[分享]西安市地下综合管廊建设PPP项目勘测和基坑支护方案解析

发表于2018-09-06    1255人浏览    1人跟帖    总热度:190  

项目背景


随着以西安为起点的“一带一路”建设和西安国际化大都市建设的快速推进,对城市基础设施建设提出了更高的标准和要求。传统的市政公用管线零散的铺设在道路的浅层空间内,随着管线增容扩容不但造成“马路拉链”现象,更导致管线事故频发,极大地影响了城市的安全运行。城市综合管廊是市政公用管线的集约化、可持续化发展的主流趋势,综合管廊规划建设就是要实现市政管线的“统一规划、统一建设、统一管理”,解决“马路拉链”问题,促进城市空间集约化利用,是保障城市运行的重要基础设施。


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项目规模

2016年8月,中国建筑中标西安市地下综合管廊建设PPP项目Ⅰ标段,是目前国内单笔投资最大、总公里数最长、入廊管线种类最多、技术实力最强、智慧程度最高的城市地下综合管廊项目。西安市综合管廊的建设采用PPP模式,项目按照远期形成“一环、六放射、多组团”的干支线和支线形式,规划区域为西安市中心城区及部分外围新城、产业区(常宁组团、沣东新城、渭北工业区、国际港务区),总里程约350.5km,约占城市主干路网的20%。项目分两期建设,近期2016-2020年,规划建设干支线、支线综合管廊总长度142.36km,远期2021-2030年,规划建设干支线、支线综合管廊总长度220km。

我司主要承担了西安市地下综合管廊建设PPP项目Ⅰ标段勘察及基坑支护设计工作,业务主要区域包括高新区、雁塔区、常宁组团、国际社区、航天基地和部分莲湖区等。

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管廊勘察难点及解决方案

目前,地下综合管廊建设项目在我国尚处于起步阶段,而地下综合管廊项目在推进中又具有工期控制严格、投资大、程序繁杂等特点。管廊勘察目前还没有很有针对性的指导性规范,这对管廊勘察提出了更高的要求,要求勘察工作要有预见性、前瞻性,深度要能满足将来设计条件可能面对的变化。我院在开展西安市地下综合管廊建设PPP项目Ⅰ标段的工作过程中,遇到的管廊勘察项目关键性技术难点及解决方案有:


1

多段管廊穿越城市河流地质问题

管廊穿越城市河流时,为了保护河流及管廊的安全施工,勘察时应重点查明地层的渗透性,为管廊的防渗设计提供参数;勘探控制性钻孔深度要考虑管廊与河底之间保护距离的这一因素,孔底要深入到管廊基底以下满足变形计算深度要求。穿越起止端要考虑明挖和暗挖的衔接段可能采用的支护形式,在勘察孔深设计时应预估支护桩桩长,孔深应超过桩底标高一定深度。

2

多段管廊与地铁交互影响的地质问题

管廊建设紧邻或穿越地铁已经是一种常态,紧邻或穿越地铁路段的管廊勘察工作要有预见性,布设的控制性勘探孔要深入管廊基底以下一定深度以满足变形计算需要,且要进入可能采用的支护桩桩底标高以下数倍桩径深度,平面上也应加密钻孔,采用的原位测试及室内试验取得的数据(比如基底土层的湿陷性等)要满足后期主体结构设计及基坑支护设计的需要。

3

管廊穿越主城区重要干道的地质问题

目前西安市正在实施的 “缆线落地计划” 管廊大都位于市区既有道路下方,其周围环境很复杂(管廊建设区域大多紧邻多层浅基础建筑物、地下管网密布、有大量行道树及地面市政设施难以迁移等),一般多采用顶管施工,管廊勘察工作开展时要紧密和设计沟通,在有顶管井的位置必须设计控制性勘察孔,并且孔深应超过可能采用的支护桩桩底以下数倍桩径。

4

多段管廊穿越西安地裂缝的问题

西安市跨越地裂缝的区域较多,管廊作为线性工程,穿越地裂缝不可避免。地裂缝的埋深及活动性也是影响管廊结构的关键参数。在详勘阶段必须查明地裂缝的具体位置、类型、分布特征、活动性与变形速率等,评价地裂缝对工程的影响,提出综合处理措施建议。

5

管廊穿越多种特殊性土层的问题

特殊土(填土、湿陷性黄土、饱和土等)对工程建设影响很大。本项目涉及缆线管廊及综合管廊,缆线管廊大多位于场地条件复杂,人为建设活动频繁的城市市区,该区域填土深度变化大,在市区进行的管廊勘察任务必须严格摸清填土的深度、范围和性质。其次,西安地区的湿陷性黄土,尤其是自重湿陷性黄土对管廊建设影响很大,在详勘阶段必须查清楚其湿陷性、范围及厚度,提出科学合理的地基处理建议。饱和土后期的固结沉降大,很容易造成管廊的沉降、不均匀沉降,严重的可能还会引起管廊开裂,影响管廊使用。在详勘时查明饱和土的性质,预估其工后沉降,提出地基处理建议对管廊建设意义重大。

6

管廊建设对文物保护的问题

众所周知,西安是十三朝古都,古建筑及文物非常丰富,勘察工作实施过程中必须加强对古建筑和文物的保护,提供的勘察技术成果也应满足后期基坑支护设计对其保护的需求。

7

管廊建设的环境水文地质条件评价问题

抗浮水位影响管廊的结构设计、工程造价和运营安全。因此,在保障工程安全的同时,确定经济合理的抗浮设计水位尤为重要。管廊勘察时应了解清楚西安地区地下水的赋存形式和运移规律,依据地下水多年动态观测资料,确定历史最高水位,综合其影响因素后预测未来水位变化趋势,确定综合管廊工程的设计抗浮水位。

8

PPP项目特殊性对勘察技术服务的新要求

项目的管廊勘察工作与传统工程项目发生较大变化,其应更加重视与设计、施工互动与沟通,勘察工作范畴涵盖PPP项目建设的全生命周期各个阶段。在项目竞争性磋商与投标阶段,较为细致地阐明主要岩土工程问题,为综合报价的合理性提供地质依据;在项目可研阶段,从地质条件角度对选线提出专业建议,为设计避让重大地质风险提供预警;在初步设计阶段和施工图设计阶段,提前与设计做充分的对接沟通,弄清楚设计意图,有针对性地提出设计所需参数和特殊处理措施建议;在运营阶段,提出与地质有关的工程设施维护要求,针对运营阶段的特殊要求,通过工程监测,提前预测可能发生的变形,提出处理意见等。

基坑支护设计难点及解决方案

西安市地下综合管廊建设PPP项目的特殊性,其与传统工程项目发生较大变化,基坑工程临时性的显著特点又决定了其设计安全储备较永久结构低,这对基坑支护设计无疑是一个巨大的挑战。我司在开展西安市地下综合管廊建设PPP项目Ⅰ标段的工作过程中,遇到的管廊基坑设计关键性技术难点及解决方案有:


1

管廊施工新工艺对基坑支护设计的高要求

西安市地下综合管廊建设过程中践行绿色岩土理念,采用预制管廊等新技术、新工艺,但预制管廊起吊设备会对基坑顶部产生很大的临时荷载,设计需重点考虑基坑的安全,根据基坑周边环境划分基坑安全等级,根据不同安全等级制定经济合理的基坑支护方案。

2

管廊穿越主城区重要干道的对基坑支护设计的挑战

管廊穿越主城区重要干道、闹市区时,其周围环境很复杂,管廊建设区域大多紧邻多层浅基础建筑物、地下管网密布、有大量行道树及地面市政设施难以迁移等。为了将对市民生活和交通的影响降至最低,采用盾构(或暗挖)施工或顶管施工。而盾构工作井的深度超过20m,且位于地下水位以下,部分盾构工作井为了加快施工进度采用“先盾后井”的施工工艺,大大增加了基坑工程风险,基坑支护及降水设计要更密切的根据实际工程环境做出相应调整。

3

管廊位置增加基坑支护设计难度及工程造价

西安市地下综合管廊主体结构一般设计在临近道路红线一侧,由于红线外用地协调难度很大,且各产权单位及地区立法的限制,支护体系的隐蔽部分也无法超越红线。临时性的围护体系相对于永久性结构对价格更加敏感。所以,基坑支护设计时采用可回收的钢板桩,微型桩等技术可行、经济合理的支护体系。

4

管廊建设紧邻地铁对基坑支护设计的挑战

管廊在城市中建设,不可避免的与规划地铁相邻或相交。为不影响后期地铁建设,牢固践行西安市地下综合管廊建设绿色岩土的理念,基坑支护设计中采用玻璃纤维筋,可回收锚索等新材料新技术。

5

PPP项目特殊性对基坑支护设计的高标准

西安市地下综合管廊项目具有特殊性和复杂性,要求岩土设计应达到精细化、数字化、信息化、动态化。在前期方案设计阶段,我院积极与项目部、主体结构设计单位及外围相关单位对接,尽可能掌握详细、准确的基坑支护设计边界条件,确保方案阶段的设计技术经济合理。在方案设计阶段、施工图设计阶段以及施工阶段根据外围设计施工条件的动态变化及时优化设计,确保基坑支护设计与边界条件和施工的有效衔接和同步。根据环境条件、施工组织、交通疏导等,不同条件组合变化,不断优化基坑支护设计,同时完善与推进标准化设计。


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 发表于2018-09-06   |  只看该作者      

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