侧的地连墙已经完成，未形成封闭结构，基坑尚未开挖。先对基坑进行降水，然后放坡开挖，之后施工雨水管箱涵围护结构，开挖雨水管箱涵基坑，开挖至基底后，在两侧地连墙上凿除一个矩形洞，然后施工加强环及雨水管箱涵主体结构，雨水管箱涵底板和侧墙施工完成后，待其强度达到100%时，铺设雨水管，最后施工雨水管箱涵顶板。

在地连墙上凿除孔洞时，分块凿除，随凿随撑，可采用Φ609mm钢管支撑凿除完的孔洞，以确保施工安全。

待雨水管箱涵完全施工后，并达到设计强度的100%时，方可开挖直径线该段的隧道基坑，及时架设支撑，并按正常工序施工直径线隧道主体结构。

4管线安全保证措施

（1）在施工时，因箱体结构已经施工完毕，按照设计要求需要做2道混凝土支撑体系进行保护和支撑加固。施工要确保支撑体系位置的准确性，同时要监测元件钢筋里面（测量支撑受力及挠度的元件）。

（2）加强施工管线监控，在支撑体系及箱体结构上相对薄弱位置安排监测人员粘贴反光片，用全站仪监测开挖后箱体结构及支撑体系的初始状态，及时反馈监测数据用于指导施工。

5结束语

通过一系列严密的技术措施，大直径雨水管在施工过程中得到有效保护，雨水管箱涵的沉降及偏移均在允许范围内。同时施工完毕后，经相关部门检测，雨水管排水状态良好，可以保证施工区域雨季地下水排放通畅，同时保证了明挖隧道的安全施工。