排水管道下穿天津地鐵線路施工項(xiàng)目管理措施

李金良 張會(huì)鑫

（天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司車輛中心，天津 300222）

一、工程概況

天津市雙林截流泵站進(jìn)水管道穿越地鐵1號(hào)線正線、試車線、出入段線等，共計(jì)6條線路。線路下方頂進(jìn)的進(jìn)水管道采用雙排DN2000玻璃鋼夾砂管外套DN2800鋼筋混凝土管道，管道中心線距地鐵軌道頂面11.5米，頂管上方地鐵線路為碎石道床普通線路，半徑為550m的曲線。頂管施工工作坑長12m、寬9m、深13.872m，距離地鐵線路中心線為18米。

因該工程將導(dǎo)致地鐵線路路基發(fā)生沉降，對(duì)天津地鐵平日正線的運(yùn)營及車輛段早晚發(fā)、收車造成影響，線路的突然沉降或施工中意外塌方將直接影響地鐵運(yùn)營的安全。針對(duì)此安全隱患，對(duì)軌道采取了加固保護(hù)，并對(duì)路基可能發(fā)生沉降區(qū)域采取定點(diǎn)監(jiān)測等措施來監(jiān)控和保持地鐵線路的安全。

二、頂管施工中的控制措施

1 工作基坑方面對(duì)線路的保護(hù)措施

工作基坑距離地鐵線路較近，如果基坑坍塌造成附近土壓力失衡或頂進(jìn)管道滲漏水等情況都可能導(dǎo)致線路路基塌方，本次施工對(duì)基坑采取了以下重點(diǎn)措施，以保證對(duì)線路的安全。

圖1 管道下穿工程平面圖

（1）在基坑進(jìn)出洞口位置5米范圍內(nèi)加打水泥攪拌樁，確保進(jìn)出洞口的龍門口不滲漏。

（2）龍門口采用止水套環(huán)防水，保證管線周圍水土不順管道外皮向龍門口滲漏。

（3）基坑內(nèi)-6.1米處增加一道鋼筋混凝土圈梁，采用對(duì)撐方式，確保頂進(jìn)施工時(shí)基坑穩(wěn)定性。

（4）基坑從第二道鋼筋混凝土圈梁至底板高度范圍內(nèi)基坑四周加打一圈鋼筋混凝土內(nèi)襯墻，墻厚600mm，墻高4.8米，以滿足雙排管道同時(shí)頂進(jìn)施工時(shí)后背力要求。

2 頂管頂進(jìn)時(shí)對(duì)線路的保護(hù)措施

管道頂進(jìn)過程中地鐵線路處于運(yùn)營狀態(tài)，為保證管道頂進(jìn)順利進(jìn)行和地鐵線路運(yùn)營安全，對(duì)以下工序進(jìn)行了嚴(yán)格控制。

（1）頂管采用泥水平衡法施工，根據(jù)土壓力及出泥情況，合理控制推進(jìn)速度，保證連續(xù)均衡施工。在線路正下方及附近地段，頂進(jìn)速度不宜過快，適當(dāng)放慢速度，減少保護(hù)線路下方受擾動(dòng)土體范圍，平衡處理出土量、頂進(jìn)速度、頂進(jìn)力三者關(guān)系。

（2）地鐵運(yùn)行時(shí)間為6點(diǎn)至22點(diǎn)，當(dāng)頂管機(jī)頭距離運(yùn)行軌道5米范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整頂進(jìn)速度，以確保在22點(diǎn)地鐵停止運(yùn)行之后至次日6點(diǎn)以前穿過運(yùn)行軌道。穿越線路完成后必須及時(shí)進(jìn)行泥漿置換。

（3）第一條管道穿越軌道完成后放慢頂進(jìn)速度，繼續(xù)觀察地鐵運(yùn)行時(shí)軌道變化，如果軌道沉降量滿足要求則進(jìn)行第二條管道頂進(jìn)施工，兩條管道同時(shí)頂進(jìn)施工時(shí)機(jī)頭前后距離最小保證30米，以滿足泥漿置換要求。

三、線路保護(hù)措施

1 對(duì)地鐵線路實(shí)施加固，確保其穩(wěn)定性

管道在頂進(jìn)過程中對(duì)周圍土體有一定擾動(dòng)，受土體本身重力及列車運(yùn)行傳遞下的沖擊力作用，地鐵線路路基將產(chǎn)生一定沉降。受地鐵運(yùn)營特點(diǎn)限制，運(yùn)營期間不能進(jìn)入線路進(jìn)行整修，所以對(duì)線路采取了加固措施。

由于頂進(jìn)管道距上方軌道距離較大，且線路路基已經(jīng)過加樁處理，所以本次加固措施采用3-5-3型扣軌，已增加軌道縱向剛性。鋼軌采用50kg/m軌，加固范圍全長50米。線路加固區(qū)間每隔1.2米加穿一根木枕，木枕與軌道用道釘連接，扣軌通過專用U型箍連接，加固范圍兩側(cè)各20米范圍內(nèi)每隔2.4米加裝一根軌距桿，以保證軌距。

2 對(duì)線路實(shí)時(shí)檢測，確保掌握其發(fā)展變化

地鐵運(yùn)營期間規(guī)定不允許進(jìn)入線路施工，為掌握地鐵運(yùn)營期間線路的沉降、變形情況，對(duì)線路的檢測過程全部采用了自動(dòng)檢測的方法，并著重對(duì)線路路基沉降進(jìn)行把控。

本次監(jiān)測方案由以下3部分組成：

首先是對(duì)線路路基沉降的監(jiān)測，采用了精度高、自動(dòng)化性能好的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)，在管線下穿線路位置兩側(cè)各10m范圍內(nèi)每隔5m布設(shè)一組監(jiān)測點(diǎn)，在監(jiān)測范圍內(nèi)其它部分每隔15m布設(shè)一組監(jiān)測點(diǎn)，共計(jì)22組監(jiān)測點(diǎn)，如圖1。

其次是對(duì)垂直線路方向與水平線路方向的位移監(jiān)測，采用徠卡TS30全站儀和配套的軟、硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道形變的監(jiān)測。

最后，為能夠進(jìn)一步掌握沉降情況，是對(duì)頂管范圍地下土體的分層監(jiān)測，采用智能數(shù)碼分層沉降計(jì)與靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道路基分層沉降的24小時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測，隨時(shí)掌握軌道路基的分層沉降數(shù)據(jù)。

四、過管期間地鐵應(yīng)急與線路檢修措施

由地鐵工務(wù)維修單位負(fù)責(zé)線路的應(yīng)急搶險(xiǎn)工作，并實(shí)施加密線路檢查與維修工作，主要管控方面如下：

1 在管線下穿線路位置，存放充足道砟，以備線路突發(fā)沉降時(shí)搶險(xiǎn)使用。

2 在頂管施工期間，為確保列車運(yùn)行安全，在此段線路限速25km/h運(yùn)行。

3 由于采用扣軌加固，軌道縱向剛性提高后，軌枕下方是否懸空無法通過靜態(tài)檢查發(fā)現(xiàn)，所以每日在運(yùn)營期間用添乘儀對(duì)該段區(qū)間線路進(jìn)行動(dòng)態(tài)添乘檢查，如條件允許，可以在停運(yùn)后運(yùn)用軌檢車進(jìn)行檢查。

4 每日運(yùn)營結(jié)束后結(jié)合動(dòng)態(tài)檢查情況對(duì)線路幾何尺寸進(jìn)行全面靜態(tài)檢查，適時(shí)對(duì)線路碎石道床進(jìn)行搗固等相應(yīng)調(diào)整。

5 每日對(duì)扣軌、軌距桿等加固設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)檢查與復(fù)緊。

6 在管道頂進(jìn)結(jié)束2個(gè)月后，經(jīng)檢測路基沉降達(dá)到基本穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)加固設(shè)備進(jìn)行了拆除。

五、線路路基沉降監(jiān)測情況及沉降規(guī)律

圖2 沉降數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

線路路基沉降監(jiān)測周期為施工開始至監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定結(jié)束，共歷時(shí)120天。從監(jiān)測結(jié)果分析（如圖2示），在施工過程中及后期線路運(yùn)營中發(fā)生了4次突降變化，4次沉降發(fā)生的時(shí)間分別為：第一次發(fā)在第1根管道穿越線路后；第二次發(fā)生在第2根管道穿越線路后；第3次發(fā)生在3月底氣溫回升，凍土融化階段；第4次沉降發(fā)生在一次較大降雨后。

從突降發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)分析，引起路基突降有以下原因：

前兩次突降是由于管道穿越線路時(shí)對(duì)路基擾動(dòng)最大，列車運(yùn)營中對(duì)路基沖擊，導(dǎo)致沉降，持續(xù)時(shí)間約6-8天，第一根管道造成路基沉降了7.9mm，累計(jì)沉降8.0mm，第二根管道造成路基沉降8.74，mm，累計(jì)沉降到達(dá)15.84mm；由于本次頂管施工是在冬季進(jìn)行，第三次突降發(fā)生在春季凍土開始融化過程中，產(chǎn)生較大沉降，路基沉降了1.65mm，累計(jì)沉降達(dá)到18.30mm; 第四次沉降發(fā)生在夏季來臨時(shí)，較大降雨導(dǎo)致，造成路基沉降了1.54mm，累計(jì)沉降為20.4mm，在經(jīng)歷第一次較大降雨后，沉降基本趨于穩(wěn)定。

六、結(jié)論

在地鐵運(yùn)營線的下穿施工，對(duì)地鐵線路的穩(wěn)定性及線路尺寸變化影響較大，控制不到位，很容易影響到正常的行車運(yùn)營，甚至是事故發(fā)生，建議下穿地鐵線路施工從以下措施進(jìn)行管理：

1 從本次進(jìn)水管道穿越地鐵線路工程可以看出，線路下方頂管施工將造成路基較大沉降，且伴隨突降發(fā)生，必須高度重視。

2 為確保地鐵的安全運(yùn)營，對(duì)頂管施工各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)需嚴(yán)格執(zhí)行到位，要結(jié)合沉降數(shù)據(jù)的變化控制頂管施工的進(jìn)度與速度，以確保影響降到最低。

3 對(duì)線路的加固與監(jiān)測是必不可少的安全保障措施，對(duì)鋼軌本體增大剛性，并隨時(shí)掌握線路情況的變化，必要時(shí)，可以進(jìn)施工周圍土體進(jìn)行注漿加固，但工程費(fèi)用較大。

4 運(yùn)營線路的維護(hù)需要及時(shí)跟進(jìn)。雖然采取相應(yīng)的措施，但是實(shí)際施工過程中，頂管施工給線路的沉降變化最終累計(jì)達(dá)到20.4mm，變化較大，特別是每次的突降變化達(dá)到8.74mm。故當(dāng)晚的線路檢查與碎石道床線路的及時(shí)搗固，對(duì)于保持線路質(zhì)量與穩(wěn)定，帶來決定性作用，才能夠保證線路幾何尺寸符合線路維修標(biāo)準(zhǔn)，確保地鐵的正常運(yùn)營。

[1]淺析市政給排水管道工程施工風(fēng)險(xiǎn)與管理措施[J].城市建設(shè)理論研究.