深圳地鐵6號線二期工程管線改遷設計分析

劉成高

深圳市市政設計研究院有限公司 廣東 深圳 518029

伴隨經濟的快速發(fā)展的同時，城市居民出行需求也日益增長。城市軌道交通日益成為治理城市擁堵“大城市病”、改善公眾出行條件的有效途徑同時也是推進城市低碳化、綠色化、智慧化的發(fā)展路徑。城市軌道交通工程建設周期長、施工范圍廣、投資大，做好前期地下管線遷改設計，對促進軌道交通工程的順利開展意義重大。

1 項目概述

深圳地鐵 6號線二期是深圳地鐵的重要城市干線，途徑龍華區(qū)、福田區(qū)，為深圳多條主要發(fā)展軸的連接通道，對促進各區(qū)中心和對外交通樞紐的發(fā)展、優(yōu)化城市空間結構有著重要作用。線路北起深圳北站，南至科學館站，共設7站均為地下站，設民樂停車場一座。其中換乘站5座（銀湖站、八卦嶺站、體育中心站、通新嶺站、科學館站），標準站2座（梅林關站、翰嶺站）。線路全長11.77km，全線平均站間距約1.678km。其中高架段0.81km，地下段10.73km，過渡段長0.236km，共7座車站進行交通疏解及管線改遷。6號線二期已于2020年8月18日開通運營。車站主體主要采用明挖順筑和蓋挖逆筑，區(qū)間主要采用礦山法和盾構法。

2 軌道交通管線遷改的要點

考慮地鐵及管線改遷施工便利、管線運行及施工安全、減低擾民、節(jié)約造價等因素。管線改遷的基本要點主要有：

（1）避讓主干管。避讓管線需權衡投資及工程難易程度，項目前期對于重大管線梳理非常重要，在進行地鐵設計時應盡可能避讓主干管線。

（2）結合地鐵建設時序。管線需配合地鐵基坑和交通疏解條件分期進行改遷和恢復。

（3）線位最優(yōu)路徑。在保證地鐵主體施工的同時，減少管線遷改長度。

（4）不降低現(xiàn)有功能。改遷的排水管線應考慮上下游負荷，結合現(xiàn)狀條件（如匯水面積變化等）復核管道過流能力。

（5）先遷改后拆除。應先完成改遷，待新管投用后才能拆除現(xiàn)狀舊管線。

（6）綜合方案比選。對影響地鐵施工的管線應根據(jù)管線產權單位規(guī)定，并結合施工實際情況，可采取懸吊、改移、加固保護等措施，對不同管線應根據(jù)管線種類、管線狀況、影響程度和危害分別采取不同的處理方案[1]。永久改遷、臨時改遷、原位懸吊保護需權衡，原則上能永久不臨時，能臨時不懸吊。

3 主要設計思路

（1）熟悉地鐵主體工程及交通疏解工程的設計情況，在此基礎上制定合理的管道改遷方案，盡可能避免管線的多次改遷和因管線改遷引起的交通疏解。

（2）為了保證地下管線改遷效果，使其合理合規(guī)，還要結合市政道路建設規(guī)劃與現(xiàn)狀來進行，尤其是要根據(jù)地下空間的開發(fā)利用情況，制定相應的遷改設計方案。

（3）盡可能制定出多套方案，如永久改遷方案、臨時改遷方案以及懸吊保護方案等，經技術經濟比選后擇優(yōu)選用。

（4）恢復管線方案應與地鐵站體建筑管線對接，考慮站體的管線需求。

（5）對條件允許的管線進行重復利用，或進行適當擴容，以滿足現(xiàn)階段的管線功能。

（6）軌道交通施工完成后，科學合理的規(guī)劃管道恢復工程，盡可能將其設置在道路紅線范圍內。

（7）核對管線位置的地勘報告，對于埋深較深或者地質條件較差的管線，需要考慮周邊條件合理確定支護方式。對于交通量較大的過路管，應合理采用頂管或牽引施工等方式減少施工工期和對交通的影響。

（8）方案應充分征求權屬單位意見，組織相關部門審查后定稿。

4 地下管線改遷方式

（1）永久改遷和臨時改遷（拆除）

永久改遷是將影響軌道交通工程施工范圍的地下管線一次性改遷到位。

臨時改遷是指將影響軌道交通工程施工范圍的地下管線遷改到施工區(qū)域外，待地鐵土建施工完成后，再按照相應的規(guī)劃要求二次改遷至施工完成后的區(qū)域。根據(jù)軌道交通施工工序結合交通疏解情況，在條件受限的情況，可能會涉及多次改遷。

（2）懸吊保護

在保證軌道交通工程施工條件的同時，當現(xiàn)場情況無法滿足管線改遷要求，或改遷成本較高時，采用支托或懸吊的方式對管線進行原管位保護，對不適宜懸吊的管材要先更換后懸吊,待主體工程建設完成后恢復為永久管材。

（3）管線加固

因交通疏解需要將原綠化帶或非機動車道改為機動車道，地下管線需要采取有效加固措施來增強其抗承載能力，在保證管線正常運行的基礎上，滿足城市交通的過車要求；位于地鐵主體工程基坑圍擋范圍內的地下管線，在重型設備進場前，采取有效加固措施（例如π字保護或混凝土包封等）對管線進行保護，避免施工作業(yè)對管線造成破壞[2]。

5 軌道交通工程中前期管線遷改設計重難點分析

（1）城市地下排水管線一般為重力流排水，由于上下游標高固定，其高程調整余地較少，對改遷繞行的排水管道，因繞行而減緩管道坡降的，考慮適當增大管徑以滿足管道過流能力的要求。當受條件限制，改遷排水管的設計坡度不能滿足規(guī)范要求時，應采取可行的防淤措施，并加強后期的管道定期清淤維護。

（2）現(xiàn)狀老舊管道改遷，需按照新標準來進行[3]。例如，雨污水管與上下游管道的恢復要采用水面平接的方式進行設計；合流管道需按照雨污分流設計，當條件受限時，需采取設置截流井的措施，同時截留參數(shù)要符合新的設計標準。

（3）城市給水管線改遷時，由于是壓力管，高程調整空間較大，為保證管線遷改質量，需對管材和改遷方式進行合理選擇。另外，在改遷過程中，要盡量避免采取懸吊保護。

6 管線施工工法選擇

6.1 明挖施工

管線改遷施工場地比較寬裕時優(yōu)先采用明挖，根據(jù)現(xiàn)場情況和管線深度選擇支護形式。屬于比較常見的施工工法。

6.2 不開槽施工施工

6.2.1 不開槽施工方法與設備分類

6.2.2 不開槽施工方法與適用條件

表1 不開槽施工方法與適用條件表

在目前給排水管道工程中多數(shù)采用頂管施工，當環(huán)境要求控制地層變形或無降水條件時，宜采用封閉式的土壓平衡或泥水平衡頂管施工。

7 科學館站給排水管線改遷典型設計分析

7.1 給排水管道

科學館站為三層島式地下站，位于上步中路與深南中路交界處的南側，為6號線二期工程的起點站，與1號線科學館站采用通道換乘。車站主體擬采用大開挖施工，地下連續(xù)墻圍護結構；站后設停車折返線車站呈南北向布置?，F(xiàn)狀管線在在上步南路東西兩側分別敷設了DN400給水管，DN1000管，DN400-DN500污水管等給排水系統(tǒng)。

遷改思路：上步路現(xiàn)狀給排水管道在軌道工程施工期間臨時改遷至主體范圍外，待地鐵施工完成后恢復，在地鐵施工期間需橫跨基坑的管線采用鋼管懸吊保護，待地鐵完工后將管材置換為永久管材。

管線改遷方案分三個階段(見圖1～圖3)

圖1 不開槽施工方法與設備分類圖

圖2 交通疏解階段雨水管道平面圖

圖3 附屬階段雨水管道平面圖

圖4 連續(xù)懸吊保護斷面圖

圖5 110kV懸吊保護大樣圖

交通疏解階段：上步路東西兩側現(xiàn)狀DN400給水管道、及兩側DN1000雨水管道、DN400污水管道根據(jù)車站施工臨時遷改至主體外側待施工完成后回遷；上步路（濱河大道-深南大道）東側給水管道按規(guī)劃DN600管道恢復；南園路橫跨基坑的現(xiàn)狀1.6*1.5m箱涵主體施工期間臨時換DN1000焊接鋼管懸吊保護，待主體施工完成后更換管材。

附屬階段：施工地鐵附屬結構前，將按規(guī)劃要求附屬永久管線,避開盾構吊出井、冷卻塔，風亭、電梯等結構，更換懸吊保護管材，恢復為永久管材。

恢復階段：待地鐵施工完成后完善雨水口、消火栓布設和支管的接駁，對于管線覆土不足0.7m的采取混凝土包封保護。

7.2 電力管線

上步路現(xiàn)狀110kV電纜溝（廣格線、強鐵線），位于地鐵附屬上方，地鐵前期設計根據(jù)現(xiàn)狀情況采用原位加固，將現(xiàn)有磚溝改造為鋼筋混凝土電纜綜合溝。

施工期間采用貝雷架懸吊電纜，貝雷架最長跨度為6塊，單層布置，不設加強桿。左右兩側對稱布置。另根據(jù)電力部門運行要求帶接頭電纜不得懸吊，本次懸吊電纜需換新后，兩端與原電纜接駁后方可實施懸吊。

7.3 燃氣管線

在上步南路兩側均有DN200及DN300的現(xiàn)狀燃氣管道。有部分管道位于主體施工圍擋范圍內，交通疏解階段臨時遷改至主體外側，待主體施工完成后回遷至道路人行道下。

7.4 照明管線

上步路現(xiàn)狀12m單臂燈沿道路雙側對稱布置，間距35m左右，隨道路交通疏解變化將燈具遷改至疏解路人行道上，同時敷設臨時電纜聯(lián)通臨時路燈[4]。交通疏解期間原則上利用原有路燈，無法利用時才新建路燈。永久照明按規(guī)劃斷面設置13m單臂鋼桿燈對稱布置間距35m，內置LED光源（含NB-iot模塊）。

8 設計總結

（1）前期應盡量詳細調查了解現(xiàn)狀管線情況，并梳理對地鐵主體方案影響較大的重大管線，進行方案比選，確定思路可行、投資經濟的設計方案。管線改遷要結合車站建設時序及交通疏解進行設計，減少對沿線用戶造成影響，確保管線功能正常使用及安全運行。

（2）重視管道附近建（構）筑物調查。統(tǒng)籌管線綜合，合理排布管線，相鄰管線同槽施工節(jié)約投資。

（3）永久管線覆土厚度，與其他管線、建（構）筑物間距均應滿足現(xiàn)行國家有關規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定，當受條件現(xiàn)狀不能滿足要求時，可采取安全措施。

（4）在掌握地質，水文及現(xiàn)場環(huán)境和資料的情況下，合理選擇施工工法。