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地铁东单车站近距离下穿雨污水管线施工技术
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摘 要:针对地铁施工中原有市政管线的安全问题,结合具体的工程实例,论述了地铁施工中过管线应采取的具体措施,以确保管线正常运营,可供类似工程借鉴。（参考《建筑中文网》）
关键词:地铁施工,市政管线,保护措施
随着国内经济快速发展,城市建设日益繁荣。近几年,全国各大中型城市地铁工程建设如火如荼。因地铁施工将不可避免地对原有市政管线带来影响,管线安全问题已成为地铁施工中的难题之一。将管线拆除或改移虽行之有效,但囿于客观条件,一些地铁隧道仍将不得不穿越管线进行施工。尤其对雨污水管线,因大多修建时间久,时有渗漏情况发生,因此如何保证地铁隧道施工时雨污水管线及工作面安全,成为地铁隧道施工中亟待解决的难题。下面将结合地铁五号线东单车站穿越管线的施工技术进行综合阐述。
1 工程实例
1.1 工程概述
东单车站为地下双层三跨岛式车站,长204.4m,标准段总宽21.3m。位于建国门内大街与东单北大街、崇文门内大街相交的十字路口,呈南北走向。东西向建国门内大街、南北向东单北大街和崇文门内大街均已按规划改造完毕,道路交通繁忙。东单车站在现状道路东侧,横跨地铁一号线东单至王府井区间。
西南出入口接车站主体段和接过街通道段采用明挖法施工,中部跨崇文门内大街段采用暗挖法施工。崇文门内大街道路下管线密集,有煤气、上水、雨污水、电力、电信等管道,大都与暗挖出入口结构呈正交走向。其中Ф1750污水管底距离结构初次支护为2.75m, Ф1000污水管底距结构初期支护顶部为1.25m,两条污水管净距2.3m。该段位于崇文门内大街的东侧非机动车道和一条机动车道下边。
1.2 地质描述
隧道埋深3.5m~7.5m,上断面穿越粉土或粘质粉土,下断面穿越粉细砂,潜水水位位于结构底板以下的卵石层,标高25.98m,底板标高32.38m。
2 地铁隧道穿越管线施工技术
2.1 总体思路
为确保结构及崇文门内大街的安全,对西南出入口隧道过管线采取了地表处理 洞内处理:地表采用地面打管注浆,洞内采用长管径向注浆相结合的方式,达到“改良地层,控制变形;形成隔离,抑制水患;综合治理,保障安全”的目的。
2.2 地表注浆
2.2.1 范围
在每个污水管的上方周边3m范围内进行地表注浆。
2.2.2 孔位布置
地表注浆孔位见图1。
2.2.3 注浆方式选择
由于雨污管周围土体长期的浸泡,土质变得异常疏松,故注浆主要是对管线周围土体进行充填或裂隙注浆。采用“TSS”注浆管,管长4m,注浆管横向间距2m,梅花形布置。注浆管采用Φ32.5,壁厚3.25的水煤气管作花管,管尾1m不开孔。浆液采用CSA特种水泥基双液灌浆料,水灰比1∶1~1.4∶1,注浆压力0.5MPa~0.8MPa。
2)注浆顺序。
采取间隔注单号孔,然后注双号孔,这样有效地形成挤压、密实作用,达到注浆目的。
3)浆液配制及注浆管路连接(见图3)。
4)注浆结束标准。
一序孔(单号孔),采取定量定压相结合方式即当注浆量达到设计值或注浆压力达到设计值且注浆量达到设计值80%时作为注浆结束标准。二序孔(双号孔),采取定压方式即注浆压力达到设计值时作为注浆结束标准。
5)注浆效果检查。
注浆结束后,必须进行注浆效果检查。主要有以下几种方法。
a.分析法:
注浆过程中P—q—t曲线,通过对钻孔、注浆记录进行整理,分析每个孔段的注浆压力和注浆速度以及串浆情况,找出可能存在的注浆盲区。
b.钻孔检查法:
根据注浆记录,在注浆最薄弱的部位确定检查孔。对检查孔进行钻孔检查,检查孔无涌水、涌砂。对检查孔进行注水试验,通过测试其渗透系数综合评价。
6)动态注浆。
因该段隧道的特殊性,对监测累计沉降值(最终沉降值)进行阶段性分解。即根据路面布点及洞内布点的监测数据,结合注浆检查效果,如发现地表沉降量超出设计阶段限制值时,利用TSS袖阀管可重复多次注浆的特点,实施跟踪动态注浆:
a.发现沉降不小于9mm或沉降速率不小于3mm/d时,进行补充注浆,防止沉降进一步扩大;
b.当沉降不小于15mm时,进行跟踪注浆,将路面抬起,防止沉降过大造成建筑开裂;
c.地表跟踪注浆的同时,必要时与洞内注浆相结合。
2.3 洞内径向注浆
洞内径向注浆可以对污水管线周围土体进行超前加固,不仅增加土体的承载力,并起到止水帷幕的作用。土体加固采用“TSS管”注浆。注浆管长度5m,根据管线与隧道的空间位置关系确定注浆管的外插角,如图4所示。注浆材料采用超细水泥浆,浆液的配合比为W∶C=0.5~0.8∶1,外加5%的XPM外加剂和2%的调凝粉以提高浆液的强度并缩短浆液的凝胶时间。注浆压力不得超过0.4MPa。
2.4 监测措施
过污水段除在洞内加强洞内拱顶和收敛监测外,还要加强地表监测。地表沉量测值是反映地表安全和稳定的重要数据,是隧道安全与否最直接、最明显的的反映,易于实现量测信息的反馈。
1)监测仪器。
莱卡NA2002电子水准仪,玻璃铟钢尺。
2)监测实施方法。
a.测点埋设:
根据设计图纸要求,布设原则根据设计图纸要求,在一般地段每10m一个,重要地段是视地质情况加密测点,每隔3m~5m布设一个测点。此处穿污水管线段地表测点沿管线中轴线布设。
b.量测方法:
地表下沉量测主要采用精密水准仪,量测各测点与基准点之间的相对高程差,本次所测高差与上次所测高差相比较,差值即为本次沉降值,本次所测高差与初始高差相比较,差值即为累计沉降值。
c.数据分析与处理:
监测数据的填写、处理与地表下沉相同。如果拱顶下沉超限,可采取以下方法控制拱顶的下沉:改良拱顶岩体或土体的稳定性;改善开挖方法以减小开挖对拱顶围岩的扰动;加强支护等等,或采取以上几种方法进行综合处理。
3)监测频率。
依据监测管理基准,调整监测频率:一般在Ⅲ级管理阶段监测频率可适当放大一些;在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数;在Ⅰ级管理阶段则应加强支护,并加强监测,密切关注工程过程,监测频率可达到1次/d~2次/d或更多。
该段过污水管段监测频率控制在1次/d~2次/d。
4)沉降过大。
在施工中,若沉降超过30mm,则视为沉降过大,应该采取措施。密切关注地表沉降及洞内收敛情况,在已经施工的隧道内注水—水玻璃双液浆,加固被扰动的土体。
3 结语
综合采用以上施工措施,东单站西南出入口隧道施工顺利通过上方管线,管线状况良好,并将地表下沉量控制在10mm以内。
参考文献:
[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科技出版社,1997.
[2]麻永华,贺善宁.建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J].隧道/地下工程,2004(12):74-77.
[3]王先堂.暗挖车站上穿既有区间地层加固施工技术[J].隧道建设,2006(2):28-31.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200807/9088.htm
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