世博会园区大口径、特殊工况、深沟槽埋管施工质量控制

　　摘要：本工程原先为Ø3000顶管施工，因地下有大量钻孔灌注桩而改为开槽埋管施工。总长124.6米。此次开槽施工难度大，主要体现在：1、沟槽开挖深度深，最深处为11.215米；2、工程位于黄浦江边，地下水位高；3、钢板桩围护、工法围护及沉井、特殊结构井、综合管沟交叉与重叠施工的特殊工况作业，对围护的稳定性、变异性控制要求极高。
　　本文就从以上几个观点做些介绍。
　　关键词：工程概况，工程特点、难点，施工方案，质量控制
　　一、工程概况
　　（1）地理位置上海世博会园区位于上海城区黄浦江两岸的河曲部分，规划范围约68平方公里，横跨黄浦江，分为浦东和浦西两个部分。本标段位于浦东部分。北临黄浦江，南接浦东大道，东面与Ⅱ标相连。
　　Ⅰ标段四工区施工的沂林路在整个场地的东侧，南接沂林路桥，北接浦明路。沂林路雨1#～雨5#处于浦明路与北环路之间。
　　（2）施工内容工程范围内沂林路雨1#～雨5#原设计为顶管，因现场勘察中发现顶管施工范围内有原建筑物（亚力厂骨料库）钻孔灌注桩，无法再进行顶管作业，设计变更顶管施工为开槽埋管，本次施工包括沂雨1#～沂雨5#开槽埋管、沂雨2#现浇结构井、沂雨3#现浇结构井、沂雨4#现浇特殊结构井。
　　⑴管道具体施工内容见下表（原地面标高取+4.300m）：
　　井号范围 管长 管底标高 管径 沟槽深
　　沂雨1#～2# 35m -3.77m～-3.74m Ф3000 8.905m～8.935m
　　沂雨2#～3# 32.5m -3.74m～-3.71m Ф3000 8.905m～8.875m
　　沂雨3#～4# 35.8m -3.71m～-3.68m Ф3000 8.875m～8.845m
　　沂雨4#～5# 21.3m -6.05m～-6.00m Ф3000 11.215m～11.165m
　　采用F型钢承口式钢筋混凝土管道，管道壁厚27cm，基础结构为：20cm满堂素混凝土垫层+25cm钢筋混凝土基础+管枕。黄砂回填至管顶以上50cm。
　　⑵检查井钢筋混凝土构造见下表：
　　井号 井身尺寸 壁厚 沟槽底标高
　　沂雨4# Ф7.3m*9.27m 0.45m -7.07m
　　沂雨2# 2m*4.9m*7.84m 0.25m -4.87m
　　沂雨3# 2m*4.9m*6.52m 0.25m -4.84m
　　（3）施工环境根据现场踏勘及地质勘察报告，拟建场地在50.41m深度范围内的地基土属第四纪全新世（Q4）及上更新世（Q3）河口～滨海相、浅海～滨海相、河口～湖沼相和沼泽相沉积层，主要由粘性土、粉性土及砂土组成。场地范围地势较平坦，属滨海平原地貌类型，根据现场实测，平均标高+4.300m。
　　（4）水文情况施工场地北侧临近黄浦江，而东侧分布有黄浦江支流白莲泾，因此场址内地表水系较为发达。故浅部的潜水、第⑤2微承压含水层、第⑦层第一承压含水层均与工程建设密切相关。
　　潜水与地表水有一定的水力联系，近岸边工程与地表水水力联系可能较为明显，在进行降水时，应考虑地表水的补给作用。地下水位高，地基土呈饱和状态，地表水和地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
　　（5）气象情况施工场地属于北亚热带东亚季风盛行地区，气候温和、湿润，雨量适中，四季分明，城市气温在空间分布上存在“热岛效应”，即市区气温高于郊区，气温最大差值可达4.8～6.8℃。年降水日130天左右，全年70%的雨量集中在四至九月，六月中旬至七月中旬为梅雨季节。
　　二、工程特点与难点
　　（1）水系发达，原道路结构下滤水层近沟槽边无法切断，对基坑围护的止水防渗要求极高。
　　（2）钢板桩围护、工法围护及沉井、特殊结构井、综合管沟交叉与重叠施工的特殊工况作业，对围护的稳定性、变异性控制要求极高。
　　（3）大量的障碍桩及未标注和探摸清的障碍物，给围护工法施工定位增添了难度，需要同时兼顾结构的尺寸与围护的整体性。
　　（4）管道施工、特殊结构井施工周期长，倒虹段被管沟骑马施工安全技术防护要求高，投资造价也相应成倍增大。
　　三、主体施工方案
　　1施工安排
　　⑴清理原地面障碍。
　　⑵进行SMW工法桩的施工，养护期满之前二至三天进行拉森钢板桩的施工，开挖前七天左右进行井点降水。
　　⑶进行沟槽和基坑的开挖与支撑，同时进行原建筑桩基础的凿除处理。
　　⑷同步进行4#井的施工及管道垫层、基础的施工和养护。
　　⑸回填4#井基坑至管基底标高。
　　⑹拆除管道位置的4#井工法桩。
　　⑺进行管道安装施工。
　　⑻进行2#、3#井的施工。
　　⑼进行闭水试验。
　　⑽沟槽回填。
　　⑾拔除钢板桩和工法桩。
　　
　　2总施工流程图
　　
　　
　　3主体方案
　　上部按1∶1放坡1.2m，打设15m拉森钢板桩及Ф850SMW工法桩进行沟槽围护，基坑底部采取压密注浆进行加固土处理，采用Ф609*16钢管设三至四道支撑，按照设计值加设预应力，槽边打设轻型井点降水。管道采用80T履带吊吊放至沟槽，用10T手扳葫芦进行排管，闭水试验通过后采用中粗砂坞膀至管顶以上50cm。最后分20cm/层回填土至设计标高。
　　围护施工包括SMW工法围护体系和拉森钢板桩围护体系，分布如下：
　　⑴K0+046（沂林路雨1#）～K0+100范围采用拉森钢板桩围护，桩长15m。
　　⑵K0+100～K0+147.8（沂林路雨4#）范围，因该部分为原建筑物桩基础范围，故采用Ф850SMW工法围护，桩长17m。
　　⑶沂林路雨4#～沂林路雨5#范围，采用Ф850SMW工法围护，桩长20m。
　　⑷沂林路雨4#检查井范围，采用Ф850SMW工法围护，桩长20m。
　　四、施工质量控制
　　（一）控制重点
　　依据本工程的主要特点及技术难度，针对各个工序的特殊工况需要进行专题的过程控制，主要体现在如下几个方面：
　　1、安全技术是主体质量的基本保障，要求施工现场建立起可靠的施工便道、临时排水系统及合理的土方堆置场地。
　　2、依据设计要求对深沟槽基底土体进行加固是满足抗隆的基本条件，由此，对稳定地基压密注浆现场作业控制特别重要。
　　3、依据专家评审意见，围绕沂林雨4#展开的围护、障碍处理、钢封门开启、结构分层施工的各道工序衔接的时效性极其重要，关系着围护及结构本体的强度与稳定度。
　　4、对于不同围护交界处的防渗高压旋喷作业质量的控制，关系着整个围护及支护体系在挖土、支撑到排管、回填的施工周期内的安全性。
　　5、圈梁、钢支撑、预应力加载、挖土、换撑施工过程中的时效性、精准度、工序衔接控制，直接影响到围护沟槽的弹性变异量与基底的稳定性。
　　6、障碍处理、排管垫层与基础、敷管施工的速度、精度、防不均匀沉降及临时技术措施控制是重中之重。
　　7、主体管道完成后，黄砂分层回填、管顶以上部分至道路基层的夯实填土的质量，对后期道路施工关系重大；同时，必须兼顾拔除围护桩的方法及采取的技术措施，以防止主体管道引起不均匀的沉降与侧向位移。
　　（二）控制方法与措施
　　1、根据施工现场的具体条件，首先明确方案在正常实施过程中可能遇到的不明情况的应变处理方法、措施、决策，在兼顾设计原则、标准规范与实际作业状态多项平衡的前提下，围绕施工主体展开必要的、有效的、合理的监督。
　　2、根据主要的技术特点与特殊的作业工况，调集有丰富经验的监督员，跟踪施工现场的随动、随变状态，严格把握方案评审意见主题原则与设计的主导意图实施全程监理。
　　3、针对本工程的特殊性，制订专题的质量监控细则并组织好学习，使现场每个专管人员都能较好的把握尺度，在兼顾总体施工进度的前提下，从每道关键工序流程控制、技术参数控制、安全措施控制、材料、设备控制、应急措施准备控制直至质量保证资料的控制全面覆盖。
　　具体的落实措施情况如下：
　　(1)、根据场地条件与大型设备作业的需求，监控现场建立起有效宽度的施工便道，同时对便道的稳定承载状态进行确认。
　　(2)、对钢板桩围护开挖以后的支护体系支撑的时效性及预加应力值跟踪监控，要求在换撑前做好围护变形监测控制。
　　(3)、对于地基稳定加固措施及止水防渗措施落实的过程中，不定时的对现场拌制料的配合比、浆液比重、钻进速率、喷浆压力等关键参数进行抽检控制。
　　(4)、针对管道基础、敷管过程实施旁站监督，并全面覆盖回填黄砂及分层夯土的过程，一般原则为：严禁晚上作业，及时做好压实度试验。
　　(5)、严格控制现浇钢筋混凝土结构井的各道工序质量，从基础厚度、施工缝处理、墙身模板线性、垂直度、平面尺寸、钢筋数量、砼现场浇注质量等方面展开，每道工序均应在满足规范及标准的前提下，才可进行后续施工，关键工序不符合则坚决推倒重做。
　　(6)、制订细致的防沉降监测的方案与措施，现场落实跟踪监测手段，提前控制工作的展开，可有效的预见管道的沉降量并及时采取补救措施。
　　五、结论
　　1、针对特殊工况、大口径、深沟槽施工，首先必须保证场地条件与合理、有效的安全技术措施，其次，严格控制弹性变量大的围护施工垂直度、线性、密封性。
　　2、提前把握现场地质、障碍、水文情况，多预见可能出现突变状态下的控制处理措施。
　　3、对地基加固、防渗堵漏措施的控制必须严密，同时，应兼顾各个交叉工序作业的协调，以保证主体结构的质量。
　　4、落实必要的围护变形监测措施，严格控制拔桩时的跟踪技术措施与敷管预抛值，是控制管道施工质量与防止不均匀沉降的关键措施。