上海外环沉管隧道关键施工技术概述.doc

上海外环沉管隧道关键施工技术概述 干坞施工 干坞是沉管管段的颈制场地，在规模、地址、技术条件及经济性上需满足沉管管段的制作以及总体工程的要求。 干坞选址在浦东三岔港边的黄浦江滩地处。在隧道轴线两侧建造两个可同时制作工程所需的所有(7节)管段的干坞(图3)：A坞和B坞，其中A坞占地面积分别为4．9万m2，位于隧道南侧，可一次性制作E7、E6节管段3B坞占地8．1万m2，位于隧道北侧，可一次性制作E1、E2、E3、以、E5节管段。两干坞总开挖土方量近120万mJ。干坞场区新老大堤间滩地标高平均为十3．2m(吴湘高程)，农田标高平均为十4．5m，坞底标高均为—7．4m。 3．1 干坞基坑的边坡稳定 (1)干坞加固：为提高干坞边坡的稳定性，达到基坑隔水的目的，在干坞东、南、北三侧坡顶处设置2排郝肋咖深层搅拌桩，西侧临江处设4排搅拌桩。搅拌桩深至—16．0m，穿过透水层至粘土层作为封闭隔水帐幕。搅拌桩的水泥掺人量为13％，浆液水灰比不大于0．5，并掺人1％—3％的早强剂。 为了保证临江侧搅拌桩结构的整体性，内外两排桩施工时纵向不允许出现施工冷缝。同时，搅拌桩施工完成后，在其上构筑钢筋混凝土挡墙结构，以满足防汛要求，并在内侧加宽作为坞顶施工便道。 (2)干坞开挖及边坡处理：根据分析计算结果，干坞分四级放坡，综合坡度为1：3．5(迎江侧综合边坡为1：4)，中设3级1．5m宽平台。边坡采用混凝土护坡方式，并设置纵横向钢筋混凝土梗格。 干坞土方施工时分4个工作面同时进行，每个工作面配1台1．4m’挖掘机、1台长臂挖掘机和1“2台0．4m’挖掘机。开挖施工设三级临时施工平台，临时边坡控制在1：3左右。 边坡土体的水由3m间隔设置的4100泄水子L排出，并流人坡面上的截水沟。 边坡坡面每级平台上设横向截水沟，与顺坡向排水沟构成坡面排水系统，可及时将坡面汇集的和泄水孔流出的水引排到坞底排水系统中，确保边坡的安全。 (3)并点降水：由于干坞基坑开挖面积大，深度大，且又处透水地层中，所以除在周边设置隔水帐幕外，还在边坡和坞底设置了降水井点，以保证开挖和使用期间的工程安全。 分级边坡在标高十3．4m、—0．4m、—3．9m处布置轻型降水系统，井点管长7。2m，井点间距1．2“2．4m。坞底采用深井真空泵降水，井深16m，有效降水面积枷mz，降水深度至基坑下1m o (4)坡脚处理：边坡坡脚处采用浆砌块石结构，由人工分段开挖砌筑。为避免坡脚处开挖过深，将坞底周边的排水沟设于距坡脚3．0m处。施工时分段从坡脚处按1：2的坡度放坡开挖，并立模浇筑排水边沟。 (5)施工跟踪监测：干坞施工过程中加强对干坞地表和各平台处的沉降和位移的监测，并建立BP神经网络模型对干坞边坡变形进行分析预测，判断基坑的稳定性。当实测的变形量超过预测的75％，即进入关注阶段，当达到或超过预测值，即报警并采取稳定边坡措施。由于制定了科学合理的施工方案，并加强了施工监控，使干坞基坑开挖始终处于受控状态，实测最大沉降为216．98mm，出现在最先开挖的东面坡体处。 3．2干坞坞底处理 (U坞底处理方法：为了避免管段制作因干坞地基变形产生裂缝，干坞施工时对干坞的坞底基础作了换填处理，换填厚度为1．0m。由于坞底基础不但要满足承载变形要求，而且要能消除管段起浮时的吸附力，因此管段下换填基础的上层为42cm的碎石起浮层。管底换填基础设计如图4所示。 根据现场试验所得参数进行的三维有限元分析，采用换填基础可满足管段制作时差异沉降不大于20mm的要求。 (2)坞底换填基础施工：坞底基础换填施工分区分块进行。坞底最后30cm土体采用人工修挖，避免挖土机械扰动坞底土体，影响坞底基础承载力；块石抛填后采用压路机充分碾压，使块石挤人土体，以达到相当密实度；盲沟管排设保持畅通，并与坞底中部及周边的徘水管沟连通，以确保基底地下水及时排除；上部42cm厚起浮层选用颗粒级配均匀的材料，以保证起浮效果，施工时采用压路机分层碾压密实，并严格平整，以达到良好的管段制作基础标准。 (3)坞底排水：坞底排水系统分为地下徘水系统和坞底明排水系统。地下排水系统采用4100PVC打孔排水管，排水管横向间隔布置于管底换填基础中的倒滤层中，双向坡度为3肋，并与纵向排水明沟相接，以将坞底地下水收集后排人排水明沟，最后流人集水井里。坞底明排水系统由顺管段方向的明沟和周边边沟以及设于干坞转角处的集水井组成。主要用来汇集和排除边坡和坞底的水。 4 管段制作 江中段的混凝土管段采用本体防水结构，管段制作时的裂缝控制和于舷控制是管段制作的关键。 4．1 管段混凝土结构裂缝控制 (1)混凝土的配合比设计和生产：混凝土配合 比的设计中应用了掺加粉煤灰和