超大市政管線跨地鐵基坑的保護(hù)方案

TANG Hua-lian,PENG Rui,XU Xiao-jun,HAN Zhong,ZHENG Neng

（中建三局基礎(chǔ)設(shè)施公司，湖北 武漢 430064）

1 工程概況

湖北省武漢市軌道交通27號線一期工程譚鑫培公園站為地下兩層島式車站，外包總長624m，標(biāo)準(zhǔn)段總寬22.3m；總建筑面積40 364m2，其中主體面積28 617m2，附屬結(jié)構(gòu)面積11 747m2；包含11個出入口，4組風(fēng)亭，2個緊急疏散口等。

本車站埋深17.5m，頂板埋深2.7～3.5m。采用鋼筋混凝土地下二層雙跨矩形框架結(jié)構(gòu)，車站標(biāo)準(zhǔn)段框架柱距一般為縱向8.5m。車站采用臺階式明挖法，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用鉆孔灌注樁+3道內(nèi)支撐系統(tǒng)，一道800mm×800mm鋼筋混凝土支撐+兩道?609mm（t=16mm）鋼管支撐。

為保證車站主體施工，在無路徑可遷改的基礎(chǔ)上，將既有的?2 000mm原泄洪混凝土雨水管變更為3根?1 420mm的球墨鑄鐵管（圖1），接頭采用承插式接頭，跨基坑設(shè)置。

圖1 3根跨基坑雨水管平面布置圖

2 跨基坑雨水管保護(hù)體系設(shè)計(jì)

2.1 方案比選

對跨基坑市政管線的保護(hù)措施通常有以下兩種：懸吊保護(hù)和貝雷架+型鋼保護(hù)。針對這兩種保護(hù)措施，項(xiàng)目部做了方案對比（表1），選擇最優(yōu)方案。

表1 管線保護(hù)方案比選表

雨水管跨基坑，主要考慮雨水管的安全。只有保證雨水管安全，才能保證基坑的施工安全。因此，為了安全起見，本工程雨水管跨地鐵基坑的保護(hù)方案選用貝雷架+型鋼保護(hù)，具體見圖2～圖4。

2.2 雨水管保護(hù)設(shè)計(jì)

將雨水管跨基坑處的冠梁標(biāo)高降至管頂以下0.2～0.3m處（標(biāo)高為17.5m），冠梁上澆筑C30素混凝土至雨水管底（貝雷架底），作為雨水管及貝雷架的基礎(chǔ)。貝雷架上安裝由HW250×175×7×11加工的U型結(jié)構(gòu)，置于管底。雨水管的荷載傳至U型結(jié)構(gòu)，再通過U型結(jié)構(gòu)傳至貝雷架，再通過貝雷架將荷載傳至冠梁及圍護(hù)樁。

圖2 跨基坑雨水管端頭剖面圖

圖3 雨水管保護(hù)橫剖圖

圖4 H型鋼U型結(jié)構(gòu)加工節(jié)點(diǎn)大樣圖

2.3 保護(hù)加強(qiáng)設(shè)計(jì)

施工過程中，為防止貝雷架+型鋼方案失效時也能保證雨水管安全，經(jīng)業(yè)主要求對跨基坑雨水管采取加強(qiáng)設(shè)計(jì)，每條跨基坑雨水管采用3排加強(qiáng)型貝雷架并布置5t×9m的手提葫蘆進(jìn)行懸吊處理，間距2m；貝雷架兩端支撐于冠梁上，貝雷架之間通過設(shè)置900型豎向支撐架連接成整體。加強(qiáng)保護(hù)后任一方案失效后另一套保護(hù)體系可發(fā)揮作用確保雨水管不受影響以及基坑施工安全，加強(qiáng)保護(hù)具體布置圖如圖5所示。

圖5 雨水管加強(qiáng)保護(hù)設(shè)計(jì)圖

3 跨基坑雨水管保護(hù)施工技術(shù)

3.1 貝雷架安裝

每榀貝雷架在場內(nèi)拼裝成整體后吊裝至水管兩側(cè)的基座上。貝雷片間采用銷軸連接，兩排貝雷片間通過豎向支撐架連接，貝雷片與加強(qiáng)弦桿通過弦桿螺栓連接，HW250×175×7×11型鋼與貝雷片焊接連接，具體布置圖如圖6所示。

圖6 雙排加強(qiáng)型貝雷架結(jié)構(gòu)圖

3.2 雨水管安裝

雨水管采用?1 420mm的球墨鑄鐵管，壁厚22mm，接頭采用承插式接頭。雨水管安裝時逆水流方向安裝，先安裝低水位水管，插口向下游，承口向上游，可以方便接頭的連接。雨水管安裝時采用50t起重機(jī)配合。水管承插就位后放松鋼絲繩，復(fù)核并調(diào)節(jié)管節(jié)高程和中心線，直至滿足要求。

3.3 加強(qiáng)設(shè)計(jì)貝雷架安裝

加強(qiáng)設(shè)計(jì)貝雷架同樣采用場內(nèi)拼裝，整體吊裝的方法，兩端支撐于冠梁上。懸吊方案采用3排加強(qiáng)型貝雷架，貝雷片間采用銷軸連接，貝雷片兩兩之間通過豎向支撐架連接，貝雷片與加強(qiáng)弦桿通過弦桿螺栓連接，布置圖如圖7所示。

圖7 3排加強(qiáng)型貝雷架結(jié)構(gòu)圖

3.4 手提葫蘆安裝

懸吊雨水管的手拉葫蘆采用5t×9m規(guī)格，每節(jié)雨水管（6m長）需均勻布置4套手拉葫蘆，間距2m，水管接口兩側(cè)各布置1套，手拉葫蘆拉緊至剛好繃緊狀態(tài)，可與貝雷架支撐方案共同發(fā)揮作用。

3.5 沉降監(jiān)測

為保證施工安全，對跨基坑雨水管進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測頻率為1次/天，如發(fā)生異常則加密監(jiān)測。跨基坑雨水管監(jiān)測項(xiàng)目有周邊地表沉降、圍護(hù)樁水平位移、雨水管沉降、測斜等。其中沉降監(jiān)測采用在管節(jié)上安裝測點(diǎn)的方法監(jiān)測，每節(jié)管在1/3、2/3處布置2個測點(diǎn)，通過每天量測測點(diǎn)高程變化確定雨水管沉降值。目前雨水管累計(jì)最大沉降值為4.82mm，在允許變形值30mm內(nèi)，處于安全可控狀態(tài)。

4 基坑施工過程中注意事項(xiàng)

土方及主體施工過程中需注意避免對雨水管產(chǎn)生擾動，主要應(yīng)注意如下事項(xiàng)。

1）土方開挖過程中嚴(yán)禁挖機(jī)觸碰到貝雷架，防止對承插接口產(chǎn)生擾動。

2）貝雷架上不得堆放任何施工材料，防止貝雷架下?lián)蠌亩鴮?dǎo)致水管變形。

3）雨水管附近吊裝材料時必須有專職指揮人員，吊鉤應(yīng)緩慢下放不得擺動，防止碰撞貝雷架。

4）土方開挖后對雨水管沉降及其它監(jiān)測項(xiàng)目每天監(jiān)測，及時了解變化情況，達(dá)到預(yù)警值時及時采取措施。

5 結(jié) 語

該雨水管保護(hù)體系于2016年2月完成施工，雨水管正常排水至今未發(fā)生異常情況，監(jiān)測結(jié)果表明各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，工程實(shí)踐證明該貝雷架+型鋼及貝雷架+手拉葫蘆懸吊組合方案設(shè)計(jì)及施工在技術(shù)上可行，在結(jié)構(gòu)受力性能上安全可靠，在經(jīng)濟(jì)上合理。

隨著我國地鐵領(lǐng)域的快速發(fā)展，對跨越基坑的管線保護(hù)安全及質(zhì)量要求逐步提高，采用貝雷架+型鋼支撐及貝雷架+手拉葫蘆懸吊的組合方案對基坑施工影響較小，施工方便周期短，并且結(jié)構(gòu)形式簡單，受力明確，管道穩(wěn)定性好不易晃動，結(jié)構(gòu)整體安全性好。該保護(hù)方案的成功應(yīng)用為后續(xù)類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)，并在設(shè)計(jì)與施工技術(shù)上具有借鑒作用。

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