【钟岗站】地下管线保护方案

广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 目 录 一、工程概况 .1 （一）工程主要情况.1 （二）基坑周边概况.1 （三）岩土条件.2 （四）水文条件.4 （五）设计概况.4 二、管线与基坑相对位置 .5 三、施工风险评估 .8 四、施工各阶段管线主要保护方法及措施 .9 （一）主体围护结构施工阶段采取的针对性施工方法及保护措施.9 （二）附属围护结构（排桩）施工阶段采取的针对性施工方法及保护措施.9 （三）基坑开挖施工阶段采取的针对性施工方法及保护措施.10 五、施工信息化监测与措施 .12 六、管线抢险 .12 七、应急准备和应急响应 .12 广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 1 一、工程概况 （一）工程主要情况 本站位于增城大道与荔城大道交叉口以东钟岗村，增城客运站（未建） 北侧，处于增城大道中央，呈东西走向，增城大道现宽 40m，为双向 8 车 道，两侧设人行道。来往车道及人行道间均设置绿化带。站址正南面为五 一村，北面为尚东紫御商住房。 根据收集的管线资料及钻探过程中管线探测情况可知，车站站址处沿 线道路分布地下管线众多，分布有供水、供电、通信及雨水污水管道，地 下管线的埋深一般为 13m，地下管线基本上沿线路（东西向）方向布设。 其中位于南侧人行道上的 1400 给水管对车站 II 号出入口施工影响较大。 （二）基坑周边概况 （1）地下连续墙标准段距离南侧围墙 5m，端头距离南侧围墙 3m，距 离基坑边 26m 外为 3 层框架结构民房。车站南侧有管线为：雨水管、供水 管、电信光纤、国防光缆、高压电缆。 （2）地下连续墙标准段距离北侧围墙 8m，端头距离南侧围墙 6m，距 离基坑边 50m 外为 4 层框架结构民房和距离基坑边 30m 外为 4 层框架结构 民房。车站北侧有管线为：雨水管、电信光纤、 、高压电缆。 （3）车站东端有一条供水管 400（尚东紫御用水） ，呈 L 型布置， 距离东端围护结构约 120m。 （4）车站位于广汕公路中间沿着广汕路呈东西走向，车站围墙外均 为疏解道（双向 8 车道） ； （三）岩土条件 根据区域地质资料及本次勘察揭露，车站场地范围内特殊性岩土主要 有填土、软土、风化岩和残积土及花岗片麻岩球形风化（孤石） 。 填土 场地内人工填土层广泛分布，主要为素填土，部分为杂填土。素填土 的组成物主要为人工堆填的粘性土、砂砾等，杂填土则在其中混有砖块、 砼块等建筑垃圾和碎石等，其厚度一般为 0.504.20m。主要为新近堆填物， 主体结构部分经人工压实，附属结构部分欠压实，土质不均匀，自稳性差， 在基坑开挖和桩成孔过程中若处理不当，易导致侧壁坍塌或桩体不完整； 由于杂填土含较多砼块、碎石等硬质物，大部分地段顶部有 0.150.80m 混凝土路基，不利于基坑开挖。 软土 场地内软土层为第四系冲积的淤泥、淤泥质土层、泥炭 质土层，在盆地地段有分布，其厚度较小，一般厚度为 1.303.60m，具有含水量高，孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低，灵敏度 高的特点，自稳性差，在基坑开挖时易产生坑壁塌陷和引起地面沉降。 残积土及全、强风化带 花岗片麻岩残积土及全、强（土状）风化带在水平方向上分布广泛。 主要为砂质粘性土、砾质粘性土，土质的均匀性差。在天然状态下具有较 好的力学性质，压缩性中等偏高，但遇水会软化、崩解，强度急剧降低。 花岗岩残积土还具有颗粒组成“两头大，中间小”的特点，即颗粒成分中， 粗颗粒（0.5mm）的组分及颗粒小的组分（0.005mm） 的含量较多， 广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 3 而介于其中的颗粒成分则较少。这种独特的组分特征，使其既具有砂土的 特征，亦具粘性土特征，同时也为小颗粒从大颗粒的孔隙中涌出提供可能 性，当动水压力过大时，容易产生管涌、流土等渗透变形现象。 花岗片麻岩类残积土及全、强风化带具有遇水软化、崩解特点，本次 勘察在残积土及全风化带取样进行了湿化试验，其崩解量为 2.7100%，崩 解状态为粉状、极少量崩解块状崩解。 花岗片麻岩类残积土及全、强风化带的上述特性，对地铁工程明挖法 和桩基础施工都带来诸多不利。对于明挖法，坑底花岗片麻岩类残积土遇 水软化会导致地基承载力降低，造成坑底被动土压力下降，或导致基坑底 泡水泥泞，影响基坑底部作业。对于桩基工程，岩面起伏不利于桩长控制 和桩基稳定性，钻（冲）孔桩孔底及孔壁遇水软化崩解、垮塌影响桩体质 量和桩基承载力。 花岗片麻岩球形风化（孤石） 由于风化不均匀，在花岗片麻岩残积土、全风化带、半岩半土状或坚 硬土状强风化带（不包括岩块状强风岩）花岗片麻岩风化带中可能夹有中、 微风化的球状“孤石” ，孤石分布很不规律，本次勘察在利用处勘钻孔 MUZ2-098 孔、详勘钻孔 MUZ3-ZG-04 孔、MUZ3-ZG-14 孔揭露有球状风化的 孤石 ，1 个钻孔揭露有球状风化的孤石位于基坑范围，但不排除车站范围 其余地段存在球状风化孤石的可能。对明挖基坑施工影响较小，可直接挖 除，但对围护结构的桩基础影响较大，桩基范围的应穿过花岗岩球形风化 体位于稳定的岩体。 （四）水文条件 地下水水位埋藏普遍较浅，勘察期间测得各钻孔的稳定水位埋深为 0.86.45m，平均埋深 3.45m，水位标高 19.8727.01m，平均标高 23.19m，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，并受季 节变化影响，每年 510 月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而 在冬季因降水减少，地下水位随之下降，年变化幅度为 2.53.0m。 （五）设计概况 1、主体围护结构：地下连续墙、混凝土支撑、钢支撑 1）车站主体围护结构采用墙厚 800mm 地下连续墙，平均深度约 24.66m，采用强度为 C35，抗渗等级为 P8，其槽段接头采用工字钢接头。 连续墙接头预埋钢丝注浆管，内径：mm；外径：12mm；塑料柔性注浆管， 内钢弹簧管，外包土工布及尼龙网保护层 ；注浆压力 11.4MPa；水泥强 度等级 PO.42.5。 2）地下连续墙顶部设置钢筋砼冠梁，将各幅地下连续墙连接为整体， 截面尺寸为：800x1000、1200x1000。 3）第一道支撑混凝土支撑截面“米字撑” ，截面尺寸为 9001000+6001000mm2，斜撑截面采用 8001000mm2，腰梁截面采用 8001100mm2,斜撑与冠梁的夹角为 45 度。第一道钢筋混凝土支撑与冠梁 连成整体。 4）第二道支撑混凝土支撑截面“米字撑” ，截面尺寸为 8001000+6001000mm2，斜撑截面采用 800900mm2，冠梁截面采用 10001000mm2,斜撑与冠梁的夹角为 45 度。 5）第三道钢管支撑钢围檩采用 2I45a 工字钢，钢连梁采用 2I63a 工 广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 5 字钢，钢支撑采用 600，厚度为 16mm，第三道支撑预加力为 500KN，水 平间距为 3 米。 2、附属围护结构：钻孔灌注排桩、桩间止水、桩间土处理 1）钻孔灌注排桩：C30，孔位偏差均50mm，垂直度偏差0.5%；成 桩过程：泥浆比重符合规定、循环泥浆含砂量8%；孔底沉渣50mm；成 桩期间有防止缩径、周边土变形措施； 2）桩间止水：高压旋喷，水泥(P.O 42.5)用量 160Kg/m；水灰比、定 喷提升速度、喷射压力、孔位间距等依据现场喷射试验确定； 3）喷射混凝土面层：厚度 100mm，C20；施工范围：桩间土； 二、管线与基坑相对位置 根据现场探查及支护方案提供的管线埋设信息显示，管线主要集中在 基坑南北两侧，分别有雨水管线、给水管、市政污水管、通信光缆和电缆 沟。 （1） 一期施工管线情况。 距离基坑北侧有一根自来水管约 15m（1400 铸铁） ，埋深 2.9m。两根雨水管分别为：800，距离基坑边约 12m，埋深 2.46m；600 ，距离基坑边约 17m，埋深 2.13m。通信光纤 3 档共 26 条，距离基坑约 23m，挂空约 6m。高压电缆 1 条（10kv） ，距离基坑 约 21m，埋深 0.9m。 距离基坑北侧有一根自来水管约 11m（1400 铸铁，二期施工时 南侧供水管迁改接至该管） ，埋深 2.9m。距离基坑北侧有一根雨水管 1500（二期施工时南侧雨水管迁改接至该管） ，距离基坑边约 3m（距离基坑端头扩大段约 1.5m） ，埋深 3.1m。雨水管 1200，距离 基坑边约 7m，埋深 2.64m。污水管 600，距离基坑边约 13m，埋深 2.33m。通信光纤 2 档共 12 条，距离基坑约 26m，挂空约 6m。高压电 缆 1 条（10kv） ，距离基坑约 21m，埋深 0.71m，一期施工时因疏解道 施工作加深埋深处理（加深埋深至 1.3m） 。 在围护结构南侧连续墙位置上的通信光纤（5 条）拟在车站东西 端头外挂空迁改至北侧人行道外。横跨东端扩大头的 400 给水管 （尚东）迁改至东端头基坑边以东 120m 处绕过车站主体接至尚东。 如图： 基 坑周边管线布置平面图 广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 7 基坑周边管线布置剖面图 （2） 二期施工管线情况。 二期施工为车站南侧附属结构施工，基坑主体南侧的供水管 （1400 铸铁）横跨 1、2 号风亭及 1 号出入口，埋深 2.9m，二期迁 改至北侧距离北侧围护结构约 11m 位置。两根雨水管分别为： 800， ，埋深 2.46m；600，距离基坑边约 17m，埋深 2.13m。二期 施工时这两根雨水管迁改至北侧（1500 雨水管） 。通信光纤 3 档共 26 条，距离基坑约 23m，挂空约 6m。高压电缆（10kv） ，距离基坑约 21m，埋深 0.9m，该电缆二期采取立杆挂空处理，其挂空位置与通信 管一致。北侧管线如一期不变。如下图： （3） 三期施工管线情况。 三期施工为车站北侧附属结构施工， ，两根雨水管横跨 3、4 号出 入口分别为：1200，埋深 2.64m；600，埋深 2.13m。雨水管三期 施工时采取悬吊处理。废除二期迁改使用的 1500 雨水管及 1400 供水管。通信光纤 3 档共 26 条，挂空约 6m，保持挂空状态。尚东电 缆（10kv，埋深 1.3m） 、400 供水管三期均迁改至 3 号出入口北侧。 如下图： 广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 9 三、施工风险评估 主体基坑北侧和南侧均有市政管线经过，距离管线最近为 3m，埋深距 路面较浅；附属结构均有管线贯穿，其埋深最深有 3m。主体施工期间由于 现场地质情况良好，只对距离基坑较近的管线采取加固保护措施。附属结 构施工期间对于需要悬吊的管线拟采用临时立柱桩加桁架的方案进行。经 对管线走向、埋深及平面位置在施工期间所存在的风险分析，主体施工阶 段基坑南侧自来水管（1400 铸铁）风险高于其他管线；附属结构施工阶 段其悬吊处理的管线风险高于其他管线。 四、施工各阶段管线主要保护方法及措施 （一）主体围护结构施工阶段采取的针对性施工方法及保护措施 1、连续墙成槽施工 1）塌孔预防 车站主体地质情况良好，车站西端头往东约 50m 这一段地下有一层约 4m 的淤泥层，其埋深约 7m。淤泥层以下是 23m 的细砂层，其埋深为 910m。地下有淤泥质粘土层及细砂层，容易坍塌，在施工中应控制钻进 速度，做好泥浆护壁措施，成孔时泥浆比重 1.231.3，洗孔泥浆比重 1.051.12。 2）东西两端扩大头处北侧的雨水管（1500，二期使用） ，该管是一 期施工前新建的混凝土管，其管边距离扩大头基坑边只有约 1.5m，埋管位 置土质为素填土和可塑状冲洪积土层，地质情况较好。为了避免连续墙成 槽时因震动导致雨水管周边土层坍塌，采取北侧扩大头出导墙加深处理， 导墙下脚端进入雨水管底以下 50cm，以保证成槽过程中雨水管的安全性。 （二）附属围护结构（排桩）施工阶段采取的针对性施工方法及保护措施 1、南侧围护结构施工阶段雨水管废除，南侧供水管迁改接至北侧， 电力电缆及通信光缆均采用挂空处理。北侧围护结构施工阶段雨水管 （1200）及污水管（600）均采取悬吊保护，悬吊管线周边加以钢板 覆盖包裹防护并按规范要求设置沉降观测点。北侧供水管（400） 、电力 管均移至出入口基坑边以北 3m 以上，管线位置上铺钢板或浇筑 20cm 厚的 混凝土盖板。通信光缆保持挂空。所以附属结构围护桩施工阶段管线保护 工作主要是防止桩施工过程中出现塌孔现象而导致管线位移及损坏。成孔 过程中必须按要求控制好泥浆的比重及粘度等指标，成孔时泥浆比重 1.231.3，洗孔泥浆比重 1.051.12。 2、空桩处理 成桩后空桩部分 6 小时后用素土进行回填，防止因拔护筒后塌孔导致 广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 11 周边沉降对管线造成损坏。 3、高压旋喷桩施工 在靠近管线区域施工高压旋喷桩时采用跳打的方式施工，防止水泥土 强度达到一定强度前缩颈引起的地面沉降对管线造成损坏，在上部空桩部 分采用溢浆回填，保证空桩填充密实，防止空桩部分土体应力释放引起的 沉降或位移变形。 4、北侧靠近 3 号出入口的管线区域高压旋喷桩施工时挖探沟确定管 线走向坐标，将坐标引致地面，让地下管线埋设情况清晰的反应在地面上， 精确控制高压旋喷桩施工时的距离，防止损坏地下管线。 （三）基坑开挖施工阶段采取的针对性施工方法及保护措施 基坑开挖施工阶段是发生周围环境变化的一个主要阶段，对近距离的 市政管线将不可避免的产生一定的施工沉降影响，容易产生动态的施工风 险，对管线保护不利。为此，施工中应注意以下几点： 1、围护结构周边荷载： 根据规范要求，基坑周边 5m 范围内不得堆载，防止因堆载对围护结 构周边管线造成破坏。 2、做好基坑排水工作： 做好基坑明排水工作，以减少和控制开挖阶段基坑变形对周围环境和 市政管线的施工影响。 3、严格遵守基坑开挖原则： 基坑开挖按规范和管线保护要求组织施工，严格遵循分层分段开挖、 严禁超挖的原则，严格控制开挖段长度。混凝土支撑必须按规范要求先支 撑后开挖，钢支撑安装完毕后及时按设计要求施加预应力，防止基坑失稳 和发生过大变形。坑底 20cm 垫层土采用人工开挖，减少对原状地基土的 扰动，开挖至设计标高后及时浇筑垫层，并快速施工结构底板，以确保基 坑的整体稳定性和管线安全状态； 4、及时检查机况： 每天挖土前，检查机况，保证挖土工程中不会出现机械故障，避免影 响挖土施工进度和由此带来的安全隐患问题。 5、配备足够的材料及人员： 配备足够的经验收合格的材料，配备操作熟练的工人，以便在土方开 挖后，及时安装支撑构件。 7、实施信息化施工： 根据监测单位提供的检测数据进行分析，以信息化数据指导施工，动 态调整挖土施工要求；按时完成土方开挖施工任务。同时注意挖土期间的 天气动态，防范雨季对基坑开挖施工造成的不利影响，作好雨季应急措施。 8、做好管线交底工作： 基坑开挖前应全面调查地上、地下障碍物和管线情况，由项目部管线 保护责任人以及安全员将掌握的管线资料和安全保护要求对每一支专业班 组进行现场交底。 五、施工信息化监测与措施 建立施工信息反馈渠道，以信息化施工手段掌握在建工程周围环境及 广州市轨道交通二十一号线【钟岗站】土建工程 管线保护方案 13 道路管线安全状态。并通过对检测单位的检测数据分析采取合理可靠的施 工方法，以确保施工对管线的保护要求。 1）对每一阶段施工区域周边管线进行监控，每一根管线都