臨近運(yùn)營(yíng)航油管道地鐵深基坑施工技術(shù)

摘 要：以天津地鐵4號(hào)線地鐵深基坑工程為研究背景，結(jié)合本工程實(shí)例詳細(xì)介紹了在臨近運(yùn)營(yíng)航油管道的地鐵工程中，對(duì)深基坑的施工技術(shù)方案、航油管道的保護(hù)措施等多方面進(jìn)行研究和應(yīng)用，確保工程建設(shè)安全，為今后類似工程施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：臨近；運(yùn)營(yíng)航油管道；地鐵深基坑；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0136-02

1 引 言

近年來，我國(guó)城市軌道交通的建設(shè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，且多處于繁華鬧市區(qū)，基坑周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)復(fù)雜，特別是本工程地鐵車站距離運(yùn)營(yíng)中的航油管道的最小凈距只有7.33m，采用合理施工技術(shù)方案和保護(hù)措施確保深基坑工程的順利進(jìn)行在本工程中顯得尤為重要。

2 工程概況

本工程為新興村站、車輛段進(jìn)出段線明挖區(qū)間（至地面），共1站、1區(qū)間。其中新興村站位于東麗區(qū)新興村區(qū)域，津?yàn)I高速南側(cè)。新興村站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+TRD止水帷幕+內(nèi)支撐的支護(hù)方式，明挖順做法施工，基坑標(biāo)準(zhǔn)段寬19.7m，深12.2～14.0m，盾構(gòu)井段基坑深13.7～16.2m，車站建筑面積19717.99m2。

2.1 水文地質(zhì)概況

根據(jù)地勘報(bào)告顯示地基土層層順依次為雜填土、素填土、黏土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、黏土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土等，土層分布較穩(wěn)定。與本工程有直接聯(lián)系的地下水有淺層的潛水含水層和較深的賦存于⑧21、⑩21砂質(zhì)粉土、⑩22粉砂、{11}21砂質(zhì)粉土、{11}22粉砂、{11}41砂質(zhì)粉土、{11}42粉砂的承壓水含水層。

2.2 航油管道基本概況

航油管位于車站基坑北側(cè)，為DN200的鋼管，小里程端與基坑最小凈距7.33m（拉管施工），埋深約1.5～5.60m，其中車站起點(diǎn)里程至軸線8軸（長(zhǎng)約87.42m）埋深在4.2～5.6m，距離基坑處于0.7H基坑深度范圍內(nèi)（4～8軸）的埋深在4.5～5.6m；8～22軸航油管距離基坑處于1～2H基坑深度范圍埋深在1.53～2.2之間。平面位置關(guān)系如圖1。

3 施工重難點(diǎn)分析

（1）基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、降水及開挖勢(shì)必造成周邊土體及航油管道的沉降、變形，如何既保證基坑工程的順利進(jìn)行又控制航油管道的沉降及變形在允許范圍內(nèi)。

（2）本基坑長(zhǎng)度達(dá)465.222m，基坑面積達(dá)9378m2，屬于超長(zhǎng)、超大深基坑，如何較好的遵循基坑開挖的“時(shí)空效應(yīng)”顯得較為突出。

（3）航油管道的各項(xiàng)保護(hù)措施能否達(dá)到保護(hù)航油管道安全的目的。

4 主要的施工技術(shù)要點(diǎn)及管道保護(hù)措施

根據(jù)不同施工階段的施工內(nèi)容總結(jié)不同的施工技術(shù)要點(diǎn)及航油管道的保護(hù)措施。

4.1 施工前準(zhǔn)備

（1）做好圖紙會(huì)審、安全技術(shù)交底、場(chǎng)區(qū)情況、測(cè)量試驗(yàn)、材料機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)等前期技術(shù)準(zhǔn)備工作。

（2）在臨近DN200航油管的施工過程中，應(yīng)及時(shí)總結(jié)出土層的地質(zhì)條件，掌握TRD切割土體、鉆孔樁護(hù)壁泥漿配置參數(shù)等，并且通過實(shí)踐不斷進(jìn)行優(yōu)化。

（3）施工前與管線產(chǎn)權(quán)單位聯(lián)系，根據(jù)施工設(shè)計(jì)藍(lán)圖及管線物探成果圖，結(jié)合人工探挖的方式進(jìn)行航油管的探明，確定管線準(zhǔn)確位置及埋深，并標(biāo)記管線走向。

4.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

新興村站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用外側(cè)止水帷幕為600mm厚水泥土連續(xù)墻，內(nèi)側(cè)為？準(zhǔn)1000@1200的鉆孔灌注樁的綜合支護(hù)形式。

（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工序上先施作TRD，后施作鉆孔樁，TRD止水帷幕采用三步施工法，即先行切削、回撤切削、固化液注入攪拌成墻的施工方法。

（2）臨近航油管道段的TRD施工采取增加水泥摻量至25%，噴漿壓力控制在1MPa以內(nèi)，并適當(dāng)加快切削土體的時(shí)間，保證安全快速的通過航油管道段。

（3）TRD施工過程預(yù)留3組抗壓試件，并在28d成墻后進(jìn)行取芯檢測(cè)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B系數(shù)指標(biāo)，不達(dá)標(biāo)的注漿加固處理，土方開挖需等墻體qu≧0.8MPa后方進(jìn)行。

（4）鉆孔前進(jìn)行孔位測(cè)量復(fù)核，施工中按照鉛錘掉線控制鉆孔機(jī)械，保證成孔垂直度控制在1/150?；炷凉嘧⒈M量縮短時(shí)間并連續(xù)作業(yè)，在首批混凝土仍具有塑性的時(shí)間內(nèi)完成。

（5）航油管道5m范圍內(nèi)禁止機(jī)械作業(yè)，距航油管道的0.7倍基坑深度的施工區(qū)域重型機(jī)械作業(yè)，需鋪設(shè)2cm鋼板減小其對(duì)地面的荷載；因TRD主機(jī)較重，施工時(shí)必須安排在背離航油管道的一側(cè)進(jìn)行。

（6）圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中增加航油管道及基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)頻率，隨時(shí)掌握監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。

4.3 基坑降水及土方開挖施工

（1）施工前嚴(yán)格按照監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)及初始值的采集工作，確保監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的完整、準(zhǔn)確、及時(shí)。

（2）降水施工遵循“按需降水”，降水前進(jìn)行“試降水”和抽水試驗(yàn)?；娱_挖前首先進(jìn)行疏干預(yù)降水，水位降至開挖面絕對(duì)標(biāo)高以下至少1.0m后，方可進(jìn)行下一步土方開挖施工。

（3）基坑土方開挖應(yīng)遵循時(shí)空效應(yīng)，即“先深后淺、分級(jí)開挖、由上而下、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則，每段的開挖長(zhǎng)度控制在20m左右。

（4）基坑開挖過程中，通過水平位移監(jiān)測(cè)情況反應(yīng)TRD的變形趨勢(shì)，隨時(shí)調(diào)整支撐系統(tǒng)與挖土方式。堅(jiān)持探挖的原則，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏跡象立即進(jìn)行注漿處理。樁體測(cè)斜變形過大（控制值和變化速率）的適當(dāng)放緩開挖進(jìn)度，及時(shí)安裝支撐和增加鋼支撐的數(shù)量。

（5）鋼支撐安裝時(shí)間限制在8h以內(nèi)，保證鋼圍檁與鉆孔樁之間密貼，對(duì)存在的縫隙用混凝土或灌漿材料填充密實(shí)，保證支撐與圍檁、圍檁與支護(hù)間的密貼。

（6）基坑開挖嚴(yán)禁超挖和擾動(dòng)坑底土體，機(jī)械挖土應(yīng)預(yù)留200～300mm厚土層，由人工修整。基槽嚴(yán)禁被水浸泡、凍融等引起地基土擾動(dòng)等情況?；觾?nèi)有明水時(shí)，及時(shí)進(jìn)行抽排。

（7）標(biāo)準(zhǔn)段基坑地面超載不應(yīng)超過20kPa，盾構(gòu)工作井范圍內(nèi)地面超載不應(yīng)超過30kPa；特別是基坑距離航油管在0.7H開挖深度的范圍（4～8軸的北側(cè)區(qū)域）禁止堆放材料、土方及停放設(shè)備等。

4.4 航油管道及其周邊土體的施工監(jiān)測(cè)

航油管道的保護(hù)措施主要以間接保護(hù)為主，以施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)指導(dǎo)航油管道保護(hù)措施的落實(shí)。

4.4.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

臨近DN200航油管主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容：①管線周圍地表沉降監(jiān)測(cè)；②管線豎向沉降；③管線水平位移（土體深層水平位移）；④管線差異沉降。

4.4.2 監(jiān)測(cè)范圍

管線周邊地表沉降、地下管線豎向沉降及差異沉降監(jiān)測(cè)范圍是航油管與基坑凈距2倍基坑深度范圍。管線水平位移監(jiān)測(cè)范圍是航油管與基坑凈距0.7倍基坑深度范圍。

4.4.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

為了監(jiān)控施工時(shí)對(duì)周圍地表的影響程度和范圍，應(yīng)布置管線周圍地表沉降、地下管線豎向位移及差異沉降。

（1）航油管周邊土體地表沉降點(diǎn)直接采用？準(zhǔn)18mm螺紋鋼筋夯入原狀土1.5m以上，與間接監(jiān)測(cè)航油地表豎向位移點(diǎn)的間距為2或3m。沉降標(biāo)桿外側(cè)采用內(nèi)徑大于13cm的金屬套管保護(hù)。金屬套管頂部設(shè)置管蓋并安裝穩(wěn)固，螺紋鋼標(biāo)桿頂部應(yīng)在管蓋下10cm為宜。

（2）航油管線豎向位移及差異沉降的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，按照航油管與基坑的接近度不同對(duì)其進(jìn)行布點(diǎn)，布點(diǎn)間距為沿管線走向每10m（與基坑凈距小于0.7H開挖深度）、20m（1～2H開挖深度）一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間距是3m、2m、2m、3m，共計(jì)5的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。施工監(jiān)測(cè)主要以航油管上部地表的土體沉降來間接反應(yīng)航油管的豎向位移。

（3）航油管線水平位移以土體的深層位移來間接反應(yīng)。在1H基坑開挖深度且埋深大于5m的管線范圍靠近TRD止水帷幕墻的1m處，與管線測(cè)點(diǎn)相同斷面且距航油管線6m處設(shè)置一個(gè)土體水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（孔深為7m），共計(jì)5個(gè)測(cè)點(diǎn)。

按照設(shè)計(jì)圖紙，選取3～8軸距離基坑小于1H基坑深度監(jiān)測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)示例如圖2。

4.4.4 監(jiān)測(cè)頻率

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求及相關(guān)規(guī)范，針對(duì)不同的施工階段調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率，監(jiān)測(cè)頻率見表1。

4.4.5 控制值與預(yù)警值

根據(jù)設(shè)計(jì)文件和《城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50911-2013），各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的控制值與預(yù)警值見表2。

5 總 結(jié)

天津地鐵4號(hào)線南段工程土建施工第2合同段在臨近運(yùn)營(yíng)航油管道的新興村站基坑工程，根據(jù)不同施工階段的施工內(nèi)容總結(jié)不同的施工技術(shù)要點(diǎn)及航油管道的保護(hù)措施，基坑開挖過程中航油管道及基坑均處于安全可控的狀態(tài)，為以后類似工程施工提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]天津地鐵4號(hào)線南段工程土建施工第2合同段新興村站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì).

[2]天津地鐵4號(hào)線南段工程土建施工第2合同段新興村站二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源專項(xiàng)設(shè)計(jì).

[3]王云琪，徐鵬舉.深基坑開挖對(duì)周圍地下管線影響研究.低溫建筑技術(shù)，2015（2）.

收稿日期：2018-4-15