鋼套管懸吊保護(hù)法在軌道工程建設(shè)中的應(yīng)用探析

朱長銀，張良霄 （合肥供水集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230011）

0 前言

隨著城市發(fā)展的腳步越來越快，各種大型市政工程項(xiàng)目也正如火如荼地進(jìn)行當(dāng)中。為了保障并加快城市建設(shè)的發(fā)展，越來越多的市政工程建設(shè)對(duì)供水管道提出了更高的要求。而城市給水又是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,近些年來，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，配套設(shè)施不斷完善，越來越多的人涌向城市尋求發(fā)展機(jī)會(huì)。原有的城市道路隨著城市的不斷變化已逐漸不能滿足人們?nèi)粘５某鲂行枨?造成了城市交通壓力的逐漸加劇,為了保證城市交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行和人們?nèi)粘５某鲂行枨螅鞣N城市道路建設(shè)項(xiàng)目隨之而來,而沿原有城市道路敷設(shè)的城市給水管道則不得不面臨著被遷改或改造[1]。

在大型鐵路工程中，城市管道的改造和遷改工作處于十分重要的地位。軌道交通建設(shè)因其線路漫長，涉及大量的市政管道，所以管道改遷不僅要對(duì)施工范圍內(nèi)的管線進(jìn)行改遷，同時(shí)還要結(jié)合地鐵施工常用工法并綜合利用現(xiàn)有用戶、遠(yuǎn)期規(guī)劃等因素，對(duì)改造路線進(jìn)行合理優(yōu)化，以確保地鐵工程的順利進(jìn)行和城市管網(wǎng)的正常運(yùn)營[2]。

鄭杰等人[3]在探明管線的實(shí)際狀況基礎(chǔ)上，根據(jù)基坑開挖工程的特點(diǎn)，采用了管道遷移、原位保護(hù)等技術(shù)手段。在管道現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)技術(shù)中，應(yīng)用“內(nèi)壓力可控高壓旋噴技術(shù)”對(duì)管道周邊的基礎(chǔ)進(jìn)行了強(qiáng)化，針對(duì)管線周邊常規(guī)樁基施工技術(shù)難以完成時(shí)，建議使用MJS工法樁，節(jié)約了工程造價(jià)，縮短了施工周期。

羅永等[4]在進(jìn)行上海浦東國際機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)T1—S1下穿通道項(xiàng)目不停航施工過程中，由于施工區(qū)內(nèi)包含大量的重要管線，如何對(duì)諸多機(jī)場(chǎng)運(yùn)營中的管線進(jìn)行保護(hù)是非常大的技術(shù)難題。針對(duì)不同類型的管線，他們通過前期對(duì)管線的詳細(xì)探摸，分析施工進(jìn)度與機(jī)場(chǎng)運(yùn)營要求的相互關(guān)系，在保證航行安全的前提下，深入策劃施工方案、采取安全有效的技術(shù)措施，并與機(jī)場(chǎng)各管理部門積極協(xié)調(diào)，順利解決了機(jī)場(chǎng)管線保護(hù)及遷改的難題。

目前在軌道站點(diǎn)改造施工過程中，在開挖主體車站、出入口等深基坑時(shí)，一般會(huì)將球管原地置換為鋼管或者重新移位遷改，本文將結(jié)合軌道工程實(shí)例介紹一種優(yōu)化施工方法——鋼套管懸吊保護(hù)法，并對(duì)此展開討論。構(gòu)。各基坑圍護(hù)樁布設(shè)的各有異同。C號(hào)出入口的基坑深度為10.45～14.25m，鉆孔灌注樁間距為1.2m，嵌固深 度 為 4.4～6.15m。 樁 長 7.9～17.2m，豎向設(shè)置兩道鋼支撐；D號(hào)出入口的基坑深度為10.55～14.25m，鉆孔灌注樁間距為1.2m，嵌固深度為4.4～5.0m，樁長6.95～16.25m，豎向設(shè)置2道鋼支撐。

為了確保施工的可控性和預(yù)見性，加強(qiáng)協(xié)調(diào)，有效地控制投資費(fèi)用和工期，按照“統(tǒng)一指揮、分組管理、全面防守、重點(diǎn)加強(qiáng)”的原則，以防止基坑、隧道塌方等原因造成管線的破壞，動(dòng)員全體員工，實(shí)行統(tǒng)一指揮，分組分部門管理，全面做好管線的保護(hù)工作，確保本標(biāo)段管線安全，有效預(yù)防和快速處置突發(fā)事故，避免和減少人員財(cái)產(chǎn)損失。本項(xiàng)目在建設(shè)階段采用鋼套管懸吊保護(hù)法。

1 項(xiàng)目概況

1.1 車站概況

和平路站車站起終點(diǎn)里程為K30+592.581～K30+880.481，該站位于南北向東二環(huán)路與東西向和平路交叉口，與東二環(huán)路平行。車站附屬共設(shè)3個(gè)出入口和2組風(fēng)亭，均為單層結(jié)構(gòu)，附屬結(jié)構(gòu)采用明挖施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800@1100和800@1200鉆孔灌注樁+鋼支撐體系。支撐采用Φ609mm、t=16mm的鋼管支撐。樁頂設(shè)置800X800mm的鋼筋混凝土冠梁。各附屬結(jié)構(gòu)均為單層結(jié)

圖1 和平路站場(chǎng)地平面圖

1.2 管線概況

C、D號(hào)出入口連接段標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)由北向南方向1根管徑DN800供水承插球墨鑄鐵管道，埋深約埋深2.2m，供水管橫穿C、D號(hào)出入口。

2 管線保護(hù)方案

圖2 C、D號(hào)出入口連接段段DN800供水管剖面圖

2.1 和平路站DN800供水管懸吊保護(hù)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，懸吊保護(hù)DN800mm供水管兩端頭在南北兩側(cè)冠梁上，外包一圈采用DN1000mm鋼管全封閉包裹。步驟：DN800mm供水管底部范圍內(nèi)土方掏空（每次掏空長度不大于3m）,將DN1000mm鋼管均勻切開，將DN800mm供水管包裹起來，DN1000mm鋼管內(nèi)每隔1000-2000mm布置小塊鋼板墊進(jìn)行定位，保證供水管居中，在供水管接頭兩側(cè)200mm布置小塊鋼板定位，在接頭處一圈布置4-6小塊橡膠墊進(jìn)行定位與鋼管密貼，兩端頭鋼板焊接封閉，與鑄鐵鋼管連接處采用雙面膠封堵縫隙，封堵后采用混凝土澆筑，焊縫長度、寬度質(zhì)量要滿足規(guī)范要求。懸吊保護(hù)用2根工28做支撐梁，支撐梁上每2.0m采用C10槽鋼在供水管側(cè)面進(jìn)行焊接加固，閉合焊接成整體，在供水管底墊1cm厚的橡膠墊與槽鋼接觸，南北向通長用C10槽鋼與每個(gè)截面的槽鋼焊接，起到加肋作用，滿足受力要求。槽鋼整體閉合完成后，在工字鋼上部焊接2mm鐵皮板防護(hù)，防止施工過程中墜物局部擊中供水管。

圖3 供水管加固流程圖

圖4 供水管加固剖面圖

2.2 管線監(jiān)測(cè)

2.2.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有施工期間的管線沉降監(jiān)測(cè)。

2.2.2 監(jiān)測(cè)方法

采用精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺按二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行，在工字鋼及支撐梁上埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)，首次觀測(cè)時(shí)，適當(dāng)增加測(cè)回?cái)?shù)，一般取3次的數(shù)據(jù)作為測(cè)點(diǎn)的初始讀數(shù)。

2.2.3 監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)

各種管線監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

管線監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn) 表1

2.2.4 信息反饋

通常情況下均采用三級(jí)反饋制度，其預(yù)警級(jí)別可分為三種，分別為黃色預(yù)警、橙色預(yù)警、紅色預(yù)警。

設(shè)定值F=實(shí)測(cè)值/控制標(biāo)準(zhǔn)值：

III級(jí)管理：F＜0.70時(shí)視為安全，正常監(jiān)測(cè)；

II級(jí)管理：0.70≤F＜0.85時(shí)，為報(bào)警狀態(tài)（黃色預(yù)警），應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，并通知相關(guān)單位；

I級(jí)管理：0.85≤F＜1時(shí)，為警戒狀態(tài)（橙色預(yù)警），立即通知相關(guān)單位，采取相應(yīng)措施。

2.3 管線保護(hù)措施

2.3.1 管線保護(hù)技術(shù)措施

①在查閱相關(guān)的專業(yè)技術(shù)資料文獻(xiàn)并結(jié)合建設(shè)單位提供的工程資料的基礎(chǔ)上，掌握管線的施工年限、使用情況、具體布設(shè)地段、埋深等技術(shù)數(shù)據(jù)，在管線保護(hù)區(qū)域內(nèi)確定管線井室、標(biāo)志樁等的具體位置，結(jié)合上述資料初步判斷管線的型號(hào)數(shù)量及位置走向。

②結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境確定管線的開挖位置，開挖時(shí)不宜大幅動(dòng)作，當(dāng)開挖到有回填石粉，砂墊層及回填土?xí)r必須格外小心，小心扒開使下方管線暴露出來。

③管線探挖只需要挖至管線暴露出一半，可以判斷管線種類、數(shù)量、規(guī)格、埋深、走向即可，無需挖至管線底部。

④當(dāng)發(fā)現(xiàn)圖紙中永久構(gòu)筑物的位置與管線的實(shí)際位置發(fā)生沖突或管線埋深過淺時(shí)，應(yīng)就管線調(diào)整事宜及時(shí)與規(guī)劃單位、建設(shè)單位和管理單位進(jìn)行協(xié)商，并做好管線標(biāo)識(shí)工作。

⑤針對(duì)架空敷設(shè)線路，應(yīng)測(cè)量出與架空管線安全施工距離，避免車輛通行或起吊重物時(shí)候碰撞架空管線。

⑥針對(duì)沿地溝敷設(shè)的管線，施工前掀開地溝蓋板查明管線位置、種類、數(shù)量、規(guī)格等并加固地溝。

2.3.2 管線保護(hù)安全措施

①管線探坑超過一定深度應(yīng)適當(dāng)采取放坡措施，人工開挖土方必須分層開挖，每層厚度不得超過1m。開挖土方堆放距離探坑上邊緣不得小于1.2m，堆土高度不得超過1.5m。

②探坑開挖過程中發(fā)現(xiàn)不明管線或者構(gòu)筑物應(yīng)立即報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)管理人員，待技術(shù)管理人員判斷無礙施工后方可繼續(xù)施工。

③探坑開挖前應(yīng)做好探坑周圍排水設(shè)置，防止下雨時(shí)地表水進(jìn)入探坑。

④在探坑周圍設(shè)置警示帶及警示標(biāo)志以防行人跌落。

⑤探坑開挖工人必須正確佩戴安全帽。

⑥遇有緊急情況工人立即撤離現(xiàn)場(chǎng)，盡快報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)管理人員。

3 施工方案技術(shù)對(duì)比

3.1 球管置換鋼管

球管置換鋼管主要施工內(nèi)容為以下幾步：

①前期勘察現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)基坑開挖寬度，確定置換的長度，進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；

②材料進(jìn)場(chǎng)，開挖探溝，明確供水管道上下左右障礙物及其他管線情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況編制停水施工方案，申報(bào)停水節(jié)點(diǎn)并網(wǎng)施工；

③停水施工，主要步驟有斷管排水，拔除現(xiàn)狀球管，投裝配件焊接鋼管，焊縫探傷防腐，送水穩(wěn)定后回填溝槽。

3.2 管道重新移位遷改

管道重新移位遷改主要施工內(nèi)容為以下幾步：

①前期勘察現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，確定新建管道路由，進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；

②材料進(jìn)場(chǎng)，開挖溝槽，安裝管道后回填，管道安裝完成后進(jìn)行試壓沖洗，合格后申報(bào)停水節(jié)點(diǎn)并網(wǎng)施工；

③停水施工，主要步驟有斷管排水，切除現(xiàn)狀球管，投裝配件焊接鋼管勾點(diǎn)，焊縫探傷防腐，送水穩(wěn)定后回填溝槽，廢除影響主體施工段的管道。

鋼套管懸吊保護(hù)與管道置換和移位遷改相比，主要優(yōu)點(diǎn)如表2所示。

鋼套管懸吊保護(hù)與管道置換和移位遷改的對(duì)比 表2

4 結(jié)語

供水管線遷改及管道置換涉及單位多，具有協(xié)調(diào)難度大、不確定性、安全風(fēng)險(xiǎn)高等不利因素。鋼套管懸吊保護(hù)法經(jīng)過項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，已證明此方案不僅適用于軌道站點(diǎn)的供水管道改造中，也適用于各類深基坑開挖所涉及到的供水管道遷改保護(hù)情形，如：雨污水溝槽開挖、管廊開挖、箱涵開挖等。供水管線施工技術(shù)在今后應(yīng)不斷加強(qiáng)技術(shù)使用的先進(jìn)性，確保工程建設(shè)中的施工質(zhì)量與安全，為城市化建設(shè)貢獻(xiàn)力量。