軌道交通工程污水管原位保護分析
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1工程概況
本污水管路位于津泰路—吉庇路下埋層，東西走向，橫穿八一七路。管路為圓形混凝土管，內徑1400mm，外徑1680mm，壁厚140mm，管路頂高程約為羅零高程2.294，凈埋深約為5.7米。在污水管上部且與污水管近似平行有一根直徑1000mm給水鋼管，埋深約0.8米。本段污水干管匯集了約325公頃面積的污水，由北大路、鼓西路、通湖路、吉庇路和津泰路污水干管轉輸，最后排入六一路污水干路，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)污水管路采用頂管施工，單元管節(jié)長度為2米。南街地下管道所屬產權單位不允許永久遷改，污水干管臨時遷改方案如下:
1.1保持原管不動，利用結構措施增加“底座”保護原管;
1.2污水干管臨時遷改，主體施工完后遷回原管位;
1.3原管不動，暗挖矩形頂管下方施工軌行區(qū)，污水管至南門兜站軌行區(qū)上方不開挖。三個方案均可行，綜合專家討論意見，建議采用第一方案，并對第一方案進行如下幾點完善:L形支護結構外伸長度加長，形成“內八”形狀，盡量縮小支護結構開口距離，對支護結構應進行設計復核;連續(xù)墻成槽之前，周邊需進行土體加固;土體加固深度與連續(xù)墻同深;對污水管支撐，可以采用吊管方案;開挖過程做好應急預案要求，準備哈夫接口，用于管材的堵漏。
2.1施工前探管定位
由于該管道直徑大，埋深大且?guī)ぷ?。若施工開挖前不對其位置進行準確定位很可能在周邊土體加固的過程中對該管造成不可修復的破壞，后果不堪設想。經過綜合比對分析采用電理學方法有較大的可行性。于是通過充電法(電位法、梯度法)，查明該排水頂管的平面投影位置，根據(jù)電位數(shù)據(jù)，利用專業(yè)軟件形成電位曲線圖，電位最高值處即為污水管正上方。由于測線一離充電點的位置近，因此所測電位值比測線二偏高，但曲線形態(tài)不受影響。按照管線大致線路，垂直于管線方向共布置了2條勘探線勘探線走向大致南北向，與八一七北路平行，勘探線以原封路的門墩北邊為準，第一條勘探線起點為22m～11.5m，第一條勘探線起點為17m～5.5m。測線一:根據(jù)電位數(shù)據(jù)結果綜合對比，確定測線一的異常位置為16.0m處，該處即為污水管線的平面位置投影。測線二:根據(jù)電位數(shù)據(jù)結果綜合對比，確定測線二的異常位置為11.5m處，該處即為污水管線的平面位置投影。結論:通過此次充電法勘探，查明了污水管線的平面投影位置，離自來水管北側邊緣約1米。測線一的污水管異常位置為16.0m處，測線二污水管的異常位置為11.5m處。
2.2開挖前管道兩側土體加固及開挖
按南街總體施工組織設計要求，開挖過程嚴格按照“縱向分段、豎向分層、平衡對稱、先支后挖”的原則進行施工，因津泰路范圍在2013年底已形成鋪蓋系統(tǒng)，故該段開挖屬于全蓋挖施工。在基坑土體開挖前為避免逆做段缺口有土體流出或土體坍塌，首先應對逆做段污水管兩側及自來水管兩側的土體進行加密處理，加密采用Φ600mm高壓旋噴樁進行，水灰比1:1，漿液中摻入早強劑。每個缺口施工8根高壓旋噴樁，共32根，其中污水管頂上(靠近自來水管)的3號樁共8根，樁長為5m，1號樁、2號樁共24根，樁長為21m，1號樁與3號樁樁間距為1m，2號樁梅花型布置于1號樁、3號樁樁間。目前32根樁樁位位于吉庇路及八一七路路口，施工時間需選擇在夜間22:00～次日凌晨5:00，采用局部封路形式，在高噴施工前需提前與交管部門進行協(xié)調封路事宜，提前將樁位進行放樣，并使用Φ110mm取芯機將所有樁位處既有砼路面取芯完成。缺口處高壓旋噴樁土體加固完成7d后可組織進行土方開挖。
2.3蓋挖作業(yè)及分層施工
為避免開挖過程中污水管受土體偏壓而發(fā)生變形或開裂滲水，要求必須對稱開挖，開挖過程從第二作業(yè)面往南和從第三作業(yè)面往北分層放坡開挖，放坡坡率為1:1.5，第一次開挖開挖至位置停止。隨著土體逐步開挖，污水管東西兩側各5米長板墻逆做段同步施工，污水管以上每個逆做單元高度1米，分6節(jié)，污水管以下每個逆做單元高度為0.6米，共18節(jié)(自來水管以上為鋪蓋板，并一次性直接開挖至－3.5米深)。第1、2、3逆做段施工完成后，在鋪蓋下方已形成3.5米高作業(yè)空間，為避免后期開挖過程中土體滑塌造成污水管擾動開裂而滲漏，計劃將地連墻缺口兩側各十米范圍進行高壓旋噴樁加固，樁徑600mm，樁長17.5m，樁間距2.0m，污水管兩側各兩排高噴加密加固，樁間距1.0m，梅花型布置。豎向加固完成后對污水管上下部分的土體進行斜向加固，樁基礎與水平地面成45度夾角，管上部樁長5m，管下部樁長10m，雙排平行布置。為縮短土體固化時間，本次高壓旋噴樁漿液中加入早強劑。
2.4開挖后逆做墻板施工土體加固
完成后板墻逆做段的高度逐段開挖逐段施工逆做板墻，第4逆做段、第5逆做段施工完成后污水管周圍1.0m范圍開挖由機械開挖改為人工開挖，開挖過程要注意管體的保護，避免利器觸碰污水管，隨之完成第6逆做段施工。
2.5管道的支托
第6逆做段施工完成后，污水管頂面已全部露出土面，技術人員需對污水管頂進行精確抄平，確定污水管各部位的準確高程，根據(jù)托梁及底座梁的結構高度計算出托梁牛腿的高程值，按照牛腿的構造大樣圖焊接安裝托梁牛腿，并在已施工的地連墻同樣高度植筋安裝鋼板并焊接牛腿，托梁與格構柱、托梁與地連墻連接節(jié)點大樣。牛腿焊接完成后，按設計圖紙要求，托梁采用HN700×300×13×24工字鋼，單側長度約20.3米，底座梁采用圖9蓋挖位置高噴樁及支護樁剖面圖HW300×300×10×15工字鋼，每根長度7米，按1米間距垂直污水管均勻布置。按設計節(jié)點大樣，將托梁與格構柱、托梁與地連墻固定牢固。人工從基坑東西兩側對稱逐根開槽開挖穿入底座梁，當基槽開挖至污水管底50cm時穿入底座梁，穿梁過程采用兩臺35挖掘機從兩端通過鋼絲繩索配合施工穿入，其中一臺機械懸掛鋼絲繩牽引鋼梁，另一臺機械推動鋼梁，托梁與底座梁間采用M24螺栓連接?！暗鬃敝箱摿汗潭ㄍ戤吅蠹右缘踅钛a強。管底每隔1米設置一個半圓形托環(huán)，吊筋與托環(huán)焊接，上端與固定在頂板的預埋件焊接。吊筋材料采用直徑25mm間距1米鋼筋。
2.6管道的保護
在底座上用鋼板密焊把污水管保護起來，并預留注漿孔，待鋼板焊完后，注漿填滿空隙，施工混凝土底座，底座最后與兩邊連續(xù)墻相連。待所有保護措施到位后，繼續(xù)開挖施作連續(xù)墻及主體結構。待最終主體施工至污水管處，底座以外的工字鋼便可鋸除，腰梁及支撐亦可拆除。
3效果分析該
D1400污水管線原位保護的安全風險較大，業(yè)主、監(jiān)理、施工單位都高度重視，各項措施都落實到位，給水管、主污水管兩側及以下土體順利開挖，開挖過程中板墻逆做同步施工。在該段施工過程中，基坑變形最大累計15mm，污水管累計變形3mm，均處于安全可控狀態(tài)。該成功案例為福州地鐵工程施工在大管徑地下污水管線處理方案方面積累了經驗。
作者：嚴濤 單位：福州建工(集團)總公司
