地铁明挖基坑管线保护设计及施工

地铁明挖基坑管线保护设计及施工【摘要】根据西安地铁车站明挖基坑遇到管线的类别、管线材料、自重等因素，综合考虑现场实际情况，并通过计算分别对各种管线保护方案进行设计、施工，取得了较好的实施效果，并为类似的工程提供相关的经验。【关键词】地铁；管线；保护引言地铁工程通常在繁华的大城市中施工，对于现代化的城市地下管线较为密集、复杂，管线改迁有时受到空间、管线功能中断、施工周期等因素的限制，地铁车站及附属结构施工过程中，在不改变管线位置的情况下对管线采取直接悬吊、置换后悬吊、底部支撑等方法对管线进行保护，能有效地降低对周边环境的影响，减小前期工作难度和工作量，加快工程施工进度，降低施工成本。1工程概况南稍门站是西安地铁二号线的中间站，车站位于南关正街与友谊路相交的十字路口南侧，南稍门站2号风道位于车站南端，风道主体沿道路南北设置，基坑南北跨度达到40M，风道围护结构主要采用钻孔灌注桩内支撑方案，采用明挖顺做法施工。南稍门站2号风道管线众多，且具有间距不均，管径大小不统一，管线标高不一致等特点，根据管线的类别、材料、位置、自重等特点进行分类，通过计算，对各管线采取对应的方法进行管线保护。南稍门站2号风道管线分布如图1所示。2管线保护方案根据南稍门站2号风道管线特点及施工顺序要求，制定如下保护方案。南稍门站2号风道一期天然气管（1号管线）、二期光缆（4号管线）采用槽钢托起进行保护，施工完成土方回填过程采用钢管悬吊进行保护；二期雨、污水管和热力管（2号、3号、6号管线）重量较大的管线在基坑冠梁处设支座、基坑内采用型钢柱作为支点安装型钢梁对管线进行悬吊保护；柔性管线（5号、7号、8号、9号管线）采用钢丝绳进行管线悬吊，二期南侧污水管（10号管线）无改迁位置，采取先封堵后采用污水泵引排方法确保管线使用功能，风道结构施工完成后进行恢复。21雨、污水管及热力管设计及施工1）雨、污水管及热力管设计及验算南稍门车站二号风道处雨、污水管和热力管管径较大，属于重量较大的管线，管道悬吊保护前，联系管线产权单位对污水、雨水钢筋混凝土管置换为钢管，然后对管线保护进行设计施工。南稍门站二号风道3号污水管和6号热力管采用型钢梁进行悬吊，型钢梁采用双拼36B工字钢，以风道围护结构冠梁、型钢柱作为支点，型钢柱采用36B的工字钢，雨污水管保护断面图如图2所示。管线保护结构验算如表1表3所示。从计算结果来看，双拼36B工字钢梁内力小于允许承载力，结构强度满足设计要求，工字钢梁稳定性满足要求。热力管采用相同的方法进行悬吊设计，热力管自重小于雨污水管重量，工字钢结构能满足承载力及稳定性要求。2）雨、污水管及热力管悬吊施工雨、污水管及热力管悬吊施工流程图如图3所示。进行管线探槽施工，确定管线位置及标高。由于雨、污水管均为混凝土管，二号风道施工前将混凝土管置换为钢管。施工围护结构灌注桩后，根据预定方案施工管线保护型钢柱，在风道施工围护桩罐梁上相应的雨、污水管、热力管处设置支座作为管线支点。由于2号风道基坑南北宽度40M，故在2号风道基坑内采用型钢立柱对雨、污水管及热力管进行支撑，雨、污水管各施工3组型钢柱。型钢柱下端深入基底以下部分采用钢筋混凝土桩，长度为5M，采用围护桩结构配筋；上端采用36B工字钢，长度约10M。工字钢深入钢筋混凝土桩部分长度为2M（见图4）。人工清理管线，管线暴露后，在管线底部分段开槽，安装悬吊构件及拉杆，悬吊杆件采用20圆钢与可调节拉杆连接制作，分段掏空管线下方土方，并调节悬吊杆件长度，使管线绕度满足要求，然后确定管线初始标高，布置管线沉降监测点。对管线进行防护，在管线下方、两侧距离20CM处采用钢丝绳拉线作为防护边界，防止施工中破坏管线。风道基坑开挖，防水、结构施工。风道结构顶板施工完成后，制作支撑墩，支撑墩下部采用砌体结构，上部采用混凝土进行浇筑，支撑墩沿管线方向长08M，间距10M（见图4）。进行基坑回填。22污水管引排保护南稍门站2号风道西南侧污水管（10号管线）无改迁位置，先封堵后采用污水泵引排，风道结构施工完成后进行恢复（见图5）1）基坑开挖至污水管底，截止基坑壁位置破除污水管，污水管破除时，尽量保证破除管口平整。2）采用预先准备的沙袋、速凝水泥等对污水管进行封堵，确保管口不渗漏，以免影响结构施工。3）制作过滤篦子放入污水管进行端污水井中，篦子过滤孔大小应能满足污水泵排水要求，然后安装污水泵，将污水泵放入过滤篦子中，安装排水水管连接污水泵和出水端污水井，开动污水泵，进行污水引排，保证施工要求及污水管的使用功能；污水引排过程中，安排专人24小时对管线、水泵进行监控，确保施工安全。4）风道结构施工完成后，进行基坑回填，并进行污水管窨井、管沟砌筑，砌筑完成后，破除污水管封堵，并清理管道，恢复污水管排水。23天然气管、光缆管线保护南稍门站2号风道一期基坑内天然气管线、二期基坑内光缆，重量较小，容易损坏并位于风道施工垂直运输通道附近，采用槽钢作为管线托盘，利用钢丝绳对槽钢进行悬吊，进行管线保护。联通电缆、电信电缆、广电电缆（5号、7号、8号管线）管线埋深浅且管线较多，采取钢丝绳悬吊保护，西宾高压电缆（9号管线）采取绝缘保护后进行悬吊保护。在围护结构冠梁、挡土墙光缆、电缆及天然气管上、下位置预埋钢筋锚栓，在基坑土方开挖至管线位置后，采用钢丝绳与预留钢筋锚栓连接固定在两侧冠梁、挡土墙上，采用人工开挖，将管线上方覆土剥离，使管线完全暴露，做好管线保护施工准备（见图6）。光缆、天然气管采用槽钢分段将光缆（天然气管）托起，并按照间隔1M的间距布置拉杆将钢丝绳与槽钢连接，将管线进行悬吊保护。基坑开挖至管线下方时，利用钢丝绳连接管线下方预留钢筋锚栓，作为管线防护边界，防止管线从下方破坏。南稍门站2号风道南北跨度达到40M，为了确保光缆安全，在污水管保护型钢梁上焊接简易牛腿，牛腿将悬吊光缆的钢丝绳托起，从而使钢丝绳跨度减小到10M，更有效地保护了光缆。联通电缆、电信电缆、广电电缆采用钢丝绳悬吊，悬吊拉杆按05M间距布置，悬吊拉杆与管线接触部位采用柔软的泡沫材料包裹，防止拉杆将电缆损坏并起到绝缘的作用；西宾高压电缆采取绝缘保护后进行悬吊保护，施工方法与电缆悬吊保护相同。车站风道施工完成后，根据管线产权单位的要求，将天然气管线准确定位后进行埋设；在光缆、通讯电缆及高压电缆下方砌筑管沟底板及侧墙，解除悬吊保护措施，管线产权单位检查后，进行管沟盖板施工，然后进行地铁车站风道顶板覆土回填施工。3结语由于城市地下管线网越来越复杂、密集，对于居民生活又起着至关重要的作用。整个施工中对管线悬吊保护、管线恢复保护措施都是至关重要的措施，稍有不慎就可能造成难以挽回的后果，同时对企业产生不良的社会影响。南稍门站2号风道施工中对管线进行了全程跟踪监测，管线监测数据稳定，保证了管线的使用功能及安全，同时满足了地铁结构的施工要求，取得了较好的实施效果，并为类似的管线保护提供了借鉴的经验。参考文献1中华人民共