地铁明挖基坑地下管线保护

摘要：地铁车站施工一般处于市区之内，地下管线分布较多。本文以上海地铁11号线的某车站施工为例，探讨了地下管线保护措施在明挖基坑施工过程中的实际应用。本文通过该站实际施工中管线保护的经验及方法措施，总结了较为实用的地铁车站地下管线保护方案。

关键词：地铁明挖基坑 地下管线保护 实际应用 保护方案

中图分类号：U231+2 文献标识码：A

1．概述

地下管线保护是城市地铁车站施工中频繁面对的一个问题，在地铁施工中处于十分重要的位置，直接影响到车站施工成败。为此，本文结合上海地铁11号线某车站的实际施工经验，介绍车站管线保护方案在实际施工中的应用，并对地铁车站管线保护做进一步的探讨，以期提高地铁车站管线保护的效果和质量。

该车站施工范围内地下管线较多，车站横向道路通过站区的管线主要为上水管、雨水管、污水管、燃气管、通信管、电力排管及电力架空线（通信合杆）；车站纵向道路通过站区的管线主要为上水管、雨水管、污水管及电力电缆，另有两条高压架空线斜穿车站东侧。详见管线统计表1.1、表1.2。

表1.1 车站纵向道路路段主要管线统计表

表1.2车站横向道路路段主要管线统计表

2.管线前期调查分析

首先在工程施工前，加强对施工区域管线的调查工作，将工作做在前面，防患于未然。在施工前，首先根据物探图，摸清现状各管线的管位和走向，对明确的管线按20m距离打一样洞，确认其埋深和走向，在管线转角处，须找到转角位置，明确角度变化后管线的走向。并插小木牌，小木牌标明管线名称、走向、埋深等。在用挖掘机进行沟槽开挖时，管线保护员、施工员随时监测，并指挥操作。在整个开挖过程中，各岗位均要有人到位，严禁擅自离岗。挖掘机驾驶员须有较高的业务水平，并有良好的配合意识，能坚决服从指挥。

3.基坑周边管线保护施工方法

提前做好准备，及时予以防护。根据管线的种类，材质走向和位置，可分别选用以下几种方法防护:A.隔离法。通过钢板桩、树根桩、深层搅拌桩等形成隔离体，限制地下管线周围的土移、挤压或振动管线。这种方法适合管线埋深较大而又临近桩基础或基坑的情况。对于管线埋深不大的也可采用隔离槽的方法，隔离槽可挖在施工部位与管线之间，也可在管线部位挖，即将管线挖出悬空。隔离槽一定要挖深至管线底部以下，才能起到隔断挤压力和震动力的作用。B.支撑法。对于土体可能发生较大沉降而造成管道悬空的，可沿线设置若干支撑点支撑管线。支撑体可考虑是临时的，如打设支撑桩、砖支墩、沙袋支撑等；也可以是永久性的，对于前者，设置时要考虑拆除时的方便和安全，对于后者一般结合永久性建筑物进行。C.土体加固法。可能由于土体超挖和坍塌而导致地面沉降和土移的，可以采用注浆加固土体的办法。一是施工前对地下管线与施工区之间的土体进行注浆加固；二是施工结束后对管壁或井壁松散土和空隙进行注浆充填加固。此外，在砂性土层，且地下水位又较高的环境中开挖施工时，为防止流砂发生，也可用井点降水法。D.选择合理施工工艺。基坑开挖、地下连续墙施工可采用分段开挖、分段施工的方法。使管线每次暴露局部长度，施工完一段后再进行另一段，或分段间隔施工。对于桩基工程，可以合理安排打桩顺序，如临近管线的桩先打，退着远离管线的方向打桩，以减少对管线的挤压，还可考虑调整打桩速率的方法，如打打停停，对减少土中的孔隙水压力活着打桩四周设置排水沙井、塑料排水板，使孔隙水压力很快小时，减少挤土效应。顶管工程施工，对临近管线区域，可以放慢顶进速率，以及减少一次顶进距离的办法，做到勤顶勤挖，减少对土体的挤压力，顶头穿过管线区后，勤压膨润土，以充填顶头切削造成的管壁外间隙，减少地面沉降。基坑回填时分层夯实，钢板桩拔除时及时用砂充填空隙并在水中振捣密实，尽量缩短管线受影响区的施工时间等。E.对管线进行搬迁、加固处理。对便于改道搬迁，可以在基础工程施工之前先行临时搬迁改道，或者通过改善、加固原管线材料、接头方式，在管线下方预先铺设一层素混凝土以防止管线的不均匀沉降，重要的管线如煤气、电力等浇筑整体混凝土做为管线的放置平台，或浇筑混凝土将整个管线包裹，增大管线的抗变形能力，以确保土移时也不失去使用功能。F.卸载保护。施工期间，卸去管线周围、尤其是上部荷载、或通过设置卸荷板等方式，使作用在管线及周围的土体上的荷载减弱，减少土体变形和管线的受力，达到保护管线的目的。

4.基坑范围内管线保护措施

4.1车站2、3号出入口地下管线保护措施

2#出入口与3#出入口横跨基坑管线种类多，对管线的保护要求高，施工难度大，管线具体详见下表。

表2.1车站横向道路车站2#出入口管线保护措施表

根据各管线埋深和结构情况，需在圈梁上预先做支撑管线的钢筋砼支墩，再用贝雷梁、H型钢束梁作为受力梁保护管线。在出入口开挖前做好管线保护的准备工作，方便管线施工，具体保护方案见图2-1、附图2-2。

4.2 车站2、3号出入口地下管线保护施工工艺

（1）管线探挖与暴露

施工时，人工将管线上部土方分层开挖完毕，将管线暴露出来，开挖时根据现场情况放坡，坡度不小于1：1，并做好排水，保证边坡稳定。

图2-1管线保护剖面图

图2-2管线吊装示意图

（2）管线保护梁安装

结合圈梁标高及管线埋深情况，在圈梁上砌钢筋混凝土支墩，然后将H型钢梁安装在钢筋混凝土支墩上。然后在H型钢梁两侧用10#槽钢焊三角支撑，固定在钢筋混凝土支墩上。

（3）管线悬吊施工

按照设计位置，将管线底部土体抽槽，安装槽钢扁担及加固。在管线接口处可增加悬吊装置。

在管线悬吊加固过程中，技术人员现场用水准仪监测。具体步骤为：暴露管线用水准仪测管线标高初值抽槽悬吊加固管线旋紧螺母后管线跨中隆起1～2mm，加固完毕。

（4）结构施工过程中管线保护措施

管线悬吊加固全部完毕后，经检查合格后方可进行管线下部土方施工。由人工配合小挖掘机开挖管线下方土体，现场有专人指挥。

施工中注意管线的监测保护，有较大变形时，立即采取加固措施，确保管线安全。

管线的监测点主要为沉降观测点，在管线上布置直接点，基坑内管线上按1～2m间距布置，基坑外按3m、6m、9m间距布置。施工中根据工况和规范要求频次监测，对数据进行回归分析，用计算机绘制沉降曲线，全过程掌握管线沉降情况，发现超出各管线监测警报值后应立即采取加固措施。

监测发现管线变形超过警报值后，根据沉降情况适当调整管线保护梁悬挂吊杆的长度，将管线标高调整合适，保证安全。如发现管线变形调整无效，则立即加设吊点或加设保护钢梁。

（5）管线恢复

出入口结构顶板达到设计强度后，恢复管线底部填土，人工配合小型机械夯填土至管线底，不易夯实部位以砂砾换填，保证管线落于稳固的基础上。

管线稳固后，拆除悬吊的贝雷梁及支墩，人工夯填土方至原地面平。

4.结语

本文以上海地铁11号线的某车站施工为例，探讨了地下管线保护措施在明挖基坑施工过程中的实际应用。本文通过该站实际施工中管线保护的经验及方法措施，总结了较为实用的地铁车站地下管线保护方案，包括管线调查前期调查分析、基坑周边管线保护施工方法、基坑范围内管线保护措施，并将管线保护贯穿到了整个施工过程中，较为全面、有效的解决了地铁明挖车站的管线问题。