混凝土支撐在市政管線改遷中的應用

張天一，薛 科，楊 波

(無錫地鐵集團有限公司建設分公司，江蘇無錫 214000)

車站一般設在人流量大的鬧市區，周圍房屋密布，道路上管線錯綜復雜，而車站占地面積較大，通常還設有多個出入口，因此管線遷改和保護工作異常棘手。管線改遷是城市軌道交通建設中相對于地面征地拆遷的另一難題，錯綜復雜的地下管線給城軌建設帶來了巨大困難[1]；軌道交通與給水、排水、電力、燃氣、熱力、通信、有線電視等市政管線共同使用著城市地下空間，管線的處理得當與否往往影響著工程進展、施工費用和風險，同時也影響著這座城市的正常運行，如何處理二者之間的關系顯得尤為重要。

現在地鐵施工附近管線改遷分為臨時改遷和永久性改遷，改遷包括原位保護、懸吊保護、隔離防護、加固、移位等。地鐵建設屬于深基坑工程，支撐體系中第一道支撐大部分采用鋼筋混凝土支撐來增加基坑的穩定，而位于最上方的混凝土支撐除了增加基坑穩定和作為施工便道外，人們往往忽略了它的另一個重要的價值，在遇到橫跨地鐵基坑的管線時，由于地鐵施工的特點等因素決定，管線采用遷改等其他管線改遷方法比較困難，這時候就可以利用現有的混凝土支撐來保護，根據管線自身特點，將混凝土支撐施工成管線臨時安全通道，這樣地鐵施工時對管線影響降到最低。

1 市政管線改遷

1.1 市政管線改遷特點

管線改遷是地鐵建設中相對于地面征地拆遷的另一重要方面，但常易被人忽視。地鐵建設的管線改遷具有以下特點[2]：

(1)平面點多面廣。沿地鐵線路各工點均可能碰到管線，改遷范圍廣。

(2)專業種類齊全，產權單位眾多。凡是城市生活所必需的各類管線地鐵建設均會觸及，需對其改遷。

(3)管線改遷社會牽涉面廣、制約因素多、協調工作量大。管線改遷與眾多單位或專業有關，形成眾多接口，互相影響。管線改遷屬改造工程，其復雜性遠高于新建項目。

(4)時間跨度長。管線改遷貫穿地鐵建設始終，分為若干階段，包括主體施工階段、附屬施工階段、管線恢復階段等，從地鐵全線來看，管線改遷的時間跨度會達4～5 a之久。

(5)地形環境復雜、限制條件多樣。地鐵在城市建成區建設時，其周邊建筑密集，管線設施眾多，道路狹窄，可供管線改遷的空間狹小；在新開發區建設時，往往地形、地質情況又不穩定，且工點呈線形延伸，跨域大，每個工點的情況都不一樣。

(6)埋地敷設，缺乏直觀性。許多地下資料因年久缺失、物探困難，直接影響了管線改遷方案的正確性。

1.2 燃氣管線改遷原則

在地鐵施工之前，燃氣管道及其他市政管道均在運行中，為了使地鐵施工順利有序地進行，盡量減少對現有道路交通的影響，地鐵圍擋施工之前應進行交通疏解和管道遷改或保護。根據現有管道的勘探資料，凡在施工圍擋之內的燃氣管道原則上均應進行遷改或保護，一般原則如下[3]：

(1)開挖范圍內的現有燃氣管道應全部廢除，在開挖范圍外周邊新建燃氣管道，以保證管網供氣。

(2)在施工圍擋范圍之內，但不在開挖范圍之中的燃氣管道，應進行必要的管溝保護。

(3)設計遷改中盡量一次到位，避免不必要的重復返工。

(4)遷改或保護后的燃氣管道應滿足現行國家有關標準規范的要求。

2 混凝土支撐在管線改遷中的應用

2.1 工程概況

永樂東路站為無錫地鐵3號線一期工程的第11座車站，位于長江北路東側，與永樂東路斜交。車站為地下二層島式車站，車站長度208.2 m，標準段結構寬18.5 m，埋深約16.3 m，車站頂板覆土約3 m。車站采用明挖順做法施工，豎向設1道混凝土支撐+3道鋼支撐+1道換撐。本站共設2個出入口和2組風亭(1號出入口、Ⅰ號風亭與主體合建、4號出入口及Ⅱ號風亭)。

站內主要管線有：基坑北側DN219燃氣管、DN800雨水管，距離基坑最近處僅3.1 m，最遠處7.0 m，基坑北側的DN400污水管，距離車站最近處5.4 m，最遠處10 m，另外，橫跨基坑的DN219高壓燃氣管、DN 1000雨水管、DN600污水管、DN500給水管可利用車站主體第一道混凝土支撐臨時跨基坑安置保護。永樂東路站部分管線改遷圖見圖 1。

圖1 永樂東路站部分管線改遷

2.2 改遷方案的提出

如橫跨基坑的DN219高壓燃氣管為壓力管，由于氣體具有易燃易爆的危險性，雖然在平面、高程上可以調整，但在敷設時盡量做到平直、少彎曲、減少彎頭。開挖范圍內的燃氣管全部廢除，在開挖范圍周邊新建燃氣管道以保證用戶用氣。燃氣管線嚴禁懸吊，需埋地敷設，而DN219高壓燃氣管橫跨基坑，車站長度208.2 m，基坑標準段結構寬18.5 m，如果將橫跨車站的管線沿車站圍護外圍改遷則導致施工難度大、成本高且對周邊環境影響大，因此在無遷改路由時，可采取原位保護措施，現場環境可知，第一道混凝土支撐施工完成后進行基坑開挖，后續施工時這道混凝土支撐除了起到支撐基坑穩定作用，其他作用基本沒有，而后續施工時對第一道混凝土支撐影響小，混凝土支撐自身結構穩定且橫跨基坑，這時就可以利用第一道混凝土做成管線臨時安全通道，將管線遷改進臨時安全通道內，這是非常安全有效的方法，在地鐵施工正常進行同時確保了管線的正常使用。

2.3 主要施工方法

管錢改遷流程圖 2所示。

圖2 管線改遷流程

(1)施工準備階段，按照管線資料，會同監理工程師及相關單位一起調查和復核周圍地下管線的情況，查明管線類型、規格、走向、埋深，并征得有關部門或單位確認，要時可采用開挖樣洞或采用物探技術進行調查，請地下管線的管理單位監護人員到現場進行交底，查明管線的確切位置，做好記錄。當發現與業主所提供的地下管線現狀圖不符的管線，及時報告有關單位，并請其進行復核。

管線平面位置、埋深全部調查清楚后，用3 cm寬黃漆將管線類型、輪廓、走向等在地面繪出，地面用射釘在地面安裝管線保護牌，周邊懸掛管線信息牌，同時，對進場管理人員及民工進行管線信息說明教育，確保人人知曉管線位置、類型、走向，為管線保護做好宣傳和警示工作。

如永樂東路站DN219燃氣管線處于基坑正中央，南北走向，橫跨基坑，埋深1.67 m。

(2)永樂東路站標準段第一道混凝土支撐截面尺寸800 mm×1 000 mm，相鄰2個混凝土支撐中心間距為9 000 mm。為了利用支撐保護管線，提前制定管線改遷方案，在混凝土支撐施工前，確定管線路線處混凝土支撐的位置。然后根據管線的特點，增大管線路線附近2根第一道混凝土支撐的截面積，做成異形混凝土支撐，使管線改遷施工時便利、成本小且對周邊環境影響小。如在榭雨街管線路線處的異形混凝土支撐截面尺寸變更為800 mm×1 800 mm，相鄰混凝土支撐中心間距變更為6 000 mm。以異形混凝土支撐為主要承重結構，在2個異形混凝土支撐中間再施工臨時底板和蓋板，構成臨時安全通道，將管線遷改進安全通道內，避免了施工時對管線產生影響，見圖 3。

(3)先開挖并施做冠梁，第一道混凝土支撐，在相鄰2道混凝土支撐底部施工300 mm厚的底板和300 mm厚頂板，頂板處需開檢查口。臨時通道凈空寬5 200 mm、高1 200 mm，橫跨基坑。

(4)將臨時安置的管線改遷鋪設至安全通道內。新建燃氣管道采用聚乙烯燃氣管，與現狀鋼管采用鋼塑過渡接駁。通道內采用C20素混凝土填實，燃氣管嚴禁暴露在空氣中。在管道位置需要做好警示標牌。如燃氣管通道位置，在管道的正上方平整的敷設警示帶，距離管頂的距離宜為30～50 cm，但不得敷設于路基和路面內。

2.4 地燃氣管保護措施

(1)為控制燃氣管沉降，通道下立柱樁需進行后注漿以提高承載力。

(2)現場內管道埋深較淺的位置上不能堆放重物，不能安放吊車或泵車的承重腿。管道附近嚴禁挖機施工，防止破壞管線。

(3)埋設管道監測點，及時掌握管線沉降、位移信息，從而確保管線安全并達到預警預報信息化施工的目的。

(4)設立管線保護領導小組，一旦現場發生燃氣管挖斷、泄漏等事故，管線保護領導小組應啟動應急預案并上報上級領導，迅速隔離事故現場，撤離無關人員和群眾。

(a)DN219燃氣管線保護平面 (b)DN219燃氣管線保護剖面圖3 DN219燃氣管線保護布置(單位：mm)

(5)燃氣管道改遷后施工人員需記錄位置，在之后施工過程中不要去開挖、擾動埋管區域。對各施工班組進行改遷位置交底。

3 結束語

城市軌道交通與城市管網共同使用著城市地下空間，地鐵施工與管線保護密不可分，管線保護根據現場施工環境，采取基坑支撐保護管線，能夠縮短施工工期，降低施工成本，并對周圍環境影響減到最小。