关于轨道建设对供水管道影响的概述

【摘 要】 本文主要分析在城市轨道建设的过程中，由于车站主体、隧道等建筑物的建造对供水管的影响，以及对供水管采取的保护措施。

【关键词】 轨道建设、供水管、沉降监测、保护措施

随着经济社会的发展，各大城市不断扩张，市内路面交通渐渐不堪重负，开发地下空间，建设城市轨道成为全国各大城市的优选方案。为了减少对地面建筑物的影响，城市轨道的车站及隧道大多是沿在各大主干道路建设，这就跟城市供水管主管道的供水路由相近，所以在轨道建设的过程中会直接影响供水管道的安全。分析轨道建设的关键环节，同时对供水管道进行合理的布点监测以及采取必要的保护措施。

一、轨道建设的主要工程及影响水管安全的关键因素

（一） 车站主体（竖井）建设

车站主体（竖井）一般采用深支坑开挖的方式建造，虽然车站主体周边做好止水墙，但还是会有地下水的渗漏，随着深支坑深度的增加，在没有采取措施的情况下，地下水的渗漏量会越来越大。若地下水过度流失，周边的土体就会下沉塌陷，供水管也会随之沉降，当累计沉降量达到一定值时就会发生爆管的事故。所以对于车站主体（竖井）的建设，控制好地下水的渗漏是保证供水管安全的前提。

（二） 盾构机开挖隧道

在一般情况下，城市轨道隧道的建设主要利用盾构机进行机械开挖，在探明地质条件的情况下，盾构机在盾进的过程中对周边管线的影响是很少的，正常情况下做好管线的沉降监测即可。

（三） 矿山法开挖隧道

在轨道隧道的开挖过程中，若遇到中（微）风化岩等强地质条件的时候就需要做坚井然后用矿山法进行人工开挖。除了要关注地下水的渗漏情况外，还要注意矿山法爆破施工的影响。这就需要在爆破的过程中监测震速，保证震速在允许的范围内，以免由于爆破震动导致水管破裂。根据国家《爆破安全规程》规定，地下管线所能承受的最大允许安全震动速度为1.5cm/s。[1]

二、供水管道的监测[2]

1、监测单位的要求：对于供水管道的监测，除了施工单位监测外，还应该聘请有资质的第三方监测单位进行监测，并将监测结果报送施工单位和管线的权属单位，以保障数据的准确性和可靠性。

2、监测点的布置：在供水管道中心位置顶面埋设沉降板进行观测。沉降板由钢底板（尺寸宜20cmX20cm，厚0.4cm）、金属测杆（可选用Φ16mm钢筋或镀锌铁管）及保护套管（可选用直径不小于Φ50mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管）组成。沉降板埋设于水管顶，采用中粗砂回填密实，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在周围填筑相应填料稳定保护套管，完成沉降板埋设工作，采用电子水准仪按国家二等精密水准测量方法进行观测。对于车站主体等深支坑工程周边的管线，沿线监测点的布置间距不应大于10米，而盾构施工沿线管线的监测点布置间距可放宽至30米。

3、监测方式：引起供水管破裂的原因是由于供水管局部产生过大的位移量。所以对供水管的监测包括竖向位移监测和水平位移监测。竖向位移通常是由于土体沉降造成的，水平位移通常是由于深支坑支护措施不到位导致的土体横向位移造成的。

4、监测数据的要求：在工程动工前就应该做好监测点的布置及初始值的监测。监测数据最好能在现场采用仪器记录后，数据自动传输，减少人为的错误。用计算机对收集的资料进行分析，绘制各种类型的表格和曲线图，对监测结果进行一致性和相关性分析，预测供水管的安全性，及时反馈给施工单位指导施工。监测数据应包含（但不限于）如下信息：监测点的平面布置图、监测点的编号、初始值和对应的时间、本次测量时间及监测值、本次沉降量、累计沉降量、相邻监测点的斜率等。

5、报警值和极限值的设立：一般情况下，供水管是允许一定的位移量。但由于管材的不同及使用时间的长短，对供水管位移的报警值和极限值都有不同的要求，而且难以界定。根据以往的经验，无论是钢管还是水泥管，在位移量累计到15mm时还是没发生过漏水事故，所以可以将供水管位移量的报警值和极限值定为10mm和15mm。

6、建立信息反馈系统：监测取得的数据经整理后当以“日报”、“周报”、“月报”等形式上报。“日报”中除了当日所测的各项数据外，还应有当日工况记录及对数据的简要分析。当数据达到或超过报警值时立即报警，以便及时采取相应的措施确保施工安全和周围环境的安全。每次观测后应立即对原始数据进行填表制图，剔除异常值，进行初步分析，并将资料整理齐全，建立资料数据库考备存档。观测数据出现异常时，应分析原因，必要时应进行重测。

三、供水管道的保护

（一）袖阀管注浆

当供水管的监测累计沉降量达到报警值时，就要采取对应的措施。轨道施工方面要采取防止地下水渗漏等措施，减缓土体的沉降。这里主要详细讲述针对水管采取的保护措施。常用的保护措施为袖阀管注浆加固土体的方法。工艺图如附图1：[3]

1、 测量定位：根据监测点可以明确管位及管道埋深，有条件的地方最好能挖出管的断面，进一步明确管位、埋深和管材。在管道两侧布置注浆点。管道越大，注浆点要布得越密，同侧两个注浆点的间距不宜大于三米。

2、钻孔：采用套管护壁水冲法钻进成孔。

（附图2：钻孔机）

注浆孔可垂直于地面在管两侧注浆，也可倾斜钻进管底注浆。在管的同一侧最好能间隔布置垂直孔和倾斜孔注浆。注浆深度宜由深到浅，首次注浆宜在管底2-3米处。

3、下管：首先根据引孔深度连接袖阀管，袖阀管上口露出地面20cm，将连接好的袖阀管下口用尖底封好，然后将袖阀管下入孔中，要确保袖阀管下到孔底。

附图3：袖阀管示意图

4、 洗孔：用高压水对孔内进行清洗，减少孔内沉渣泥浆比重。

5、注浆：采取分段式注浆，每段注浆长度成为注浆步距。开口钢管长度为注浆步距长度。注浆步距一般选取0.6--1.0米，这样可以有效地减少地层不均匀性对注浆效果的影响。注浆过程中，每段注浆完成后，向上移动一个步距的芯管长度。每完成3--4米注浆长度，要拆除一节注浆芯管。注浆结束后，在注浆管上口盖上闷盖，以便于复注施工。

（二） 注浆过程中的注意问题

1、钻孔时要确定管位，避免钻爆水管。由于注浆孔一般离供水管道较近，而且是机械钻孔，在钻孔前必须明确该点的管位及埋深，特别对于钻斜孔时，要计算好倾斜的角度避免钻爆水管。

2、控制好注浆的压力及注浆量。若注浆的压力或注浆量过大，来不及在土体中进行扩散，会造成水管局部受压，使水管局部位移过大，导致爆管事故。所以在注浆的过程中要加强监测频率，不能因为注浆导致水管过度提升或过度水平挤压移位。一般情况下，每次注浆都不能使水管产生大于2mm的位移。

四、结语

轨道建设有利于缓解交通，促进城市的发展。在轨道建设的过程中，供水管的保护作为脆弱环节，各单位应该给予充分重视。对供水管道做好跟踪监测，密切联系施工工况，对管道发生的沉降或偏位等情况能及时发现并分析原因，调整施工方法，采取注浆等水管保护措施，确保供水管道的安全。

参考文献

[1] 爆破安全规程GB6722-2003

[2] Φ2200自来水管监测方案 中铁十四局集团有限公司

[3] 百度文库 袖阀管注浆施工方法 张弛、于晓东、宋作堂