關(guān)于管線排遷工作在城市隧道建設(shè)中的思考

梅 勇 文

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110166)

1 工程概況

沈陽(yáng)市南北快速干道工程南段隧道為城市公路隧道，為上下行分離的雙洞四車道隧道，設(shè)計(jì)行車速度為60 km/h。隧道起點(diǎn)位于沈河區(qū)五愛街科普公園，沿五愛街向北至風(fēng)雨壇街，接地點(diǎn)位于南樂郊路，隧道南側(cè)敞開段長(zhǎng)237 m，北側(cè)敞開段長(zhǎng)200 m，暗埋段長(zhǎng)2 755 m，隧道全長(zhǎng)3 192 m。隧道采用蓋挖順做法施工，隧道頂部與綜合管廊共建，工程于2017年9月通車運(yùn)營(yíng)，見圖1。

2 管線排遷難點(diǎn)及思路

隧道沿線現(xiàn)狀道路為雙向八車道，主要道路紅線寬度40 m，兩側(cè)部分建筑基本貼紅線建設(shè)。由于本隧道穿越城市中心繁華區(qū)，自然條件復(fù)雜,且受周邊環(huán)境限制因素多。

道路現(xiàn)狀地下市政公用管線種類齊全，且多為主干管，管線類型主要有雨水、污水、給水、電力、通信、熱力、燃?xì)獾龋也糠止芫€在施工過程中不能進(jìn)行臨時(shí)排遷。隧道基坑采用蓋挖法施工，為保證施工空間，基坑范圍內(nèi)的市政管線都需進(jìn)行排遷或保護(hù)。因此，如何提高排遷水平、選擇適宜的施工工法、減少隧道施工對(duì)城市交通和環(huán)境的影響、降低管線排遷成本等問題，也就成了隧道建設(shè)過程中的重要環(huán)節(jié)。

2.1 工作思路及流程

1)應(yīng)根據(jù)隧道主體工程平面布置圖，結(jié)合施工方案確定施工范圍線(即管線排遷范圍線)。2)調(diào)查了解施工范圍線內(nèi)各種管線的詳細(xì)資料和規(guī)劃資料，并向相關(guān)管線產(chǎn)權(quán)單位了解管線使用情況。3)根據(jù)隧道主體工程施工方案、施工工序和管線規(guī)劃情況，在充分征求管線產(chǎn)權(quán)單位意見基礎(chǔ)上進(jìn)行管線排遷方案設(shè)計(jì)，并對(duì)相關(guān)管線的永久排遷、臨時(shí)排遷、原位保護(hù)等方法進(jìn)行比選。4)組織相關(guān)部門對(duì)管線排遷方案進(jìn)行聯(lián)合審查，在充分征求各方意見的基礎(chǔ)上確定排遷方案。

2.2 一般原則

結(jié)合本項(xiàng)目情況，由于南段隧道頂部設(shè)置了綜合管廊，采用“上廊下隧”組合結(jié)構(gòu)，管線排遷需結(jié)合遠(yuǎn)期管線入廊情況按照臨時(shí)排遷和永久排遷考慮。應(yīng)靈活運(yùn)用，多次比選，確定最優(yōu)方案，達(dá)到各類管線與隧道結(jié)構(gòu)在有限空間內(nèi)和諧共存的目的。根據(jù)本工程隧道及綜合管廊合建的特點(diǎn)，考慮無綜合管廊路段管線按規(guī)劃管位排遷，局部困難地段考慮二次搬遷；有綜合管廊地段管線結(jié)合工籌考慮，入廊管線臨時(shí)排遷，不入廊管線按規(guī)劃管位排遷。

1)兼顧考慮管線排遷自身安全、隧道基坑安全、周邊建筑物安全，盡量減少對(duì)周邊環(huán)境及交通的影響。2)因地制宜，選擇合適的管線排遷方法。永久排遷、臨時(shí)排遷、原位保護(hù)等需綜合考慮，原則上能永久不臨時(shí)，能臨時(shí)不懸吊。3)結(jié)合隧道基坑分階段施工情況進(jìn)行管線排遷和恢復(fù)。4)主干管線需兼顧排遷成本及實(shí)施難度等因素，盡量選擇避讓，且排遷過程中優(yōu)先考慮。

3 設(shè)計(jì)重點(diǎn)及解決對(duì)策

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員除了對(duì)工程自身結(jié)構(gòu)專業(yè)具備較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)外，還應(yīng)加強(qiáng)城市隧道設(shè)計(jì)過程中管線排遷的重視程度，提高管線排遷方案設(shè)計(jì)水平。

1)管線敷設(shè)應(yīng)遵循一定的順序，并考慮對(duì)建筑物的合理距離要求。建議遵循先深后淺，按照排水、給水、燃?xì)狻崃Α㈦娏Α㈦娦诺软樞蜻M(jìn)行排遷，局部根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際條件調(diào)整。排遷過程中應(yīng)根據(jù)距離建筑的遠(yuǎn)近安排管線的位置，排水管線由于埋深較深，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離建筑物，最小不應(yīng)超過2.5 m；高壓燃?xì)夤芫€一般不應(yīng)超過6 m，當(dāng)采取保護(hù)措施時(shí)，最小不應(yīng)小于3.5 m；超過DN200的給水管線，距離建筑物不小于3 m。

2)加強(qiáng)隧道主體基坑及管線排遷基坑設(shè)計(jì)對(duì)周邊建筑物的風(fēng)險(xiǎn)性意識(shí)，盡量使兩者同步進(jìn)行，聯(lián)合考慮。為減少工程風(fēng)險(xiǎn)，盡量使隧道基坑中心遠(yuǎn)離周邊建筑物。在奉天街路口附近，隧道基坑距離既有建筑物最近距離約3.0 m，由于該處建筑物為5層磚混結(jié)構(gòu)，基坑外側(cè)管線排遷空間有限，且隧道基坑施工對(duì)建筑物會(huì)帶來一定的影響。結(jié)合基坑外管線排遷風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，認(rèn)為原設(shè)計(jì)方案存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過比選后減小平面曲線半徑，使隧道基坑距建筑物的安全距離適當(dāng)加大至約6.0 m，從而減少隧道基坑及管線排遷基坑兩者施工給周邊建筑物帶來的不利影響，見圖2。

3)隧道工程的附屬節(jié)點(diǎn)應(yīng)在前期方案設(shè)計(jì)期間加以重視，避免制約總體位置布設(shè)。由于城市隧道在道路下方穿行，隧道開挖基坑兩側(cè)空間有限，需要放置臨時(shí)或永久排遷的管線，除了標(biāo)準(zhǔn)橫斷面外，隧道斷面還有一些斷面橫向加寬段，如緊急停車帶、與隧道主體合建的設(shè)備用房、消防水池及人員出入口等同樣需考慮市政管線排遷的情況進(jìn)行合理布設(shè)，管線排遷方案影響結(jié)構(gòu)布設(shè)方案，兩者相輔相成，相互影響。

4)針對(duì)不同管線，建議根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取不同的靈活處理措施。對(duì)于既不能永久排遷，臨時(shí)埋地敷設(shè)也不夠管位的地方，可考慮臨時(shí)借用地上空間，豎向上重疊布設(shè)，采取臨時(shí)明敷或架空方式，待隧道基坑完成后，再按規(guī)劃恢復(fù)埋地敷設(shè)。例如電力管線可采取架空方式，部分設(shè)于隧道基坑圍護(hù)樁兩側(cè)，采用鋼架托起；電信管線由于管線較小，可全部架空于道路兩側(cè)有效空間內(nèi)。給水管線可視管徑大小采取設(shè)于基坑內(nèi)的方案，對(duì)管徑小的可用鋼架托起；當(dāng)管徑較大，為考慮基坑安全，可放置于基坑外地面上，冬季在管外加設(shè)防凍保溫層。

5)重要管線排遷方案需結(jié)合主體結(jié)構(gòu)施工安全和工期因素進(jìn)行考慮。在文化路以南道路中間平行于隧道走向存在一雨水暗渠，尺寸為2.4 m×2.4 m，段落長(zhǎng)度600 m，前期設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合本項(xiàng)目隧道頂部設(shè)置綜合管廊的有利條件，考慮先期施作綜合管廊的雨水艙，將暗渠接入管廊雨水艙后再進(jìn)行其余管線排遷及后續(xù)施工，經(jīng)多次方案比選，確定雨水艙采用“獨(dú)樁托換”保護(hù)。隧道施工期間，由于其頂部管廊雨水艙內(nèi)需排水，對(duì)雨水艙下方的土體開挖及隧道主體結(jié)構(gòu)施工步序要求嚴(yán)格，工期較慢，不太符合本工程建設(shè)實(shí)際工期的要求，且存在一定的施工風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)場(chǎng)施工期間，經(jīng)參建各方共同研究決定對(duì)排水暗渠臨時(shí)改移至坑外施工，見圖3。

6)沿線橫向交叉路口的管線排遷，應(yīng)結(jié)合交通通行情況做好應(yīng)對(duì)措施。管線排遷需與施工場(chǎng)地布置及交通疏解緊密結(jié)合，經(jīng)常采用分期圍擋進(jìn)行交通疏解。在橫向交叉路口處，對(duì)于接入處理方式管線，待隧道兩側(cè)縱向管線完成后接入管網(wǎng)；對(duì)于直埋處理方式管線，需要穿越路口，結(jié)合施工階段翻排，見圖4。

a.施工第一階段左側(cè)路段區(qū)域管線翻排和隧道，橫向管線及交通保持現(xiàn)狀；b.施工路口左側(cè)縱向管線和蓋板，交通右側(cè)繞行，管線臨排至右側(cè)路段第二階段施工區(qū)域；c.施工路口右側(cè)縱向管線和蓋板，交通左側(cè)繞行，管線臨排至右側(cè)路段第二階段施工區(qū)域；d.施工第一階段右側(cè)路段區(qū)域管線翻排和隧道，橫向交通恢復(fù)原狀，管線保持臨排位置。

4 特殊性管線處理

1)針對(duì)管線排遷中特別繁瑣的管線，在前期方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該引起重視，盡量避免后期出現(xiàn)管線不能排遷導(dǎo)致主體工程位置調(diào)整帶來一系列重大調(diào)整。

例如110 kV以上電纜的排遷，由于電力對(duì)社會(huì)生產(chǎn)及生活影響較大，電力部門對(duì)超過110 kV以上的電力管線排遷審批十分慎重，且流程較長(zhǎng)，排遷時(shí)間有時(shí)達(dá)半年以上，對(duì)工程建設(shè)工期方面影響較大。針對(duì)施工影響范圍內(nèi)的110 kV電纜進(jìn)行保護(hù)，也就成為工程建設(shè)中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。

南段隧道左線第一處緊急停車帶上方存在電力隧道，內(nèi)部布設(shè)多排電力管線，其頂部距離地面約6 m，空間平面位置與隧道主體相沖突，該電力隧道為城區(qū)內(nèi)電力輸送的主要干線，不能進(jìn)行中斷和改遷。為保證工程順利進(jìn)行，綜合考慮后決定對(duì)電力隧道進(jìn)行托換保護(hù)處理。具體措施是先在地表蓋挖體系下方施作電力隧道的支撐樁及樁頂托梁，樁頂托梁內(nèi)側(cè)通過植筋方式與基坑圍護(hù)樁鑲嵌牢固。然后進(jìn)行電力隧道底土體開挖，采用臺(tái)階法進(jìn)行暗挖，并用格柵鋼架噴射混凝土支頂上部電力隧道，開挖過程中做到隨挖隨支，并加強(qiáng)監(jiān)控，確保電力隧道安全，見圖5。

2)對(duì)于超過DN426的煤氣管線和DN1 200自來水管線應(yīng)進(jìn)行排遷方案比選，盡量少排遷或者不排遷。因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)爆管事故，對(duì)市民生活及社會(huì)影響較大，自來水超過DN800以上管徑的爆管后水流量極大，對(duì)隧道基坑自身安全也會(huì)造成一定的威脅。

5 注意事項(xiàng)

1)要保證前期管線成果資料及物探資料的準(zhǔn)確性，調(diào)查掌握準(zhǔn)確的現(xiàn)狀管線的種類、尺寸、標(biāo)高、材質(zhì)、性質(zhì)等，以便采取針對(duì)性的排遷和保護(hù)方案。2)隧道基坑開挖前，應(yīng)結(jié)合管線資料詳細(xì)核定管線位置，管線周邊2 m范圍內(nèi)嚴(yán)禁使用大型機(jī)械開挖；在靠近隧道基坑圍護(hù)樁施工時(shí)，先探挖出管線再施工；針對(duì)管線埋深大的情況，盡量采用人工挖孔作業(yè)或挖孔超過管線范圍后再進(jìn)行旋挖作業(yè)，以確保管線安全。3)根據(jù)不同性質(zhì)的管線，建立各類管線的管理基準(zhǔn)值，通過監(jiān)測(cè)及時(shí)掌握管線變形情況，及時(shí)調(diào)整管線排遷方案及施工工藝，確保管線全過程處于安全、可控狀態(tài)。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著城市地下工程建設(shè)的迅速發(fā)展，為配合隧道及地下工程建設(shè)，管線排遷設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和管線設(shè)計(jì)人員所面臨新的難題。結(jié)合地下工程管線排遷的階段性施工的特點(diǎn)，在下述方面值得重視：1)隧道及地下工程前期方案階段，在充分了解工程范圍線內(nèi)各種管線詳細(xì)資料的基礎(chǔ)上，管線排遷方案設(shè)計(jì)與主體工程方案設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，并充分考慮施工時(shí)的各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)各個(gè)專業(yè)緊密結(jié)合，才能保證主體方案的嚴(yán)密性，合理性。2)管線排遷應(yīng)堅(jiān)持“安全、便捷、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用”的原則，保證管線施工過程安全和運(yùn)營(yíng)安全，并合理考慮對(duì)周邊環(huán)境及建筑物的影響。3)需結(jié)合主體工程施工工序及交通疏解情況合理安排管線排遷方案，盡量一次改遷到位，盡量避免不必要的多次排遷。4)地下工程施工完成后，管線恢復(fù)應(yīng)符合城市的總體規(guī)劃或產(chǎn)權(quán)單位要求，盡量考慮永臨結(jié)合。5)重要管線能否排遷及排遷方案對(duì)主體工程方案影響較大。結(jié)合周邊環(huán)境情況，主體結(jié)構(gòu)平面位置及縱斷設(shè)計(jì)時(shí)考慮盡量躲避，困難受限時(shí)，需采取針對(duì)性的保護(hù)措施。

[1] GB 50289—98，城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范[S]．

[2] 孟凡良,徐 輝.深圳地鐵3號(hào)線施工中管線遷改設(shè)計(jì)[A].全國(guó)排水委員會(huì)2011年年會(huì)論文集[C].2011．

[3] 李燕疆.深地鐵建設(shè)中的管線改遷[Z].2012.