軌道交通工程污水管原位保護(hù)分析

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1工程概況

本污水管路位于津泰路—吉庇路下埋層，東西走向，橫穿八一七路。管路為圓形混凝土管，內(nèi)徑1400mm，外徑1680mm，壁厚140mm，管路頂高程約為羅零高程2.294，凈埋深約為5.7米。在污水管上部且與污水管近似平行有一根直徑1000mm給水鋼管，埋深約0.8米。本段污水干管匯集了約325公頃面積的污水，由北大路、鼓西路、通湖路、吉庇路和津泰路污水干管轉(zhuǎn)輸，最后排入六一路污水干路，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)污水管路采用頂管施工，單元管節(jié)長(zhǎng)度為2米。南街地下管道所屬產(chǎn)權(quán)單位不允許永久遷改，污水干管臨時(shí)遷改方案如下:

1.1保持原管不動(dòng)，利用結(jié)構(gòu)措施增加“底座”保護(hù)原管;

1.2污水干管臨時(shí)遷改，主體施工完后遷回原管位;

1.3原管不動(dòng)，暗挖矩形頂管下方施工軌行區(qū)，污水管至南門兜站軌行區(qū)上方不開挖。三個(gè)方案均可行，綜合專家討論意見，建議采用第一方案，并對(duì)第一方案進(jìn)行如下幾點(diǎn)完善:L形支護(hù)結(jié)構(gòu)外伸長(zhǎng)度加長(zhǎng)，形成“內(nèi)八”形狀，盡量縮小支護(hù)結(jié)構(gòu)開口距離，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)復(fù)核;連續(xù)墻成槽之前，周邊需進(jìn)行土體加固;土體加固深度與連續(xù)墻同深;對(duì)污水管支撐，可以采用吊管方案;開挖過程做好應(yīng)急預(yù)案要求，準(zhǔn)備哈夫接口，用于管材的堵漏。

2原位保護(hù)方案及難點(diǎn)分析

2.1施工前探管定位

由于該管道直徑大，埋深大且?guī)ぷ鳌Ｈ羰┕ら_挖前不對(duì)其位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位很可能在周邊土體加固的過程中對(duì)該管造成不可修復(fù)的破壞，后果不堪設(shè)想。經(jīng)過綜合比對(duì)分析采用電理學(xué)方法有較大的可行性。于是通過充電法(電位法、梯度法)，查明該排水頂管的平面投影位置，根據(jù)電位數(shù)據(jù)，利用專業(yè)軟件形成電位曲線圖，電位最高值處即為污水管正上方。由于測(cè)線一離充電點(diǎn)的位置近，因此所測(cè)電位值比測(cè)線二偏高，但曲線形態(tài)不受影響。按照管線大致線路，垂直于管線方向共布置了2條勘探線勘探線走向大致南北向，與八一七北路平行，勘探線以原封路的門墩北邊為準(zhǔn)，第一條勘探線起點(diǎn)為22m～11.5m，第一條勘探線起點(diǎn)為17m～5.5m。測(cè)線一:根據(jù)電位數(shù)據(jù)結(jié)果綜合對(duì)比，確定測(cè)線一的異常位置為16.0m處，該處即為污水管線的平面位置投影。測(cè)線二:根據(jù)電位數(shù)據(jù)結(jié)果綜合對(duì)比，確定測(cè)線二的異常位置為11.5m處，該處即為污水管線的平面位置投影。結(jié)論:通過此次充電法勘探，查明了污水管線的平面投影位置，離自來水管北側(cè)邊緣約1米。測(cè)線一的污水管異常位置為16.0m處，測(cè)線二污水管的異常位置為11.5m處。

2.2開挖前管道兩側(cè)土體加固及開挖

按南街總體施工組織設(shè)計(jì)要求，開挖過程嚴(yán)格按照“縱向分段、豎向分層、平衡對(duì)稱、先支后挖”的原則進(jìn)行施工，因津泰路范圍在2013年底已形成鋪蓋系統(tǒng)，故該段開挖屬于全蓋挖施工。在基坑土體開挖前為避免逆做段缺口有土體流出或土體坍塌，首先應(yīng)對(duì)逆做段污水管兩側(cè)及自來水管兩側(cè)的土體進(jìn)行加密處理，加密采用Φ600mm高壓旋噴樁進(jìn)行，水灰比1:1，漿液中摻入早強(qiáng)劑。每個(gè)缺口施工8根高壓旋噴樁，共32根，其中污水管頂上(靠近自來水管)的3號(hào)樁共8根，樁長(zhǎng)為5m，1號(hào)樁、2號(hào)樁共24根，樁長(zhǎng)為21m，1號(hào)樁與3號(hào)樁樁間距為1m，2號(hào)樁梅花型布置于1號(hào)樁、3號(hào)樁樁間。目前32根樁樁位位于吉庇路及八一七路路口，施工時(shí)間需選擇在夜間22:00～次日凌晨5:00，采用局部封路形式，在高噴施工前需提前與交管部門進(jìn)行協(xié)調(diào)封路事宜，提前將樁位進(jìn)行放樣，并使用Φ110mm取芯機(jī)將所有樁位處既有砼路面取芯完成。缺口處高壓旋噴樁土體加固完成7d后可組織進(jìn)行土方開挖。

2.3蓋挖作業(yè)及分層施工

為避免開挖過程中污水管受土體偏壓而發(fā)生變形或開裂滲水，要求必須對(duì)稱開挖，開挖過程從第二作業(yè)面往南和從第三作業(yè)面往北分層放坡開挖，放坡坡率為1:1.5，第一次開挖開挖至位置停止。隨著土體逐步開挖，污水管東西兩側(cè)各5米長(zhǎng)板墻逆做段同步施工，污水管以上每個(gè)逆做單元高度1米，分6節(jié)，污水管以下每個(gè)逆做單元高度為0.6米，共18節(jié)(自來水管以上為鋪蓋板，并一次性直接開挖至－3.5米深)。第1、2、3逆做段施工完成后，在鋪蓋下方已形成3.5米高作業(yè)空間，為避免后期開挖過程中土體滑塌造成污水管擾動(dòng)開裂而滲漏，計(jì)劃將地連墻缺口兩側(cè)各十米范圍進(jìn)行高壓旋噴樁加固，樁徑600mm，樁長(zhǎng)17.5m，樁間距2.0m，污水管兩側(cè)各兩排高噴加密加固，樁間距1.0m，梅花型布置。豎向加固完成后對(duì)污水管上下部分的土體進(jìn)行斜向加固，樁基礎(chǔ)與水平地面成45度夾角，管上部樁長(zhǎng)5m，管下部樁長(zhǎng)10m，雙排平行布置。為縮短土體固化時(shí)間，本次高壓旋噴樁漿液中加入早強(qiáng)劑。

2.4開挖后逆做墻板施工土體加固

完成后板墻逆做段的高度逐段開挖逐段施工逆做板墻，第4逆做段、第5逆做段施工完成后污水管周圍1.0m范圍開挖由機(jī)械開挖改為人工開挖，開挖過程要注意管體的保護(hù)，避免利器觸碰污水管，隨之完成第6逆做段施工。

2.5管道的支托

第6逆做段施工完成后，污水管頂面已全部露出土面，技術(shù)人員需對(duì)污水管頂進(jìn)行精確抄平，確定污水管各部位的準(zhǔn)確高程，根據(jù)托梁及底座梁的結(jié)構(gòu)高度計(jì)算出托梁牛腿的高程值，按照牛腿的構(gòu)造大樣圖焊接安裝托梁牛腿，并在已施工的地連墻同樣高度植筋安裝鋼板并焊接牛腿，托梁與格構(gòu)柱、托梁與地連墻連接節(jié)點(diǎn)大樣。牛腿焊接完成后，按設(shè)計(jì)圖紙要求，托梁采用HN700×300×13×24工字鋼，單側(cè)長(zhǎng)度約20.3米，底座梁采用圖9蓋挖位置高噴樁及支護(hù)樁剖面圖HW300×300×10×15工字鋼，每根長(zhǎng)度7米，按1米間距垂直污水管均勻布置。按設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)大樣，將托梁與格構(gòu)柱、托梁與地連墻固定牢固。人工從基坑?xùn)|西兩側(cè)對(duì)稱逐根開槽開挖穿入底座梁，當(dāng)基槽開挖至污水管底50cm時(shí)穿入底座梁，穿梁過程采用兩臺(tái)35挖掘機(jī)從兩端通過鋼絲繩索配合施工穿入，其中一臺(tái)機(jī)械懸掛鋼絲繩牽引鋼梁，另一臺(tái)機(jī)械推動(dòng)鋼梁，托梁與底座梁間采用M24螺栓連接。“底座”支拖鋼梁固定完畢后加以吊筋補(bǔ)強(qiáng)。管底每隔1米設(shè)置一個(gè)半圓形托環(huán)，吊筋與托環(huán)焊接，上端與固定在頂板的預(yù)埋件焊接。吊筋材料采用直徑25mm間距1米鋼筋。

2.6管道的保護(hù)

在底座上用鋼板密焊把污水管保護(hù)起來，并預(yù)留注漿孔，待鋼板焊完后，注漿填滿空隙，施工混凝土底座，底座最后與兩邊連續(xù)墻相連。待所有保護(hù)措施到位后，繼續(xù)開挖施作連續(xù)墻及主體結(jié)構(gòu)。待最終主體施工至污水管處，底座以外的工字鋼便可鋸除，腰梁及支撐亦可拆除。

3效果分析該

D1400污水管線原位保護(hù)的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，業(yè)主、監(jiān)理、施工單位都高度重視，各項(xiàng)措施都落實(shí)到位，給水管、主污水管兩側(cè)及以下土體順利開挖，開挖過程中板墻逆做同步施工。在該段施工過程中，基坑變形最大累計(jì)15mm，污水管累計(jì)變形3mm，均處于安全可控狀態(tài)。該成功案例為福州地鐵工程施工在大管徑地下污水管線處理方案方面積累了經(jīng)驗(yàn)。

作者：嚴(yán)濤 單位：福州建工(集團(tuán))總公司