橫跨地鐵明挖基坑大直徑污水管線保護技術

劉治富

中鐵三局集團橋隧工程有限公司，四川 成都 610083

1 工程概況

京廣南路車站為端頭廳島式車站，總長為193.8m，基坑標準段寬7.5m，主體為地下三層三跨結構。馮莊路站主體結構為地下兩層兩跨矩形框架結構。車站左線總長為256m，右線總長為298.6m，標準段寬20.1m。東西橫跨1、2號出入口基坑上方，1號出入口污水管線直徑為800mm、埋深4.07～4.1m，2號出入口污水管線直徑為1000mm，埋深4.1～4.15m，每節管體長度為2m。

2 保護方案

污水管線保護的2個方案對比如表1所示。經方案對比，決定優先采用費用少、施工方便、工期周期短、風險相對較低的污水管線原位加固保護方案，出入口施工周期為2個月。

表1 污水管線保護方案對比

3 污水管線保護的主要技術要點

3.1 圍護結構灌注樁施工管線保護

（1）圍護樁施工期間，與污水管線存在空間干擾時，在許可范圍內優先調整樁位。

（2）嚴格控制圍護樁筒底部埋深，以管線底部對應標高為參考，前者略低500mm，目的在于給鉆孔施工創設良好的條件，以避免鉆頭碰撞管線的情況。局部施工條件特殊，該處污水管線埋深較大，此時采取全站儀和洛陽鏟探測的方式，精準確定其具體敷設位置，再根據此方面情況調整鉆頭轉動范圍，避免干擾。

（3）護筒緊鄰管道埋設施工時，回填作業可采用素土材料，不宜用碎石等破壞性強的填料。

（4）為避免護筒與管線直接碰觸的情況，應在兩者間設置隔離物。

3.2 土方開挖的管線保護

（1）放坡開挖。①通過兩級放坡的方式開挖基坑，單層深度為2.5m，平臺寬0.7m，在形成臺階結構后組織放坡作業，上、下部分別為1∶0.65、1∶0.8。邊坡易在施工期間發生失穩現象，采用鋼筋網噴混凝土的方式進行有效防護，結構層厚度為10cm。②開挖前進行全面的清理，確保開挖現場無雜物堆積現象。若因施工需要而在挖方邊坡上側堆放材料時，應嚴格控制其與基坑邊緣的距離，需達到1m以上，以免在堆載作用下導致本就薄弱的基坑邊緣發生失穩現象。③隨著土方開挖作業的推進，待達到設計要求后，在坑底設邊長為300mm的立方體集水坑，提高污水排放效率，避免基底遭到浸泡。④開挖至基底且通過質量檢驗后，用C25素混凝土澆筑施工，形成厚度為10cm的墊層。

（2）土方開挖。土方開挖具體施工步驟為清理地表→放灰線→基坑開挖→抄平→修底→墊層。施工要點如下：①開挖均采用反鏟式挖土機大面積開挖，人工配合修坡修底。有地下管線時采用人工開挖，避免機械破壞管線。開挖至原有污水管頂部1m范圍內時采用人工開挖。②基坑開挖采用二級放坡形式，基坑分兩次開挖，第一層平臺上部土方開挖深度為2.5m，放坡坡度為1∶0.65；第二層開挖平臺下部土方，并用人工修挖到設計標高，第二層土方一次性挖至人工修土面。

（3）基坑內管線加固區的開挖。施工人員需密切關注基坑開挖進尺，所處位置距污水管頂500mm處時暫停開挖，通過人工作業的方式按1∶1放坡開挖，管道兩側土方的開挖進度應相同，否則易由于某側土壓力過大而使管道失穩。經管道開挖作業后，及時清理外部，若無誤則采取加固措施。①以地下管線所處位置為準，在安全距離外灑石灰線，形成防護區，不宜在線內組織機械開挖作業，從而有效防護管道。②管道周邊由施工人員開挖，管道露出后隨即采取防護措施，并在開挖期間加強檢查，及時處理質量問題，消除安全隱患。③根據污水管網的運行特點，在夜間23：00至次日凌晨3：00組織污水段的開挖作業，原因在于該時段的污水排放量最小，管線保護工作可高效開展。④安排專員在現場指揮，協調好作業關系，以安全為前提高效完成開挖作業。

3.3 污水管線管體的防護

經開挖處理后，清理管道，綁扎保護梁鋼筋，將預埋鋼筋和吊環設置到位，再澆筑C35混凝土，形成管道加固結構。澆筑過程中用振搗棒處理，減小混凝土內部的空隙量，確保其具有密實性。施工人員應嚴格控制振搗棒的作業點位，不可碰觸預埋鋼筋。在污水管和圍護樁節點兩處，分別設置規格為800mm×2000mm的混凝土梁，此裝置能夠作為污水保護梁固定支座使用。梁體通過噴射混凝土的方式制作而得，正常情況下分3次完成。對于無圍護樁的區域，其加固作業采取的是土釘和網噴混凝土相結合的方式。每層開挖過程中，待深度達到1～1.5m后即可搭設土釘錨桿，再噴砼支護，形成厚度至少達600mm的防護層。支護基礎嵌入基坑底部的部分應達到0.5m或更多，但不宜超過1m，經施工后再用碎石回填超挖部分，輔以夯實處理措施，全面確保穩定性。

（1）鋼筋施工要點。①基坑內保護梁主筋單根長度按9m控制，外部鋼筋長度為3m，前者綁扎到位，后者焊接。②以設計要求為準，在指定加工廠制作鋼筋，經檢驗后轉運至現場，用汽車吊高效轉移至待安裝區域，將其安裝到位。③鋼筋施工前進行放樣測量，然后綁扎鋼筋。④鋼筋在鋼筋加工場加工驗收后，由汽車吊或其他垂直運輸設備吊運到所施工板塊進行安裝綁扎，鋼筋的安裝綁扎順序為支撐筋安裝→梁頂縱向鋼筋及外箍筋鋼筋綁扎→梁中部縱向鋼筋綁扎→梁底層縱向鋼筋綁扎。⑤鋼筋骨架綁扎中的搭接綁扣不應松動和脫扣。為了增加成型后鋼筋骨架的整體性，可以在骨架中適當位置用電弧焊點焊幾點。

（2）模板施工要點。模板施工以18mm厚的木模板為宜，龍骨采用的是尺寸為100mm×100mm的方木，配套適量鋼管作為支撐裝置使用。頂部設置對拉螺栓，達到有效加固的效果；嚴格控制水平支撐點的位置，不宜與土面發生接觸關系；設置墊腳塊，以模板或方木為材料制作而得。①模板拼接后應形成嚴密的整體，錯臺量不宜超過2mm。澆筑前通過灑水的方式潤濕模板，但需嚴格控制水量，避免積水。②為滿足后續順利脫模的施工要求，在使用模板前均勻刷涂脫模劑。③保護梁施工時預設拱度，根據作業情況以及規范要求起拱值取跨度的1/1000～3/1000，經計算后確定為20mm。

（3）混凝土施工要點。①配制C35商品混凝土，作為澆筑施工材料。澆筑前做好清倉作業，不可殘留鐵絲、土石塊等影響混凝土工程性能的雜物，同時需適當潤濕底模。②縱向按先兩端后中間的順序依次澆筑，橫向按先兩側后中間的順序澆筑，全程有序推進，遵循對稱澆筑原則，單層厚度以30cm為宜。③混凝土通過檢驗后由汽車泵及時運輸至現場，盡可能縮短中途間隔時間。車輛應平穩運行，避免混凝土離析。④取污水管線正中心處，將其作為澆筑點，設置規格為70cm×70cm的模板，形成緩沖力層；嚴格控制導管的位置，與緩沖層間距不宜超過40cm。⑤保護梁與支座梁形成交接區域，該部分的施工難度較大，應加強澆筑與振搗。梁部位可從側面插入振搗，遇鋼筋分布較為密集的區域時，用φ3.5cm的細振搗棒處理，提高其密實性；結合區域的受力特殊性組織二次振搗，以免因截面變化而誘發收縮裂縫。振搗作業遵循的是快插慢拔的原則，每處振搗持續時間至少需達到30s，不可出現過振或漏振現象。⑥經前述施工后，先用木抹子抹平，目的在于清理多余的水分；隨著混凝土的逐步成型，終凝后用鐵抹子壓光，提高其表面平整性。⑦養護是收尾環節，但易對混凝土的質量造成影響。在混凝土初凝后即可進入養護環節，覆蓋麻布，適當灑水，使混凝土維持濕潤的狀態，養護應達到14d或視實際情況延長。如發生污水管道破裂、斷管問題，必須快速封堵上游管道，然后采用大功率污水泵將污水抽排至下游管道內或臨近市政排水管道內。封堵方式采用管道封堵氣囊（充氣管塞）進行封堵，管道封堵氣囊封堵速度快、操作簡單。封堵過程中，污水泵要同時開啟，以減少水壓，污水泵參數需與污水排量相同，或多臺污水泵同時工作，封堵方向為污水檢修井下游管道口。封堵后快速破除破裂管道，置換成整體鋼管，套入原有污水管道內，然后采用鋼梁懸吊保護。

4 結束語

綜上所述，地鐵車站施工期間常遇到與污水管線等既有建（構）筑物交叉的情況，施工期間需采取防護措施，做好保護工作，營造安全的施工環境。對此，施工單位可通過對橫跨地鐵明挖基坑大直徑污水管線保護技術展開分析，以此進一步提高自身的施工水平，從而更好地提高地鐵車站基坑大直徑污水管線相關工作的安全性與經濟性。