混凝土支撐在市政管線改遷中的應(yīng)用

張?zhí)煲?，?科，楊 波

(無錫地鐵集團(tuán)有限公司建設(shè)分公司，江蘇無錫 214000)

車站一般設(shè)在人流量大的鬧市區(qū)，周圍房屋密布，道路上管線錯(cuò)綜復(fù)雜，而車站占地面積較大，通常還設(shè)有多個(gè)出入口，因此管線遷改和保護(hù)工作異常棘手。管線改遷是城市軌道交通建設(shè)中相對(duì)于地面征地拆遷的另一難題，錯(cuò)綜復(fù)雜的地下管線給城軌建設(shè)帶來了巨大困難[1]；軌道交通與給水、排水、電力、燃?xì)?、熱力、通信、有線電視等市政管線共同使用著城市地下空間，管線的處理得當(dāng)與否往往影響著工程進(jìn)展、施工費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也影響著這座城市的正常運(yùn)行，如何處理二者之間的關(guān)系顯得尤為重要。

現(xiàn)在地鐵施工附近管線改遷分為臨時(shí)改遷和永久性改遷，改遷包括原位保護(hù)、懸吊保護(hù)、隔離防護(hù)、加固、移位等。地鐵建設(shè)屬于深基坑工程，支撐體系中第一道支撐大部分采用鋼筋混凝土支撐來增加基坑的穩(wěn)定，而位于最上方的混凝土支撐除了增加基坑穩(wěn)定和作為施工便道外，人們往往忽略了它的另一個(gè)重要的價(jià)值，在遇到橫跨地鐵基坑的管線時(shí)，由于地鐵施工的特點(diǎn)等因素決定，管線采用遷改等其他管線改遷方法比較困難，這時(shí)候就可以利用現(xiàn)有的混凝土支撐來保護(hù)，根據(jù)管線自身特點(diǎn)，將混凝土支撐施工成管線臨時(shí)安全通道，這樣地鐵施工時(shí)對(duì)管線影響降到最低。

1 市政管線改遷

1.1 市政管線改遷特點(diǎn)

管線改遷是地鐵建設(shè)中相對(duì)于地面征地拆遷的另一重要方面，但常易被人忽視。地鐵建設(shè)的管線改遷具有以下特點(diǎn)[2]：

(1)平面點(diǎn)多面廣。沿地鐵線路各工點(diǎn)均可能碰到管線，改遷范圍廣。

(2)專業(yè)種類齊全，產(chǎn)權(quán)單位眾多。凡是城市生活所必需的各類管線地鐵建設(shè)均會(huì)觸及，需對(duì)其改遷。

(3)管線改遷社會(huì)牽涉面廣、制約因素多、協(xié)調(diào)工作量大。管線改遷與眾多單位或?qū)I(yè)有關(guān)，形成眾多接口，互相影響。管線改遷屬改造工程，其復(fù)雜性遠(yuǎn)高于新建項(xiàng)目。

(4)時(shí)間跨度長(zhǎng)。管線改遷貫穿地鐵建設(shè)始終，分為若干階段，包括主體施工階段、附屬施工階段、管線恢復(fù)階段等，從地鐵全線來看，管線改遷的時(shí)間跨度會(huì)達(dá)4～5 a之久。

(5)地形環(huán)境復(fù)雜、限制條件多樣。地鐵在城市建成區(qū)建設(shè)時(shí)，其周邊建筑密集，管線設(shè)施眾多，道路狹窄，可供管線改遷的空間狹??；在新開發(fā)區(qū)建設(shè)時(shí)，往往地形、地質(zhì)情況又不穩(wěn)定，且工點(diǎn)呈線形延伸，跨域大，每個(gè)工點(diǎn)的情況都不一樣。

(6)埋地敷設(shè)，缺乏直觀性。許多地下資料因年久缺失、物探困難，直接影響了管線改遷方案的正確性。

1.2 燃?xì)夤芫€改遷原則

在地鐵施工之前，燃?xì)夤艿兰捌渌姓艿谰谶\(yùn)行中，為了使地鐵施工順利有序地進(jìn)行，盡量減少對(duì)現(xiàn)有道路交通的影響，地鐵圍擋施工之前應(yīng)進(jìn)行交通疏解和管道遷改或保護(hù)。根據(jù)現(xiàn)有管道的勘探資料，凡在施工圍擋之內(nèi)的燃?xì)夤艿涝瓌t上均應(yīng)進(jìn)行遷改或保護(hù)，一般原則如下[3]：

(1)開挖范圍內(nèi)的現(xiàn)有燃?xì)夤艿缿?yīng)全部廢除，在開挖范圍外周邊新建燃?xì)夤艿?，以保證管網(wǎng)供氣。

(2)在施工圍擋范圍之內(nèi)，但不在開挖范圍之中的燃?xì)夤艿?，?yīng)進(jìn)行必要的管溝保護(hù)。

(3)設(shè)計(jì)遷改中盡量一次到位，避免不必要的重復(fù)返工。

(4)遷改或保護(hù)后的燃?xì)夤艿缿?yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

2 混凝土支撐在管線改遷中的應(yīng)用

2.1 工程概況

永樂東路站為無錫地鐵3號(hào)線一期工程的第11座車站，位于長(zhǎng)江北路東側(cè)，與永樂東路斜交。車站為地下二層島式車站，車站長(zhǎng)度208.2 m，標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)寬18.5 m，埋深約16.3 m，車站頂板覆土約3 m。車站采用明挖順做法施工，豎向設(shè)1道混凝土支撐+3道鋼支撐+1道換撐。本站共設(shè)2個(gè)出入口和2組風(fēng)亭(1號(hào)出入口、Ⅰ號(hào)風(fēng)亭與主體合建、4號(hào)出入口及Ⅱ號(hào)風(fēng)亭)。

站內(nèi)主要管線有：基坑北側(cè)DN219燃?xì)夤堋N800雨水管，距離基坑最近處僅3.1 m，最遠(yuǎn)處7.0 m，基坑北側(cè)的DN400污水管，距離車站最近處5.4 m，最遠(yuǎn)處10 m，另外，橫跨基坑的DN219高壓燃?xì)夤?、DN 1000雨水管、DN600污水管、DN500給水管可利用車站主體第一道混凝土支撐臨時(shí)跨基坑安置保護(hù)。永樂東路站部分管線改遷圖見圖 1。

圖1 永樂東路站部分管線改遷

2.2 改遷方案的提出

如橫跨基坑的DN219高壓燃?xì)夤転閴毫埽捎跉怏w具有易燃易爆的危險(xiǎn)性，雖然在平面、高程上可以調(diào)整，但在敷設(shè)時(shí)盡量做到平直、少?gòu)澢p少?gòu)濐^。開挖范圍內(nèi)的燃?xì)夤苋繌U除，在開挖范圍周邊新建燃?xì)夤艿酪员ＷC用戶用氣。燃?xì)夤芫€嚴(yán)禁懸吊，需埋地敷設(shè)，而DN219高壓燃?xì)夤軝M跨基坑，車站長(zhǎng)度208.2 m，基坑標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)寬18.5 m，如果將橫跨車站的管線沿車站圍護(hù)外圍改遷則導(dǎo)致施工難度大、成本高且對(duì)周邊環(huán)境影響大，因此在無遷改路由時(shí)，可采取原位保護(hù)措施，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可知，第一道混凝土支撐施工完成后進(jìn)行基坑開挖，后續(xù)施工時(shí)這道混凝土支撐除了起到支撐基坑穩(wěn)定作用，其他作用基本沒有，而后續(xù)施工時(shí)對(duì)第一道混凝土支撐影響小，混凝土支撐自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且橫跨基坑，這時(shí)就可以利用第一道混凝土做成管線臨時(shí)安全通道，將管線遷改進(jìn)臨時(shí)安全通道內(nèi)，這是非常安全有效的方法，在地鐵施工正常進(jìn)行同時(shí)確保了管線的正常使用。

2.3 主要施工方法

管錢改遷流程圖 2所示。

圖2 管線改遷流程

(1)施工準(zhǔn)備階段，按照管線資料，會(huì)同監(jiān)理工程師及相關(guān)單位一起調(diào)查和復(fù)核周圍地下管線的情況，查明管線類型、規(guī)格、走向、埋深，并征得有關(guān)部門或單位確認(rèn)，要時(shí)可采用開挖樣洞或采用物探技術(shù)進(jìn)行調(diào)查，請(qǐng)地下管線的管理單位監(jiān)護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交底，查明管線的確切位置，做好記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)與業(yè)主所提供的地下管線現(xiàn)狀圖不符的管線，及時(shí)報(bào)告有關(guān)單位，并請(qǐng)其進(jìn)行復(fù)核。

管線平面位置、埋深全部調(diào)查清楚后，用3 cm寬黃漆將管線類型、輪廓、走向等在地面繪出，地面用射釘在地面安裝管線保護(hù)牌，周邊懸掛管線信息牌，同時(shí)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)管理人員及民工進(jìn)行管線信息說明教育，確保人人知曉管線位置、類型、走向，為管線保護(hù)做好宣傳和警示工作。

如永樂東路站DN219燃?xì)夤芫€處于基坑正中央，南北走向，橫跨基坑，埋深1.67 m。

(2)永樂東路站標(biāo)準(zhǔn)段第一道混凝土支撐截面尺寸800 mm×1 000 mm，相鄰2個(gè)混凝土支撐中心間距為9 000 mm。為了利用支撐保護(hù)管線，提前制定管線改遷方案，在混凝土支撐施工前，確定管線路線處混凝土支撐的位置。然后根據(jù)管線的特點(diǎn)，增大管線路線附近2根第一道混凝土支撐的截面積，做成異形混凝土支撐，使管線改遷施工時(shí)便利、成本小且對(duì)周邊環(huán)境影響小。如在榭雨街管線路線處的異形混凝土支撐截面尺寸變更為800 mm×1 800 mm，相鄰混凝土支撐中心間距變更為6 000 mm。以異形混凝土支撐為主要承重結(jié)構(gòu)，在2個(gè)異形混凝土支撐中間再施工臨時(shí)底板和蓋板，構(gòu)成臨時(shí)安全通道，將管線遷改進(jìn)安全通道內(nèi)，避免了施工時(shí)對(duì)管線產(chǎn)生影響，見圖 3。

(3)先開挖并施做冠梁，第一道混凝土支撐，在相鄰2道混凝土支撐底部施工300 mm厚的底板和300 mm厚頂板，頂板處需開檢查口。臨時(shí)通道凈空寬5 200 mm、高1 200 mm，橫跨基坑。

(4)將臨時(shí)安置的管線改遷鋪設(shè)至安全通道內(nèi)。新建燃?xì)夤艿啦捎镁垡蚁┤細(xì)夤?，與現(xiàn)狀鋼管采用鋼塑過渡接駁。通道內(nèi)采用C20素混凝土填實(shí)，燃?xì)夤車?yán)禁暴露在空氣中。在管道位置需要做好警示標(biāo)牌。如燃?xì)夤芡ǖ牢恢?，在管道的正上方平整的敷設(shè)警示帶，距離管頂?shù)木嚯x宜為30～50 cm，但不得敷設(shè)于路基和路面內(nèi)。

2.4 地燃?xì)夤鼙Ｗo(hù)措施

(1)為控制燃?xì)夤艹两担ǖ老铝⒅鶚缎柽M(jìn)行后注漿以提高承載力。

(2)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)管道埋深較淺的位置上不能堆放重物，不能安放吊車或泵車的承重腿。管道附近嚴(yán)禁挖機(jī)施工，防止破壞管線。

(3)埋設(shè)管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)，及時(shí)掌握管線沉降、位移信息，從而確保管線安全并達(dá)到預(yù)警預(yù)報(bào)信息化施工的目的。

(4)設(shè)立管線保護(hù)領(lǐng)導(dǎo)小組，一旦現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生燃?xì)夤芡跀?、泄漏等事故，管線保護(hù)領(lǐng)導(dǎo)小組應(yīng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案并上報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，迅速隔離事故現(xiàn)場(chǎng)，撤離無關(guān)人員和群眾。

(a)DN219燃?xì)夤芫€保護(hù)平面 (b)DN219燃?xì)夤芫€保護(hù)剖面圖3 DN219燃?xì)夤芫€保護(hù)布置(單位：mm)

(5)燃?xì)夤艿栏倪w后施工人員需記錄位置，在之后施工過程中不要去開挖、擾動(dòng)埋管區(qū)域。對(duì)各施工班組進(jìn)行改遷位置交底。

3 結(jié)束語

城市軌道交通與城市管網(wǎng)共同使用著城市地下空間，地鐵施工與管線保護(hù)密不可分，管線保護(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，采取基坑支撐保護(hù)管線，能夠縮短施工工期，降低施工成本，并對(duì)周圍環(huán)境影響減到最小。