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集庆门隧道改造工程关键施工技术应用总结南京同力建设集团有限公司2014年6月一、工程概况二、工程特点三、关键施工技术应用四、结束语一、工程概况南京市快速内环通道由隧道群和高架构成。全线无一处红绿灯，设计车速60-80km/h。内环全长33.06公里，其中高架段长18.19公里（包括匝道和连接高架的地面道路），隧道部分长14.87公里。1、工程地理位置城西干道综合改造工程是南京市快速内环西线组成部分。北起古平岗立交，南至赛虹桥高架，全线改造长度6.13km，2012年全面开工。本标段（集庆门隧道综合改造工程）位于施工全线的最南端，北接水西门隧道，南接赛虹桥高架，隧道长度为555米。1、工程地理位置集庆门隧道全线东倚明城墙，西临外秦淮河。1、工程地理位置集庆门大街水西门隧道赛虹桥高架集庆门隧道改造工程竣工效果图1、工程地理位置凤台路开工日期：2012年7月1日竣工日期：2013年9月30日工程造价：2.3391亿元建设单位：南京城建隧桥经营管理有限公司设计单位：中铁二院工程集团有限责任公司质监单位：南京市市政工程质量安全监督站监理单位：浙江华东工程咨询有限公司施工单位：南京同力建设集团有限公司2、工程概况城西干道沿线属于长江漫滩沉积地貌单元，总体地势较平坦。地面高程在11.0～11.8m之间。新建隧道开挖深度0.8m~14.7m。隧道开挖主要经过以下土层：①-1：杂填土①-2：素填土层①-2a：淤泥质填土层②-2：粉质粘土夹粉土层（局部泵房段）3、工程地质情况杂填土素填土粉质粘土夹粉土粉质粘土全风化泥质粉砂岩泵房隧道3*10-53*10-38*10-56*10-5外秦淮河在通济门分为两支，一支通过东水关进了南京内城，称为内秦淮河，是“十里秦淮”景区的核心地带；另一支绕道南城墙外向西流入长江，称为外秦淮河，是主干河道，也是汛期泄洪主要通道。4、工程水文情况东水关工程施工主要内容：1、综合管线迁移；2、新建污水箱涵；3、新建雨水管道；4、水上施打围堰；5、基坑围护结构；6、隧道拆除及新建；7、顺河桥拆除及新建；8、钢便桥架设；9、地面道路恢复；10、景观绿化施工等。3、施工主要内容隧道围护结构设计：东侧围护采用双排灌注桩形成悬臂式结构，西侧无支护，基坑无对撑体系。4、围护结构设计外秦淮河新建隧道全长555m，敞开段350m，暗埋段长205m，宽度为26.8m，内部净高5.2m，原双向4车道拓宽为双向6车道，采用明挖顺筑法施工方法。5、隧道主体设计顺河桥桥梁设计：为满足隧道拓宽后地面道路交通要求，原顺河有328m长度需拆除后新建，新建宽度17.45米，局部加宽改造。6、顺河桥桥梁设计二、工程特点（1）、污水管道改迁、对接施工难点：现状双排1650管道为输送城区污水至江心洲污水处理厂主干管，施工期间要求污水不下河，管道与新建污水箱涵需在不断流状况下对接；1、工程特点（2）、集庆门城门洞口7座钢便桥架设重点：隧道拆除及新建施工期间，需保证集庆门大街东西向交通正常，故需架设钢便桥。钢便桥选型、两侧基础设计、钢便桥翻交架设，是保证主体结构正常施工的重点之一。1、工程特点1、工程特点（3）、600米水上围堰设计与施工重点：隧道西侧紧邻外秦淮河，隧道拆除及新建需在无水工况下施工，因此需在外秦淮河上沿隧道纵向施打围堰封水，围堰的封水效果、安全保障是施工重点之一。1、工程特点（4）原隧道拆除与基坑开挖对明城墙的保护重点：现状集庆门隧道两侧为集庆门城墙及外秦淮河，距离基坑的距离不等，左线隧道距集庆门城墙最近不足10m，隧道施工期间对明城墙保护是重中之重。1、工程特点（5）、隧道拆除与新建、顺河桥拆除与新建难点：隧道和顺河桥新建与拆除同时施工，场地狭小，工作面多，多工种作业，关门工期已确定，施工压力巨大，对施工组织管理要求高。1、工程特点（6）、基坑悬臂支护，隧道采用跳仓拆除与施工难点：隧道基坑无对撑结构，基坑为悬臂支撑体系，设计要求需利用既有隧道作为临时支撑，新老隧道需采用跳仓拆除与新建，施工组织受约束，工期压力大。（7）、施工场地狭小、材料吊运困难难点：施工期间，需保留由北向南社会车辆通行（7米宽），可供施工用场地最窄处仅3.5米宽，土方外运、材料加工、堆放、转运困难大。1、工程特点主要分部分项施工完成时间（8）、汛期前需拆除秦淮河水上围堰，确保安全度汛开工日期：2012年7月1日；竣工日期：2013年9月30日1、工程特点三、关键施工技术应用1、原污水管道与新建污水箱涵对接施工1、污水箱涵对接因新建隧道拓宽，原双排1650污水管道局部（431m）改迁，新建2.9*2.7污水箱涵。原管道承接主城区污水输送，不得断流，因此管道对接是此次施工难点之一。凤台路既有集庆门隧道南1、污水箱涵对接探沟开挖管线迁移南侧箱涵施工1、污水箱涵对接箱涵拉森钢板桩支护箱涵土方开挖1、污水箱涵对接箱涵复合地基施工箱涵地基承载力试（桩长5m、桩距60cm）（承载力130kpa）1、污水箱涵对接箱涵主体结构施工监理内部验收（结构内径：2m*2.3m）1、污水箱涵对接管道接驳示意图经过调查，项目部分别在用水峰、谷期，对双排1650管道流量进行统计，确定不断流对接方案：停一用一，管道对接分两次进行。1、污水箱涵对接为确保管道拆除时，相邻管道运行正常，施工前在相邻管道间，施打槽钢进行保护性隔离。1、污水箱涵对接对接前封堵墙对接钢管提前加工1、污水箱涵对接对接施工10小时前，对改迁管道（单根）进行减压排放。并在上游井室内设置封水闸板，并启用大功率排水泵，强排管道内余水。1、污水箱涵对接双排1650污水管道：单根破除，单根运行。1、污水箱涵对接首根钢管对接完成对接管道白天通水正常1、污水箱涵对接双排1650管道对接完成管道、箱涵恢复正常通水1、污水箱涵对接双排1650污水管对接前双排1650污水管对接后（2012年11月底完成对接）1、污水箱涵对接箱涵与管道对接成功经验：1、技术准备工作充分。施工前调阅了相关管道及流量资料，在现场实地勘测流水速度、日排水量、管道内径等具体数据，多次进行了管道封堵演练工作2、物资准备充分。施工中投入了大量的人、机、材，准备了充足的备用设备及材料，确保夜间上、下游对接同时开展。3、关键工序专业施工。钢管与混凝土管对接处防渗漏处理，委托了专业施工队伍（自来水抢修队）。2、钢便桥设计与施工2、钢便桥施工总平面图2、钢便桥施工施工前地面交通地下管线调查2、钢便桥施工上承式钢便桥下承式钢便桥2、钢便桥施工新、老隧道剖面对比示意图2、钢便桥施工钢便桥架设平面图2、钢便桥施工车行道：桥面宽度3.5m，限载40T。使用321型标准桁架片，编组为三排双层加强型。人非混行道：桥面宽度2m，人行荷载按5kn/m2计算。使用321型标准桁架片，编组为双排双层不加强型。管线桥：双排双层加强型下承式结构，满足15kn/m的均布荷载。2、钢便桥施工方案1：钢便桥架设在集庆门大桥0号桥台上,39米跨径.钢管立柱钢便桥西侧承台方案比选2、钢便桥施工钢便桥西侧承台方案比选新建圈梁以老隧道支护桩为支点，分别架设1号、2号钢便桥，减小钢便桥重量对集庆门大桥桥台的影响。1号3米跨径2号33米跨径2、钢便桥施工方案三：西侧承台剖面（使用原隧道灌注桩）东侧承台剖面（新建双排1400灌注桩）2、钢便桥施工小应变检测（对原隧道西侧支护桩检测）单桩静载实验2、钢便桥施工根据原隧道设计图纸，查见灌注桩桩长为18.5m，经计算承载力勉强足够钢便桥使用。小应变检测结果桩身最短为20.5m，满足钢便桥使用需要。经计算并参照承载力检测报告，该桩能够满足钢便桥使用需要。2、钢便桥施工钢便桥架设施工2、钢便桥施工钢便桥挠度检测煤气、自来水管线迁改2、钢便桥施工2、钢便桥施工36米跨径（7座）钢便桥架设后投用2、钢便桥施工钢便桥附属设施设置3、水上围堰设计与施工3、围堰设计与施工原设计（示意）：隧道西侧围堰采用单排拉森钢板桩形式。单根桩长12米，桩顶标高10.5（外秦淮河常水位6.5m）。新建隧道外秦淮河单排拉森钢板桩围堰外秦淮河河面外秦淮河集庆门段水位调查情况：1、历年最高水位10.36米（1991年）；最低水位河干（1969年）；2、2010年最高水位9.34米（7月）；2010年最低水位4.58米（4月）；2011年最高水位8.82米（8月）；3、历年最大流量509m3/s（1974年）；4、常年控制水位为6.5米。3、围堰设计与施工3、围堰设计与施工外秦淮河水位调查外秦淮河水上围堰设计方案，经过多次专家论证会，最终确定：1、围堰采用双排拉森桩中间填料形式；2、桩长根据不同地段河床底标高分别进行抗倾覆设计；3、围堰内填料采用模袋砂+防水土工布进行填充；4、围堰顶部采用钢围檩对拉形式进行加固；5、桩顶标高设计为9.0，顶部子围堰根据施工时段水位，选择性施工。围堰标准段设计专家论证会3、围堰设计与施工围堰施打：选用水上浮吊进行施工，双排拉森钢板桩施工完毕后，即进行内部防渗土工膜铺设、对拉钢筋及顶部钢围檩施工。3、围堰设计与施工安装对拉钢筋钢围檩及防渗土工膜砂体吹填3、围堰设计与施工桥梁拆除前围堰桥梁拆除后围堰3、围堰设计与施工围堰方案实施成功经验：1、桩长按照河道实测断面及土质进行设计，做到了经济性、安全性。2、回填料确定为江砂，降低了工程成本及对秦淮河水质污染。3、在原有围堰基础上增加了防渗土工膜铺设及模袋砂压脚变更设计，增强了围堰隔水性能。4、增加子堰设计，根据汛期和工程进展分阶段施工围堰，缩短了施工时间、节省了工程成本。3、围堰设计与施工4、隧道围护结构施工（悬臂支护）4、隧道围护结构施工敞开段围护结构：D1000单排悬臂支护暗埋段围护结构：D1100~1400双排悬臂支护4、隧道围护结构施工新建双排灌注桩中夹原隧道外排灌注桩4、隧道围护结构施工新新旧旧旋挖钻工艺施工回旋钻机工艺施工4、隧道围护结构施工隧道西侧为外秦淮河河床，无法与东侧围护结构形成对撑体系。4、隧道围护结构施工26.8米宽基坑：无对撑体系4、隧道围护结构施工隧道跳仓拆除、跳仓新建4、隧道围护结构施工围护设计变更：1、西侧土钉墙设计变更：（1）原设计:2排高压旋喷+3层土钉墙（2）施工要求：跳仓拆除、工期紧（3）采取措施：变更为多排（5~6排）高压旋喷重力式挡墙。2、东侧预应力锚杆设计变更：（1）原设计：105道15m预应力锚杆（2）施工要求：穿透老隧道灌注桩、新建外排灌注桩、工期紧（3）采取措施：取消锚杆、增加外侧三轴深搅水土加固桩。累计节约工期40天4、隧道围护结构施工5、隧道拆除施工5、隧道拆除施工为保护原隧道西侧止水帷幕、东侧明城墙，原隧道采用保护性拆除工艺（切割拆除）；拆除共分15大仓进行，并采用跳仓拆除施工。5、隧道拆除施工隧道拆除前顺河桥拆除前5、隧道拆除施工2013年1月11日对原集庆门隧道顶板开始拆除，拆除采用切割配合凿岩机法进行破除顶板部分：采用绳锯进行切割。顶板切割+凿岩机破除顶板破除完成后5、隧道拆除施工相邻仓顶板破除5、隧道拆除施工钢便桥下8#顶板切割配合液压钳拆除5、隧道拆除施工盘锯对侧墙根部切割凿岩机配合拆除侧墙5、隧道拆除施工凿岩机将隧道侧墙破除放倒（保护止水帷幕）5、隧道拆除施工盘锯切割完毕后，凿岩机对切割部位进行横向破除、竖向分段，放倒破碎拆除；采用此方法，最大程度上对既有灌注桩进行了保护。5、隧道拆除施工隧道拆除、土方开挖完毕后5、隧道拆除施工顺河桥拆除全景5、隧道拆除施工6、隧道主体结构模板、支架工程6、隧道主体结构模板工程隧道主体结构西侧外墙采用大模板施工工艺，解决了西侧外墙支架搭设的问题，且提高了工效。与传统模板施工工艺相比：1、施工速度快2、占用场地小3、不易产生涨模等质量通病4、保证了混凝土外观质量（线形顺直、外光内实）。7、隧道主体结构滑动支架隧道模板支架采用整体式滑移法施工预留滑模轨道工字钢支架整体顶升7、隧道主体结构滑动支架钢丝绳安装卷扬机滑模隧道采用滑动支架施工工艺，工期缩短了25天。7、隧道主体结构滑动支架8、材料场内运输措施8、材料场内运输措施施工现场：西侧顺河桥需拆除