52监测网专家报告分享-第169期

《深层排水管道系统建设的实践与设想》

王祺 上海隧道工程有限公司

目录

一、深层排水管道系统建设背景

二、实践篇

三、设想篇

内容介绍

一、深层排水管道系统建设背景

1.工程建设背景

1）国家层面关于城市排水的系列法规、条例；

2）《上海市城市排水（雨水）防涝综合规划》

规划近期聚焦现状暴雨积水严重，排水防涝和水环境矛盾突出的地区；

3）《上海市海绵城市建设指标体系》

上海属于Ⅲ区。新建区域规划年径流总量控制指标80%，改建区域75%。雨水系统（含调蓄、深隧等）+河道托底承担径流总量控制目标的15~28%。

4）《苏州河段深层排水调蓄管道系统工程规划》

通过综合分析比较、从投资、社会影响及工程效益等多方面综合考虑，规划推荐集中深层调蓄方案。

2.项目概述

工程系统布局

苏州河段深层排水调蓄管道系统工程位于苏州河下游，涉及25个排水系统。主隧全长约15km、内径10m、埋深50-~60m，设置综合设施8处，于梦清园综合设施设置15m³/s初雨提升泵1座。工程建成后服务面积约58km²；规划总调蓄规模不低于74万立方米，实现系统提标、排水防涝、初雨治理三大核心目标。

二、实践篇

1.深隧试验段概况

试验段工程建设内容

苏州河段深隧工程试验段位于整体主隧工程西端，西起苗圃综合设施、东至云岭西综合设施，全长约1.67公里，包含2井1区间。

试验段总投资约为21.86亿元，其中工程费用约17.33亿元。

工程特点——超深

• 超深地下连续墙——苗圃地下连续墙103m，云岭西地下连续墙105m；

• 超深地基加固——为满足“地墙同深度加固止水”需求，需具备百米级地基加固能力；

• 超深承压水治理——首次涉及上海地区第三层压含水层大幅抽降水；

• 全线超深埋盾构隧道——盾构隧道全线深超50m；

2.工程实施情况

超深地下连续墙：常规地下连续墙最大施工深度约70m，成槽垂直度仅1/300，无法满足深隧施工需求，选取铣槽法工艺进行试验段地下连续墙施工，通过引进德国宝峨新型铣槽机，结合过程中的精细化管理，所有地下连续墙成槽垂直度均达到了1/1000。

超深地基加固：为应对基坑开挖阶段可能存在的风险，提出了土体加固与地下连续墙“同深度”的要求，对现在MJS工法进行设备及工艺改良，具备了百米级地基加固的能力。

超深承压水治理：本工程需同时处理⑦、⑨、⑪三层承压水，工程建设前期展开降水试验，成功获取三层承压水分布特性及水力参数，提出“降、隔、灌”一体的承压水治理工艺，结合试验结论针对性的进行基坑降水方案设计，确保基坑开挖顺利和周边环境安全。

周边沉降

围护变形

隧道工程

内外高水压循环荷载下盾构衬砌：盾构隧道全线超深埋，且作为一条调蓄干管，除了抵御荷载，还需反复承受内水压作用，对隧道衬砌结构和防水结构提出了更加严苛的要求。

三、设想篇

1.深隧二三级管网建设的思考

综合前期已有的深隧二三级管网建设方案信息，为建设二三级管网需要开挖建设81个工作井。

2.项目背景

桃浦初期雨水调蓄工程场外管道概况

截流提标总管：1）管径Φ3000~Φ4500，总长度约9.1km，盾构施工；2）主管沿途设置16个盾构井（•）；3）沿途依次接纳真江东泵站、真光泵站、真西泵站、曹阳泵站、铜川泵站、交通南泵站、真南泵站以及真南北泵站等8个泵站初期雨水；

初期雨水截流支管：1）截流支管分别从泵站接出后沿现状道路接入总管；2）截流支管管径Φ2000~Φ2400,采用顶管施工；3）截流支管共计11个顶管井（），总长约4.0km。4）本工程作为上海市环保督察重点项目，工程推进工期节点压力巨大，必须于2024年底完成全线总管贯通。

工程实施难点

3.整体方案调整

4.急曲线技术调研

国外工程案例调研

日本的地下隧道多采用盾构法施工，由于土地限制等问题，施工中经常面临曲线施工。其中R60m以内的急曲线施工在1990~1994年占比达到40%左右，2010~2014年占比达到近70%。

国内外工程案例调研结论

通过国内外急曲线工程实例调研，中小直径的电缆隧道工程、排水工程等均有较多急曲线隧道的施工成功应用案例。

急曲线盾构机

• 与常规盾构相比，急曲线盾构机铰接系统采用更可靠的V型或X型球面铰接（铰接角度>10°，常规铰接密封可调节角度仅为2~3°）、可靠的仿形刀系统（超挖量0~250mm）。

急曲线管片结构

• 急曲线隧道管片大多采用小环宽大楔形量钢结构管片，同时管片外侧设置囊袋，部分急曲线段隧道对应的管片会有一定的缩径。脱出盾尾后通过管片注浆孔压注水泥浆，及时稳定隧道，为盾构推进提供反力。

急曲线隧道地层情况

一般情况下集曲线隧道在地层硬、土体自立性好的条件下无需进行预加固，但在软弱地层中盾构超挖容易引起隧道上方周边环境沉降，成型隧道管片为盾构推进不能提供充足的推进反力，故在软弱地层急曲线隧道施工时需对急曲线隧道段进行门式加固，进一步确保急曲线段的盾构掘进施工。

5.急曲线隧道施工技术

急曲线隧道技术应用难点分析

• 虽然急曲线隧道施工在国外已有较多的成功案例，施工技术也很成熟，但在上海软弱地层中面对深覆土、高水压的复杂情况下连续进行急曲线施工，在国内尚属首次。

• 参照国内外现有急曲线施工技术，并结合本土工程实际情况，急曲线隧道技术主要的难点在于四个方面：1）盾构机能否急转弯；2）隧道能否稳得住；3）地面沉降是否可控；4）测量技术是否到位；

6.侧接入流井施工技术

小直径超深竖井施工流程

竖井结构沉放

连接通道施工

《深层排水管道系统建设的实践与设想》

王祺 上海隧道工程有限公司

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