轨道交通工程污水管原位保护分析

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1工程概况

本污水管路位于津泰路—吉庇路下埋层，东西走向，横穿八一七路。管路为圆形混凝土管，内径1400mm，外径1680mm，壁厚140mm，管路顶高程约为罗零高程2.294，净埋深约为5.7米。在污水管上部且与污水管近似平行有一根直径1000mm给水钢管，埋深约0.8米。本段污水干管汇集了约325公顷面积的污水，由北大路、鼓西路、通湖路、吉庇路和津泰路污水干管转输，最后排入六一路污水干路，现场发现污水管路采用顶管施工，单元管节长度为2米。南街地下管道所属产权单位不允许永久迁改，污水干管临时迁改方案如下:

1.1保持原管不动，利用结构措施增加“底座”保护原管;

1.2污水干管临时迁改，主体施工完后迁回原管位;

1.3原管不动，暗挖矩形顶管下方施工轨行区，污水管至南门兜站轨行区上方不开挖。三个方案均可行，综合专家讨论意见，建议采用第一方案，并对第一方案进行如下几点完善:L形支护结构外伸长度加长，形成“内八”形状，尽量缩小支护结构开口距离，对支护结构应进行设计复核;连续墙成槽之前，周边需进行土体加固;土体加固深度与连续墙同深;对污水管支撑，可以采用吊管方案;开挖过程做好应急预案要求，准备哈夫接口，用于管材的堵漏。

2原位保护方案及难点分析

2.1施工前探管定位

由于该管道直径大，埋深大且带水工作。若施工开挖前不对其位置进行准确定位很可能在周边土体加固的过程中对该管造成不可修复的破坏，后果不堪设想。经过综合比对分析采用电理学方法有较大的可行性。于是通过充电法(电位法、梯度法)，查明该排水顶管的平面投影位置，根据电位数据，利用专业软件形成电位曲线图，电位最高值处即为污水管正上方。由于测线一离充电点的位置近，因此所测电位值比测线二偏高，但曲线形态不受影响。按照管线大致线路，垂直于管线方向共布置了2条勘探线勘探线走向大致南北向，与八一七北路平行，勘探线以原封路的门墩北边为准，第一条勘探线起点为22m～11.5m，第一条勘探线起点为17m～5.5m。测线一:根据电位数据结果综合对比，确定测线一的异常位置为16.0m处，该处即为污水管线的平面位置投影。测线二:根据电位数据结果综合对比，确定测线二的异常位置为11.5m处，该处即为污水管线的平面位置投影。结论:通过此次充电法勘探，查明了污水管线的平面投影位置，离自来水管北侧边缘约1米。测线一的污水管异常位置为16.0m处，测线二污水管的异常位置为11.5m处。

2.2开挖前管道两侧土体加固及开挖

按南街总体施工组织设计要求，开挖过程严格按照“纵向分段、竖向分层、平衡对称、先支后挖”的原则进行施工，因津泰路范围在2013年底已形成铺盖系统，故该段开挖属于全盖挖施工。在基坑土体开挖前为避免逆做段缺口有土体流出或土体坍塌，首先应对逆做段污水管两侧及自来水管两侧的土体进行加密处理，加密采用Φ600mm高压旋喷桩进行，水灰比1:1，浆液中掺入早强剂。每个缺口施工8根高压旋喷桩，共32根，其中污水管顶上(靠近自来水管)的3号桩共8根，桩长为5m，1号桩、2号桩共24根，桩长为21m，1号桩与3号桩桩间距为1m，2号桩梅花型布置于1号桩、3号桩桩间。目前32根桩桩位位于吉庇路及八一七路路口，施工时间需选择在夜间22:00～次日凌晨5:00，采用局部封路形式，在高喷施工前需提前与交管部门进行协调封路事宜，提前将桩位进行放样，并使用Φ110mm取芯机将所有桩位处既有砼路面取芯完成。缺口处高压旋喷桩土体加固完成7d后可组织进行土方开挖。

2.3盖挖作业及分层施工

为避免开挖过程中污水管受土体偏压而发生变形或开裂渗水，要求必须对称开挖，开挖过程从第二作业面往南和从第三作业面往北分层放坡开挖，放坡坡率为1:1.5，第一次开挖开挖至位置停止。随着土体逐步开挖，污水管东西两侧各5米长板墙逆做段同步施工，污水管以上每个逆做单元高度1米，分6节，污水管以下每个逆做单元高度为0.6米，共18节(自来水管以上为铺盖板，并一次性直接开挖至－3.5米深)。第1、2、3逆做段施工完成后，在铺盖下方已形成3.5米高作业空间，为避免后期开挖过程中土体滑塌造成污水管扰动开裂而渗漏，计划将地连墙缺口两侧各十米范围进行高压旋喷桩加固，桩径600mm，桩长17.5m，桩间距2.0m，污水管两侧各两排高喷加密加固，桩间距1.0m，梅花型布置。竖向加固完成后对污水管上下部分的土体进行斜向加固，桩基础与水平地面成45度夹角，管上部桩长5m，管下部桩长10m，双排平行布置。为缩短土体固化时间，本次高压旋喷桩浆液中加入早强剂。

2.4开挖后逆做墙板施工土体加固

完成后板墙逆做段的高度逐段开挖逐段施工逆做板墙，第4逆做段、第5逆做段施工完成后污水管周围1.0m范围开挖由机械开挖改为人工开挖，开挖过程要注意管体的保护，避免利器触碰污水管，随之完成第6逆做段施工。

2.5管道的支托

第6逆做段施工完成后，污水管顶面已全部露出土面，技术人员需对污水管顶进行精确抄平，确定污水管各部位的准确高程，根据托梁及底座梁的结构高度计算出托梁牛腿的高程值，按照牛腿的构造大样图焊接安装托梁牛腿，并在已施工的地连墙同样高度植筋安装钢板并焊接牛腿，托梁与格构柱、托梁与地连墙连接节点大样。牛腿焊接完成后，按设计图纸要求，托梁采用HN700×300×13×24工字钢，单侧长度约20.3米，底座梁采用图9盖挖位置高喷桩及支护桩剖面图HW300×300×10×15工字钢，每根长度7米，按1米间距垂直污水管均匀布置。按设计节点大样，将托梁与格构柱、托梁与地连墙固定牢固。人工从基坑东西两侧对称逐根开槽开挖穿入底座梁，当基槽开挖至污水管底50cm时穿入底座梁，穿梁过程采用两台35挖掘机从两端通过钢丝绳索配合施工穿入，其中一台机械悬挂钢丝绳牵引钢梁，另一台机械推动钢梁，托梁与底座梁间采用M24螺栓连接。“底座”支拖钢梁固定完毕后加以吊筋补强。管底每隔1米设置一个半圆形托环，吊筋与托环焊接，上端与固定在顶板的预埋件焊接。吊筋材料采用直径25mm间距1米钢筋。

2.6管道的保护

在底座上用钢板密焊把污水管保护起来，并预留注浆孔，待钢板焊完后，注浆填满空隙，施工混凝土底座，底座最后与两边连续墙相连。待所有保护措施到位后，继续开挖施作连续墙及主体结构。待最终主体施工至污水管处，底座以外的工字钢便可锯除，腰梁及支撑亦可拆除。

3效果分析该

D1400污水管线原位保护的安全风险较大，业主、监理、施工单位都高度重视，各项措施都落实到位，给水管、主污水管两侧及以下土体顺利开挖，开挖过程中板墙逆做同步施工。在该段施工过程中，基坑变形最大累计15mm，污水管累计变形3mm，均处于安全可控状态。该成功案例为福州地铁工程施工在大管径地下污水管线处理方案方面积累了经验。

作者：严涛 单位：福州建工(集团)总公司