曹 磊

中鐵七局集團(tuán)西安鐵路工程公司

地鐵出入口暗挖過市政大管道施工風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施

曹 磊

中鐵七局集團(tuán)西安鐵路工程公司

目前，城市地鐵建設(shè)已在全國(guó)范圍規(guī)?；归_，地鐵施工時(shí)難免會(huì)與既有市政管道相互沖突，互相影響。本文通過暗挖過大直徑管道的工程實(shí)際案例，闡述施工存在的風(fēng)險(xiǎn)分析及如何針對(duì)性的采取相應(yīng)措施，提供相似工況下化解風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)思路，作為借鑒。

地鐵施工；市政大管道；風(fēng)險(xiǎn)；應(yīng)對(duì)措施

1 前言

西安地鐵某車站三號(hào)出入口通道橫穿二環(huán)路，設(shè)計(jì)共分為兩個(gè)明挖基坑和一個(gè)暗挖段，一、二號(hào)明挖基坑之間為過路及過大直徑管道段，設(shè)計(jì)采用暗挖施工。暗挖段施工工法為CD法，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)39.68m，寬6.7m，結(jié)構(gòu)上方存在一根DN2400排水管道，橫跨出入口通道，管道底距離出入口暗挖段初期支護(hù)距離僅為0.2m，施工風(fēng)險(xiǎn)極高。

三號(hào)出入口主要穿越1-1雜填土、1-2素填土、3-1-1層新黃土、3-1-2層新黃土。暗挖段和DN2400排水管道均位于新黃土范圍內(nèi)。

2 總體籌劃

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及總體施工安排，三號(hào)出入口通道一、二號(hào)明挖基坑同時(shí)施工，暗挖段由一號(hào)明挖基坑進(jìn)洞，二號(hào)明挖基坑出洞。

3 大直徑管道位置及概況

施工前對(duì)管道進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，DN2400排水管道位于暗挖段與二號(hào)明挖基坑分界處，距離分界處水平距離約為1.2m，管道底部與暗挖初支結(jié)構(gòu)豎向距離約為0.2m。該管道材質(zhì)為砼，管節(jié)長(zhǎng)度2m，承插式接口，施工年代不詳，是西安市市政主管道，不具備改遷條件。管道上游有多條管道的雨水、污水等匯集至該管道內(nèi)，經(jīng)多年沉積，管道內(nèi)底部存在約0.3m淤泥，淤泥以上水位高度約0.5m。

4 工程風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)管道自身情況以及與暗挖結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置關(guān)系，本工程風(fēng)險(xiǎn)分為管道本身安全風(fēng)險(xiǎn)和出入口暗挖結(jié)構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)等兩大風(fēng)險(xiǎn)，該兩大風(fēng)險(xiǎn)互為制約，互相影響。

4.1 管道自身安全風(fēng)險(xiǎn)

DN2400排水管道管徑大，在國(guó)內(nèi)屬于城市市政大管道，其在市政工程中占據(jù)重要地位。本工程管道自身安全風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為不均勻沉降或沉降過大造成管道的破壞，安全風(fēng)險(xiǎn)主要來源于地鐵出入口通道施工對(duì)其造成的干擾。

4.2 出入口結(jié)構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)

地鐵出入口通道是市民乘坐地鐵所必須的公共設(shè)施，其建設(shè)的重要性和必要性不需贅述。本工程結(jié)構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為隧道開挖時(shí)土體坍塌、管道破壞導(dǎo)致大量涌水，安全風(fēng)險(xiǎn)主要來源于工程自身施工風(fēng)險(xiǎn)和大直徑管道對(duì)施工過程的影響。

5 主要應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析，為確保管道及施工安全，主要針對(duì)管道和結(jié)構(gòu)施工兩個(gè)方面分別采取措施，同時(shí)做好應(yīng)急預(yù)案。

5.1 管道方面

（1）減小管道荷載。減小管道荷載，可最大限度降低管道和結(jié)構(gòu)施工產(chǎn)生的相互影響。因管道自身為砼，無法減小荷載，可通過減少管道內(nèi)水量來實(shí)現(xiàn)。具體做法是截流倒排：結(jié)構(gòu)開挖至管道位置前開始截流倒排，截流采用袋裝水泥在上游井內(nèi)施做“L”型圍堰，截流后將管道內(nèi)的水集中抽排導(dǎo)排至下游井內(nèi)。在圍堰的迎水面設(shè)置一層塑料薄膜，確保截流效果。

如有必要，可選擇多處上游井進(jìn)行分部截流，先弱化水流速度和流量，最終達(dá)到截流的理想效果，最大限度的減小管道荷載。

（2）加強(qiáng)管道監(jiān)控量測(cè)。在施工過程中，對(duì)地面下沉、管道沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷管道狀態(tài)，以便在出現(xiàn)異常狀況時(shí)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。如有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常，及時(shí)加大監(jiān)測(cè)頻率。

5.2 結(jié)構(gòu)施工方面

（1）調(diào)整開挖工法。通道下穿管道段開挖工法由原設(shè)計(jì)CD法調(diào)整為三導(dǎo)洞CD法。相比于CD法，三導(dǎo)洞CD法增加一道臨時(shí)支撐，減小一次開挖面積，減少臨空面，可以最大限度的保證不對(duì)管道產(chǎn)生擾動(dòng)。

（2）加強(qiáng)超前支護(hù)。暗挖進(jìn)洞和出洞處設(shè)置拱部大管棚結(jié)合超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固地層。受2400排水管道影響，出洞處拱頂部位局部無法施工小導(dǎo)管及大管棚，此處施工時(shí)，小導(dǎo)管改為在兩側(cè)側(cè)壁施工，大管棚在拱頂兩側(cè)施工。詳見下圖。

（3）控制開挖進(jìn)尺、鋼架密排、二次襯砌環(huán)框支撐。格柵鋼架在穿過排水管道段時(shí)采取密排通過?？刂崎_挖進(jìn)尺，每循環(huán)進(jìn)尺不超過50cm。開挖完成后及時(shí)安裝初期支護(hù)格柵鋼架，噴錨支護(hù)。

在初期支護(hù)完成后，分段施工鋼筋混凝土二次襯砌，形成鋼筋混凝土環(huán)框結(jié)構(gòu)，使二次襯砌和初期支護(hù)共同受力，進(jìn)一步控制土層沉降。

（4）加強(qiáng)施工監(jiān)控量測(cè)。在施工過程中，對(duì)暗挖拱頂沉降、凈空收斂等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷結(jié)構(gòu)支護(hù)狀態(tài)，以便在出現(xiàn)異常狀況時(shí)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。如有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常，及時(shí)加大監(jiān)測(cè)頻率。

5.3 做好應(yīng)急預(yù)案

為了確保暗挖通道施工安全、人身安全、地下管道安全，預(yù)防通道可能發(fā)生的坍塌、涌水、地面下沉等災(zāi)害，施工前需制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案及處理措施，現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備應(yīng)急救援物資設(shè)備，明確應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)及應(yīng)急職責(zé)，一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

6 施工總結(jié)

該工程現(xiàn)已安全、順利施工完成。通過工程的全程參與，筆者認(rèn)為，本工程的關(guān)鍵措施為截流倒排和調(diào)整施工工法。截流倒排可直接減小管道荷載、同時(shí)可兼做管道損壞的應(yīng)急措施，最大限度的降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，是本工程的一個(gè)關(guān)鍵施工措施。三導(dǎo)洞CD法工法本身會(huì)對(duì)施工造成一定的難度，但通過增加臨時(shí)支撐，減小一次開挖面積，達(dá)到盡少的擾動(dòng)管道的目的，效果顯著、直觀，是本工程的關(guān)鍵技術(shù)措施。另外，監(jiān)控量測(cè)作為地鐵施工的科學(xué)手段，在本工程的實(shí)施過程中也起到了重要的作用！

地鐵施工，難免會(huì)遇到市政管道，如何能在地鐵安全施工的同時(shí)確保不對(duì)管道的安全造成影響或者影響最小，是地鐵施工無法逃避且需要不斷總結(jié)的重要問題，因?yàn)槭姓艿谰拖駢涸陬^頂?shù)囊活w“黃金雷”，既要確保“黃金”無損傷，還要確保不被“雷”炸到！只有通過細(xì)致的施工調(diào)查、客觀的風(fēng)險(xiǎn)分析、針對(duì)性的采取措施、科學(xué)有效的進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)和數(shù)據(jù)分析等，才能將施工風(fēng)險(xiǎn)降到最低，做到真正的安全！