地铁建设中的管线改迁

./地铁建设中的管线改迁摘要地铁与市政管线共同使用城市地下空间。结合地铁工程实践,介绍了管线改迁的特点及其与地铁建设互动的途径和方法,为地铁建设与现状市政管线的矛盾提出了解决问题的思路及要点,供新建地铁前期工作参考。关键词地铁建设;管线改迁;基本方法

地铁与市政管线同处于地表浅层地下空间,二者在使用城市有限的地下空间时,需要互相避让,化解矛盾,既保证市政管线的正常使用,又不影响地铁基坑的开挖。管线改迁处理得当,能大大节约工程投资,缩短工期。1地铁管线改迁的特点

管线改迁是地铁建设中相对于地面征地拆迁的另一重要方面,但常易被人忽视。地铁建设的管线改迁具有以下特点:

<1>平面点多面广。沿地铁线路各工点均可能碰到管线,改迁围广。

<2>专业种类齐全,产权单位众多。凡是城市生活所必需的各类管线地铁建设均会触及,需对其改迁。

<3>管线改迁社会牵涉面广、制约因素多、协调工作量大。管线改迁与众多单位或专业有关,形成众多接口,互相影响。管线改迁属改造工程,其复杂性远高于新建项目。

<4>时间跨度长。管线改迁贯穿地铁建设始终,分为若干阶段,包括主体施工阶段、附属施工阶段、管线恢复阶段等,从地铁全线来看,管线改迁的时间跨度会达4～5年之久。

<5>地形环境复杂、限制条件多样。地铁在城市建成区建设时,其周边建筑密集,管线设施众多,道路狭窄,可供管线改迁的空间狭小;在新开发区建设时,往往地形、地质情况又不稳定,且工点呈线形延伸,跨域大,每个工点的情况都不一样。

<6>埋地敷设,缺乏直观性。许多地下资料因年久缺失、物探困难,直接影响了管线改迁方案的正确性。

<7>管线保护要求高,风险大。燃气、电力等都是高危管线,给排水承插口管对沉降敏感,易发生事故。

地铁建设易与管线发生矛盾的围或环节见表1。2管线改迁的策略2．1管线改迁的基本方法

地铁管线改迁工程的基本方法包括永久改迁、临时改迁<截断>———回迁<恢复>、原位<支托/悬吊>保护等。

<1>永久改迁:将影响地铁施工的管线按照城市规划一次性改迁到位,不再回迁<见图1>。

<2>临时改迁:在无法满足规划要求时,为地铁施工临时将管线改移到施工区外,待地铁土建施工完成后,管线再按规划回迁恢复<见图2>。

<3>原位保护:在周边条件无法满足管线改迁要求或改迁成本较高时,为保证地铁施工又不影响管线正常运营,采用支托或悬吊的方式将管线在原管位<或附近>保护起来<见图3>。<是指原"位"而非原"管",对承插口的管一般需换成钢管才能便于支托或悬吊。>2．2管线改迁的基本原则

应从利于施工<地铁及管线改迁等>、保障安全<管线运行及施工安全等>、减低扰民、节约投资等角度考虑管线改迁。管线改迁的基本原则主要有:

<1>最优路径原则。选择最佳路径方案<如线路尽可能短>。

<2>等容量改迁原则。个别管条件允许可适当预留未来1～2年的扩容需求。

<3>综合比选原则。永久改迁、临时改迁、原位悬吊保护需权衡,原则上能永久不临时,能临时不悬吊。

<4>避让主干管原则。避让管线需权衡投资及工程难易程度,一般主干管线尽量选择避让。

<5>分阶段原则。管线需配合地铁基坑分阶段进行改迁和恢复。

<6>管线改迁设计"两区分"原则。①现状管线与改迁施工的管线区分开;②永久改迁、临时改迁、悬吊保护三途径区分开。

<7>先改后拆原则。应先完成改迁,使新管投用后才能拆除现状旧管线。2．3管线改迁的流程

管线改迁的流程如图4所示。3管线改迁在地铁实践中的应用

市政管线与地铁结构如何在有限的空间和谐共存,体现了设计和施工人员的智慧。本文结合应用实例,从不同角度叙述在设计和施工中一些解决问题的思路。3．1管线改迁适应地铁结构的解决问题思路3．1．1明挖法改迁

适用于施工用地宽裕的管线永久或临时改迁,属于管线改迁的基本方法,不再详述。3．1．2利用定向钻技术实施改迁

适用工况:

<1>管线改迁施工区域不具备开挖条件,如城市建筑密集区、交通繁忙的城市主干道等。

<2>管道对坡向无严格要求。

<3>管材需具备一定的柔韧性,如PE管等。

<4>管线在平面和竖向上都可实现弧形钻进,完成改迁。

由于管道路径是一弧线,对城市管网的规划布局有一定影响,因此,该方法在条件受到限制时才使用,不宜大规模采用。

实例:地铁某站采用定向钻进技术铺设主干路下管道,管道为Ф400PE主管+Ф630PE套管;燃气管改迁方案为从南侧深南路侧绕行<如图5、图6所示>。实施该方法成功完成了燃气管改迁,同时只开挖、占用深南路一条车道,减少了扰民。3．1．3巧用顶管施作

适用工况及特点:

<1>管线改迁区域不具备明挖条件,如开挖将对市民影响很大或征地拆迁困难。

<2>管道对坡向有严格要求,一般管径较大,埋设较深。

<3>管材刚性,如混凝土管等。

<4>管线在两井之间只能直线顶进,完成改迁。实例:深南路某通道出入口施工污水管改迁<见图7>。现状污水管从出入口敞口部纵向穿过,埋深6m,与结构冲突,必须永久改迁。采用顶管施工,经核对标高,对南迁方案进行了优化,管线从出入口部下穿通过,对出入口施工不造成影响。接入现状井只需夜间施作即能完成,且其处于进入深南路的右转匝道处,对深南路基本不造成影响,同时避免了迁移有多年树龄的数棵大树等。由此可见顶管在管线改迁中的独到作用。3．1．4化整为零,分而治之

其思路为将现状合并的管道拆分,分别处理。适用工况:对标高有严格要求的管道<如排水管>改迁。改迁时进行拆分有利于分别解决管道与主体之间的标高矛盾,从而优先保证了主体的功能及经济性。

实例:地铁1号线世界之窗5号通道为公交车从地下总站到地面的出口<见图8>,现状Y6Y18段雨水管需永久改迁。由于Y4Y16间为主体施工区及疏解车道,此迁不具备管线施工条件,因此需往南横穿5号通道迁改管道。

因标高矛盾,将Y6Y18拆分为Y6Y4、Y5Y17分而治之以解决矛盾。设计Y16Y17且抬高标高,以便跨过5号口顶板沿南侧敷设,利用其收集南侧路面雨水;5号口北侧敷设Y6Y4段,待过了5号口再两管汇合接入原状雨水渠Y5Y6。3．1．5临时明敷

适用工况:对既不能永久改迁,临时埋地敷设也不够管位的地方,可考虑临时借用地上空间,竖向上重叠布设,临时明敷<或架空>,待地铁基坑完成后,再按规划恢复埋地敷设。明敷降低了管线安全性,需注意。

实例:如图9所示,东门站受东侧和北侧大厦的限制,通信、给水干管均只能从南侧改迁,因电信管道为48孔<截面1180mm×600mm>,给水管直径为1000mm,而基坑边的管位只能容纳下一个专业管道,故设计电信埋设,给水管明敷在地面。3．1．6临时截断<拆除>

适用工况:有些特定条件下的管不需改迁即能临时拆除,待地铁完工后再恢复。主要有以下三种情形:

<1>重力流管线在基坑围的部分为该条管线的起始端<源头>,无上游接入管。

<2>短时间临时截排。在地铁围护结构施工遇到排水管线时,为不影响施工进度,临时采用泵抽排越过施工的管段。此方法适于施工时间不长,废除管线较短的情形。

<3>片区管网有其它可替代管线。有的区域管道已连成网,或局部改造即可实现连网,临时截断某一段,有其它管路维持管线功能。

实例:如图10所示,燕南站燃气管线在车站施工路段实施临时改迁,管位紧。通过研究片区管网得知,该片用气点仅为一个,如能从北侧振兴路接入,则该段燃气管即可暂时废除,遂按此思路设计连通<图中粗实线>。地铁完工后,振华路恢复管线,使片区的燃气管连成了网。3．1．7悬吊管线

适用工况:①管线横跨基坑,跨度不太长;②管线永久改迁和临时改迁都无路径空间。特点及注意点:

<1>排水承插口管应先换为其它接口牢固的管材方宜悬吊。

<2>管线改迁难度减小,同时主体施工难度增加、工效降低。因此尽可能将管线集中在一处合并悬吊,减少对地铁基坑施作的影响。

<3>悬吊排水管时,管井应距基坑有一定的安全距离,否则应对管道穿围护结构及管井处采取加固密封措施,避免管道泄露水入基坑酿成事故。3．1．8倒边施工

适用工况:当管线改迁的三个基本方法都不具备条件时,需要地铁土建配合,创造临时改迁条件———倒边施工。

如图11所示,在地铁主体施工完成后,受场地限制,科苑站附属结构采用了土建倒边施工:下半幅基坑暂不开挖,供雨水箱涵<3．9m×1．2m>临时改迁为D2200mm管,上半幅基坑施工完后原位恢复箱涵,再行施工下半幅基坑。3．1．9管线改迁与地面拆迁相结合

适用工况:适用于处理管线的各方法。一些改迁方案得到地面拆迁的协助,方案得以优化,有的路径缩短,有的临时改迁优化为永久改迁,大大减少了人力、物力及时间成本。

实例:燕南站基坑上方有两座老式的油式变压器,位于基坑围,需结合改迁更换为干式变压器,但振华路为繁华街区,寸土寸金,道路上已无位置,最终结合地面拆迁,要求变压器的使用者按目前房地产通行做法,谁使用谁提供房间场地,解决了该问题,按干式变压器一次永久改迁到位,达到了各方均满意的改迁结果。3．2地铁土建适应管线改迁的解决问题思路3．2．1平面位置调整

适用工况:

<1>主体结构位置有调整余地,调整后满足地铁使用要求。

<2>遇主干管。其管径越大,流量越高,影响面越广,改迁代价也越高,要尽量避让。

注意点:

<1>要保证前期物探资料的准确性,调查掌握准确的现状管线的种类、尺度、标高、材质、性质等。

<2>注意区分主体结构边线与围护结构边线<开挖边线>,改迁设计应依据开挖边线,管线需改至开挖线以外。

实例:香蜜站2号出入口位置的优化<见图12、13>。原出入口方案需对出水厂的D1800mm给水干管和4回电力110kV线缆实施改迁。为避免两个主干管线改迁,经与规划协商,调整了人行道及出入口位置,降低了工程实施难度。3．2．2竖向调整标高

适用工况:对标高坡向有严格要求的重力流管道,当平面改迁不经济或无路径空间时,主体竖向标高调整。考虑经济性,必要时地铁顶板局部采用凹槽设计处理。注意点:

<1>及时配注截面图,清晰表达管线与地铁结构的相对关系,有效避免标高错漏。

<2>地铁顶板结构标高应加上防水层、保护层的厚度。有反梁时,要核对反梁与管线的标高。

<3>对暗挖通道,还应考虑管道与拱顶的安全距离因素。

实例:前海路站跨前海路与桃园路十字路口布置<见图14>。现状沿前海路有一深4．8m的D1350mm污水管横穿车站基坑中部,采用顶板局部预留凹槽的设计方案处理:管线位于车站中部,调整站厅风管布局,使车站顶板局部下凹,为污水管留出管槽。4地铁建设管线改迁的关键要点

<1>确保管线物探资料的准确。建设中一些工点常因物探难度大、调查不详实而影响和困扰工程的正常实施。

<2>取得管线业主单位及地面征地拆迁的大力支持。

<3>关联因素考虑周详,避免因遗漏导致方案反复调整。

<4>设计时,具体问题具体分析,熟谙改迁方法思路,灵活运用,反复比选,确定最优方案。

<5>施工中,主体与管线施工密切配合,互相支持,合理安排交叉工序,以节省时间及人财物成本。

<6>认真仔细的现场工作。现场复杂,且多是埋地构筑物,缺乏直观性,必须做认真细致的现场工作才能顺利推进工程建设。5结语

地铁与市政管线在共同使用城市地下空间时应和谐共处,良性互动,实现共赢。要达到这一目标,就要熟悉管线永久改迁,临时改迁,悬吊支托保护,地铁土建倒边、管线临改,地铁建筑结构避让等基本方