某地鐵車站深基坑開挖對(duì)臨近管線的影響分析

曾金國

中交一公局廈門工程有限公司

某地鐵車站深基坑開挖對(duì)臨近管線的影響分析

曾金國

中交一公局廈門工程有限公司

當(dāng)前，在地鐵工程的施工過程中，由于其所處位置的特殊性，周圍會(huì)存在大量的建筑物，所以就容易對(duì)鄰近管線產(chǎn)生一些不利的影響，從而造成很大的損失。在地下管線當(dāng)中，由于基坑所處的空間位置不相同，所以所造成的破壞與變形程度也不一樣。因此，為了能夠及時(shí)的對(duì)基坑開挖過程中的管線變形情況進(jìn)行監(jiān)測，應(yīng)當(dāng)布置合理的監(jiān)控措施，從而將管線受到的基坑開挖影響降低。基于此，文章就某地鐵車站深基坑開挖對(duì)臨近管線的影響進(jìn)行簡要的分析，希望可以提供一個(gè)有效的借鑒。

某地鐵車站；深基坑開挖；臨近管線；影響

1 深基坑開挖對(duì)周圍建筑物的影響

一般情況下，地鐵深基坑都處于建筑比較密集的地方，甚至有些地方有重要的文化遺產(chǎn)以及建筑物，所以，就需要對(duì)基坑周圍的建筑施工所受到的影響加以關(guān)注。當(dāng)前，在我國的研究領(lǐng)域中，建筑物的變形觀測依然還不是很完善，還有很大的研究空間。為了能夠?qū)ψ匀毁Y源充分的利用，從而更好的造福人民，當(dāng)前有很多建筑都得到了建設(shè)，尤其是在高大的建筑物當(dāng)中，對(duì)地下空間的開發(fā)力度也逐漸增加，使得許多精密的機(jī)械設(shè)備得到了應(yīng)用。但是，在建筑物的施工以及運(yùn)行過程中，由于受到各方面因素的影響，從而使得變形問題的出現(xiàn)。如果變形是在合理的范圍之內(nèi)的話，那就是正常現(xiàn)象，而一旦變形超過了規(guī)定的范圍，就會(huì)對(duì)建筑物的正常使用產(chǎn)生影響，嚴(yán)重情況下還會(huì)對(duì)建筑物的安全產(chǎn)生很大的影響。所以，在地鐵基坑的施工過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)周圍建筑物的變形問題進(jìn)行監(jiān)測，從而對(duì)變形問題及時(shí)的掌握。

在對(duì)建筑物的變形問題進(jìn)行觀測的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行仔細(xì)的分析。一般情況下，在建筑工程中，導(dǎo)致變形問題的出現(xiàn)原因主要有兩個(gè)方面，即就是：自然條件的變化以及建筑物本身的原因。在自然條件中，包括了水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及大氣溫度等方面；而與建筑物本身相聯(lián)系的原因，即就是建筑物自身的結(jié)構(gòu)、荷重以及形式等方面的原因。

2 工程概況

2.1 工程簡介

在某地鐵站的建設(shè)過程中，由于該路段的交通比較繁忙，車流量較大，經(jīng)過研究之后覺得采用半鋪蓋法的方式來進(jìn)行施工。在地鐵站的東側(cè)為某家屬院，西側(cè)則是飯店與寫字樓。

2.2 管線分布情況

在該車站的地下施工中，涉及到的管線主要有電信光纜、排水管、路燈管線等總共有16種，其中大多數(shù)管線是呈南北方向的走向。

3 管線豎向位移的監(jiān)測分析

3.1 管線豎向位移隨基坑開挖深的變化分析

在基坑開挖的過程中，容易對(duì)周圍的管線產(chǎn)生豎向上的位移，而對(duì)豎向位移的分析會(huì)涉及到管線、土體以及基坑之間的相互關(guān)系。在該基坑的施工過程中，在基坑的兩邊都埋設(shè)有管徑、材料相同的上水管線。

（1）對(duì)豎向位移的時(shí)間發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，在基坑開挖深度不斷加大以及開挖范圍不斷加大的過程中，在上水管線上，每一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)在豎向位移上會(huì)不斷的增加，，其增加幅度的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在基坑開挖的增加值會(huì)隨著基坑開挖的范圍與深度的增加而增加。

（2）對(duì)所有的監(jiān)測點(diǎn)的測值變化趨勢進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，在基坑開挖之初一直到開挖的中途，在豎向位移上的測點(diǎn)的變化都比較平坦，但是從中途開始，在豎向位移上的這些測點(diǎn)的增速加快。依據(jù)基坑開挖的進(jìn)度，對(duì)上述測點(diǎn)值的變化規(guī)律以及基坑開挖進(jìn)程進(jìn)行綜合考慮可以發(fā)現(xiàn)，在基坑開挖范圍不斷擴(kuò)大的同時(shí)，基坑周圍的管線所受到的影響也逐漸明顯，特別是在基坑開挖的后期，隨著開挖面的變大，使得周圍管線的位移增速也變得更加明顯。

3.2 不同管線豎向位移對(duì)比分析

（1）站在管材與管徑的影響角度上來看：在基坑開挖的每一個(gè)階段當(dāng)中，在上水管線監(jiān)測點(diǎn)中，標(biāo)準(zhǔn)豎向位移值都要比相近位置處雨水管線測點(diǎn)的位移值要小，在煤氣管線測點(diǎn)的位移值比較相近的位置，雨水管線測點(diǎn)位移值相近。對(duì)綜合管線的變化規(guī)律進(jìn)行分析，表面管線所受到管徑在豎向上的位移影響比較大，但是管材所受到的影響比較小，管徑的參數(shù)越大，出現(xiàn)的管線在豎向位移上就越大。如果在管線材料不一樣，但是管徑卻相差不是很大的情況下，兩管線在豎向位移上的差值也不是很大。

（2）站在與基坑端部之間的距離來看，可以發(fā)現(xiàn)的是：從基坑的北端頭到中部，在同一管線上，豎向位移上的測點(diǎn)在不斷的減小，處于基坑中部的測點(diǎn)所產(chǎn)生的位移最小。這種結(jié)果就說明在狹長型基坑當(dāng)中，初始開挖端部范圍內(nèi)管線的豎向位移值最大，在基坑中部范圍內(nèi)管線的位移值相對(duì)是最小的。

4 管線遷改措施

4.1 管線遷改原則

首先，在對(duì)主要管線進(jìn)行改遷的過程中，應(yīng)當(dāng)保證盡可能的短，還應(yīng)當(dāng)盡量的避讓，在原則上不能夠永久不臨時(shí)，能臨時(shí)則不能懸吊，在保證改遷路線完成之后，才能夠?qū)υ械墓芫€進(jìn)行拆除。

其次，一般情況下，應(yīng)當(dāng)對(duì)沿著基坑縱向布設(shè)的管線進(jìn)行改遷，與車站基坑方向互相垂直的管線，在原則上對(duì)磚砌材質(zhì)以及混凝土的材質(zhì)管線進(jìn)行改遷，而對(duì)于電信管或者是抗變形能力較強(qiáng)的柔性材質(zhì)管線，可以采取懸吊的保護(hù)措施。

最后，應(yīng)當(dāng)以地下主體工程的周圍環(huán)境以及施工順序?qū)艿赖母倪w方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，在遷改的過程中盡量保證一次到位，避免多次改遷的情況出現(xiàn)。在采用改遷措施的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循合理、安全、經(jīng)濟(jì)、使用的原則，從而保證地下管線在基坑施工期間的安全性。

4.2 管線遷改措施

對(duì)于在施工過程中受到影響的管線，應(yīng)當(dāng)依據(jù)市政相關(guān)部門所制定的要求來進(jìn)行改遷，可以采用改遷、懸吊以及拆除等措施。

(1)懸吊保護(hù)方案。在對(duì)管線進(jìn)行懸吊之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)管線的外部保護(hù)加以重視，以免出現(xiàn)老化或者是受凍的情況。在懸吊結(jié)構(gòu)的選擇過程中，應(yīng)當(dāng)保證支墩的穩(wěn)定可靠、堅(jiān)實(shí)，在懸吊吊架中，應(yīng)當(dāng)保證吊桿的均勻受力，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)管道原有的坡度加以保證。如果懸吊管線要跨越基坑的話，應(yīng)當(dāng)在管道的兩端伸入基坑外邊緣距離不小于1.5m，在懸吊管線的周邊應(yīng)當(dāng)保證支護(hù)的作用。

(2)永久改遷和臨時(shí)改遷保護(hù)方案。所謂的永久改遷，指的是在對(duì)管線改遷的過程中一次到位，而臨時(shí)改遷則是在等地鐵施工完成之后再將其恢復(fù)成原有的位置。采用這兩種施工方案，都是將在施工中有沖突的管線進(jìn)行改到，從而保證其能夠在施工圍擋的范圍之外。在改遷的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)各個(gè)管線以及管線與建筑物之間的凈距加以合理的控制。在改遷的過程中，要想將管線抵抗變形的能力與剛度提高，應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)有的管線材料進(jìn)行更換，對(duì)接頭進(jìn)行更換，兵器也可以采用伸縮節(jié)的方法。如果在排水或者是積水管道中，由于錯(cuò)動(dòng)較大并有接頭漏水的情況出現(xiàn)的時(shí)候，可以先將管道進(jìn)行調(diào)直，然后再使用快干的水泥或者是聚氨酯對(duì)接頭部位進(jìn)行封堵，一直到漏水問題的通知再對(duì)其進(jìn)行處理。在拐彎的地方，還應(yīng)當(dāng)對(duì)其重新的固定。如果在天然氣管道中有破損問題的出現(xiàn)，可以使用管箍對(duì)其先做好包裹處理，然后對(duì)即將要脫落的接頭進(jìn)行恢復(fù)并且在管道的口上用密封膠帶進(jìn)行纏繞。在對(duì)相關(guān)問題處理完成并且對(duì)原因進(jìn)行查明之后再對(duì)管道進(jìn)行復(fù)位。

5 施工過程中控制基坑變形

首先，在施工的過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循已經(jīng)制定好的施工方案，在基坑開挖過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)卸荷強(qiáng)度與挖土步距來進(jìn)行開挖，并且需要通過設(shè)計(jì)復(fù)核，通過這樣的方式度施工的卸荷強(qiáng)度與設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行分析，從而對(duì)周圍土體的變形以及基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的控制。

其次，在施工過程中對(duì)每一道工序都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，在基坑挖土的過程中，達(dá)到了施工要求的工作面之后，再進(jìn)行后續(xù)的工作，避免土體長時(shí)間暴露在卸荷狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)盡快對(duì)相關(guān)地下室結(jié)構(gòu)體的施工與支撐結(jié)構(gòu)施工加以完成。

第三，在對(duì)地下室結(jié)構(gòu)以及基坑開挖的施工過程中，可以采用信息化的方式對(duì)施工加以管理，對(duì)基坑開挖過程中出現(xiàn)的變形問題及時(shí)的監(jiān)測，對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)或者是異常情況應(yīng)當(dāng)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)后續(xù)技術(shù)措施的選用以及方案的調(diào)整，從而將工程所造成的影響以及風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

最后，在地下室結(jié)構(gòu)以及基坑開挖的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)基坑周圍的不合理堆載加以嚴(yán)格的控制，以免在基坑的周圍出現(xiàn)堆載過大從而造成基坑的附加變形問題出現(xiàn)，對(duì)基坑周圍造成一定的安全隱患問題。

6 結(jié)論

在城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過程中，地下管線是重要的組成部分之一，沒有管線就不能夠保證城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，在地鐵施工的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)地下管線的安全加以充分的保證。由于地下管線自身的特性，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)具體管線的特點(diǎn)采用不同的方法對(duì)管線加以控制。除此之外，由于管線之間的剛度與接口形式不一樣，所以它們的變形機(jī)理也是不一樣的。因此，在實(shí)際的施工過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)各方面的因素綜合的考慮，從而選擇合理的措施，降低基坑對(duì)周圍管線所產(chǎn)生的影響。

[1]劉雪珠,顧蒙娜,吳祥祖,黃新強(qiáng).地鐵深基坑施工對(duì)臨近地下管線影響的監(jiān)測分析[A].全國建筑工程勘察科技情報(bào)網(wǎng)、內(nèi)蒙古自治區(qū)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)巖土分會(huì)、全國建筑工程勘察科技情報(bào)網(wǎng)華北情報(bào)站、中國建筑學(xué)會(huì)工程勘察分會(huì).2014全國工程勘察學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C].全國建筑工程勘察科技情報(bào)網(wǎng)、內(nèi)蒙古自治區(qū)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)巖土分會(huì)、全國建筑工程勘察科技情報(bào)網(wǎng)華北情報(bào)站、中國建筑學(xué)會(huì)工程勘察分會(huì),2014:6.