地铁施工中管线原位保护方法

地铁施工中管线原位保护方法

摘要：随着城市轨道交通的迅速发展，地铁施工主要集中在建筑物较为密集的区域进行，施工红线范围内往往存在各类市政管线；基坑工程施工对地下管线影响不容小觑，对于一些重大，迁改周期长、迁改困难的，且制约着工程施工进度的管线。采用原位保护的方法对整个工程的施工工期、投资、环境等影响具有较大意义。Keys：轨道交通；地铁；管线；迁改；原位保护；1.工程概况：昆明市市轨道交通2号线二期工程宝丰村站为明挖地下二层岛式站台车站，车站外包总长395.90米，标准段外包宽度38.3m，标准段基坑深度约为17.20～19.05m，端头井及局部下沉段基坑深度约为18.76m～21.27m。基坑总体采用800mm地下连续墙+混（钢）支撑的围护形式，明挖顺做法施工。2.管线保护方案车站总体呈东西走向，与之平行的一条排水管线距离基坑围护最近4.738m，埋深7.4m左右，为避免在基坑开挖过程引起周围地层移动，从而导致埋设于地下的管线也随之移动。如果管线的变位过大或不均，将使管线挠曲变形而产生的附加的变形和应力。故设计采用在围护墙及排水管之间施工一道Φ800@1500旋挖桩排桩对其进行隔离保护。排水管线、围护结构及隔离桩位置关系如下图：3.排水管及隔离桩相关参数：（1）排水管位于基坑北侧，与基坑纵向平行，直径2m，混凝土材质管道；（2）桩径：800mm、桩心间距：1500mm，桩长：17.748~19.908m；桩底土层：粉土层，混凝土强度：C30，保护层厚度：70mm。4.隔离桩保护施工：施工方法：（1）测量放样根据建设单位批准提供的红线区和水准点资料，由专职测量员用GPS依照设计图纸建立轴线控制网，并埋设永久性标志，控制点尽量布设在非施工区域，并对桩位坐标进行放样，用水准仪测算其标高，测量放样数据经监理和第三方测量单位认证后组织施工。（2）护筒施工1）护筒应坚实、不漏水。护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。护筒接头处要求内部无突出物，能耐拉、压。2）钢质护筒厚2cm，护筒内径应比桩径≥200mm，护筒顶端高出地面300mm。3）护筒埋设中心位置与桩位允许偏差≤20mm，护筒倾斜度的偏差不得大于0.5％，埋设必须进入原状土20cm。4）护筒埋设完毕后，桩位中心点插上Φ12钢筋并拉线十字交叉，以利桩架就位对中。5）护筒埋设后，四周需用粘土回填、压实，防止钻孔时浆液漏失。（3）成孔施工1）成孔质量标准见下表：表4.1-1成孔质量标准统计表序号项目标准1成孔方法旋挖成孔、泥浆护壁2桩径允许偏差.≤20mm3桩长以设计桩长主控，进入持力层为辅4垂直度允许偏差≤1/2005孔底沉渣≤50mm6桩位允许偏差≤20mm1）安排专职施工人员在现场负责管理，熟练掌握隔离桩的各项参数后，钻孔桩的施工才能开始。2）钻孔前，对施工人员作全面的技术交底，使施工人员对钻孔所在地区的地质和水文等情况。3）设备必须完好，钻孔必须有记录。4）施工过程中，若发现钻孔位置处的地质情况与设计图纸上描述的有显著差别时，应书面报告请示监理工程师，在监理工程师批准之前不得进行下一步工作。5）根据桩位处的地质、水文等条件以及桩的尺寸，选择适合的钻孔方法，并符合规范的有关规定。6）桩机就位前先用挖机对场地进行平整，保持桩机底座水平、坚固，桩机钻杆调整铅锤，对准护筒的中心。7）施工时使用1台YTR200DH旋挖钻机、1台SR205-C10旋挖钻机进行成孔施工。（4）钢筋笼制作1）钢筋笼制作标准见下表。表4.1-2表钢筋笼制作标准统计表项目主筋间距箍筋间距保护层厚度钢筋笼标高钢筋笼直径钢筋笼长度允许偏差mm±10±20±10±10±10±502）钢筋笼制作场地保持平整。3）钢筋笼主筋采用直螺纹机械连接或焊接。4）螺旋筋与主筋应全部连接牢固，采用绑扎固定时应为双铅丝绑扎。5）定位钢筋每隔2m设置1道，每道均匀设置8个，确保钢筋笼钢筋混凝土保护层厚度达到70mm。6）成型的钢筋笼应堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。（5）钢筋笼吊装1）整个钢筋笼最重为1.528t（含吊具），主筋采用直螺纹机械连接固定或焊接，采用直螺纹机械连接固定时上下节主筋对准后，同步旋转各个接驳器钢套筒。2）钢筋笼制作完成后由内驳车搬运至桩位附近，采用25t汽车吊主吊副吊同时进行吊装。副吊吊点位于钢筋笼下部1/4位置附近，主吊吊点位于钢筋笼上部1/4位置附近，将卸扣扣在吊点位置附近的钢筋笼加强环筋上。起吊时，主吊副吊同时起吊保持钢筋笼水平离车，随后内驳车撤离吊装现场，主吊缓慢上升吊起钢筋笼使钢筋笼由水平变成竖直，吊装过程中控制副吊高度，避免钢筋笼末端碰到底面。3）钢筋笼下放时，使钢笼中心对准孔位中心，扶正后并缓缓匀速下入孔内，严禁摆动碰撞孔壁，一般采用正、反旋转慢慢地逐步下沉，放至设计标高后应立即固定。4）钢筋笼在吊运过程中，由于钢筋笼直径大其在纵向抗弯能力较差，必要时在笼内加临时性支撑，以提高钢筋笼的刚性。（6）浇注混凝土1）混凝土运至浇注地点时，应对坍均度检测并观察其是否有离析显现，不满足设计及规范要求的不准使用。2）混凝土采用浇制浇捣架浇注并应连续进行，单桩浇灌时间不宜超过8小时。3）导管采用直径260mm的管节组成，接头采用法兰连接带有密封圈，保证不漏水不透水，避免泥浆进入导管，导致砼离析堵管。4）浇注混凝土的数量应作记录，应随时测量并记录导管埋置深度和混凝土的表面高度。导管口最小埋置深度为2～6m，一次提升导管高度不得超过6m。5）浇注过程中，应将孔内溢出的泥浆引流至泥浆池集中处理，防止周围的环境污染。6）混凝土灌注前、清孔完毕后，应迅速安放混凝土漏斗与隔水胶球，并将导管提离孔底0.5m。混凝土初灌量必须保证能埋住导管1～2m。7）每次灌注，必须按规定测坍落度二次，孔口随机取样一组(三块)，试块应标明桩号、日期、并放入养护室内28d养护。8）混凝土浇灌中应防止钢筋笼上浮，在混凝土面接近钢筋笼底端时灌注速度应适当放慢，当混凝土进入钢筋笼底端1～2m后，可适当提升导管（高度宜小于0.5m），导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼，灌注过程中切忌导管口高于混凝土面。9）桩身实际浇注混凝土的方量不得小于理论方量1.05倍，并不得大于1.3。10）为了保证桩顶质量符合设计要求，混凝土实际浇灌高度应高出桩顶0.6m，满足超灌要求，且要保证混凝土中不夹泥浆。5.管线监测在基坑工程施工期间，对基坑支护体系、基坑周边保护对象、地下管线进行变形监测，为施工提供及时有效监测信息，指导施工，采取必要的措施，确保施工安全和减少对环境的影响。（1）现场巡视1）现场巡视范围周边环境：基坑周边1～3倍基坑开挖深度范围之内的外部周边环境对象。工程结构自身：基坑全部开挖面及支护体系。2）现场巡视对象和内容基坑北侧的污水管线：管线检查井等附属设施的开裂及进水：包括裂缝宽度、深度、数量、走向、位置、发展趋势、井内水量等。基坑周边道路及地表：a.地面开裂：包括裂缝宽度、深度、数量、走向、发生位置、发展趋势等；b.地面沉陷、隆起：包括沉陷深度、隆起高度、面积、位置、发展趋势等；c.地面冒浆/泡沫：包括出现范围、冒浆/泡沫量、种类、发生位置、发展趋势等。主体基坑：a.围护结构体系有无裂缝、倾斜、渗水、坍塌；b.支护体系施作的及时性；c.基坑周边堆载情况;d.地层情况；e.地下水控制情况；6）地表积水情况等。（2）监测点布置沿管线延伸方向每15m布设1个沉降测点。监测点布设在地下管线的节点、转角点、位移变化敏感或预测变形较大的部位，采用位移杆法在管体上布设直接竖向位移监测点，无法布设直接竖向位移监测点时，采用在地表或土层中布设间接竖向位移监测点，本车站周边地下管线监测共布设122点。（3）监测频率及控制值表5.1-1基坑与周边环境监测频率表

基坑监测等级施工工况一级开挖前2次/周开挖0～5m1次/1天开挖5～10m1次/1天开挖10～15m2次/1天开挖>15m～浇垫层2次/1天浇好垫层～浇好底板后7d内1次/2天浇好底板后7d～30d内1次/2天浇好底板30d～180d1次/15天表5.1-2管线变形控制值项

目监测对象变化速率（mm/d）累计值（mm）备注管线位移刚性管道压力管315DN1000污水管6.管道保护效果分析1）监测情况：DN2000污水管在车站基坑开挖到结构回筑过程中，上浮累计最大变形量5mm、侧移累计最大变形量4mm，污水管附近地表沉降累计最大变形量8mm，均满足设计及规范要求，污水管处于安全可控状态，说明隔离桩原位保护措施可以稳定管身变形，满足管道安全及功能性使用需求。2）本工程隔离桩施工总计工期34天，较之管线迁改的常规方案，工期提前及成本节约效果均十分明显，利于工程推进。此管道原位保护方案2021年实施完成，至今已运行将近一年，根据产权单位跟进观测数据显示，未出现管道沉降的问题。7.结语据监测和现场实际情况反馈，本工程采用隔离桩排桩对污水管保护效果显著。总结下来，一方面：加固基坑被动区土体对控制地表沉降和变形有较大意义；开挖过程中，较少开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑的时间尤为重要；以及通过控制降水来较少对环境的影响。另外一方面：采用隔离桩排桩主动的对排水管进行隔离保护。采用原位管线保护的方法，