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城市深基坑施工地下管线保护安全技术
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-04-17 16:10:52

 摘要:近几年来,许多大中城市纷纷兴起了大规模建造地铁和轻轨的热潮,在城市轨道交通建设过程中,深基坑工程较为常见,而且也是城市轨道交通中的重大危险源,而地下密集管线又是施工中的重点保护对象。文章介绍了重庆轻轨三号线嘉州路明挖车站地下密集管线保护技术,为类似工程施工提供参考。 

  关键词:深基坑;地下管线;保护安全技术 

  中图分类号:TM774 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)36-0111-03   

  一、工程概况及地下管线简介 

  (一)工程概况 

  重庆市轨道交通三号线是重庆轨道交通路网中一条南北走向的骨干线路,它横跨长江、嘉陵江、连接了菜园坝火车站、龙头寺火车站及江北机场。嘉州路站位于红锦大道金龙桥和新牌坊立交桥之间,是重庆市轨道交通三号线一期工程第五合同段中:SK14+574.670~SK14+752.070段,该车站为地下三层岛式车站,总长177.4米,车站主体结构宽20米,开挖深度为24.67米,属于深基坑施工。该车站位于曲线上,设计采用垂直开挖施工,基坑开挖完成后,自下而上进行主体施工,然后回填恢复红锦大道。 

  (二)地下管线简介 

  根据地下管线资料,经现场勘察,嘉州路站开挖范围地下管线如下:电信36孔和28孔管线两条,为水泥管包封,第三条为中法水务DN700铸铁供水管,星网管线一条,天然气DN159管道两条,地下排水混凝土管400mm、800mm各一条,共计8条管线,在车站基坑内长约60m,宽度为14m,与车站相交叉。该区域地下管线特点是:比较密集;易断裂;震动后易断裂;主干道较多,迁改社会影响较大;遇火易燃烧、 

  爆炸。 

  二、保护方案优选 

  在车站基坑施工前,与设计院、产权单位、建设单位及有关专家认真对各条地下管线进行详细的研究,认真对待,从地下密集管线的安全风险、迁改工期等方面进行论证,具体内容详见下表:  

  根据以上各方面综合分析及专家意见,对各个管线采取以下措施:(1)原地保护,不进行迁改:电信36孔、电信26孔、星网6孔、凯源燃气、重庆燃气迁改周期长,费用高,社会影响大,安全风险在施工过程中采取一定的施工措施可以降低安全风险,不宜进行迁改;(2)管线迁改:供水管道采用铸铁管,在施工过程易爆裂,安全风险高,不宜控制,将铸铁管改换为钢管φ900mm,线路由车站基坑中间改到基坑边缘2m范围以外;(3)就地破坏,采取其它方式:雨水管、污水管采用混凝土预制管连接,在施工过程无法进行原地保护,迁改费用高,采用架设临时管道,使用抽水机抽排。 

  三、施工方案实施 

  地下密集管线原地保护具体实施方案介绍如下。该方案具体分为三个部分:密集管线附近土石方施工、密集管线下方土石方施工及密集管线原地保护 

  设施。 

  (一)密集管线附近土石方施工 

  管线附近土石方施工原则是首先摸清地下管线的位置及走向,施工过程中严禁采用机械及爆破开挖。具体措施如下:(1)采用人工对管线进行横向掏槽,探清管线位置、深度及走向情况,沟槽宽度为100cm,深度为180cm,间隔距离为20m;(2)对管线四周2m范围内土石方采用人工开挖,开挖宽度为80cm,深度为管线下方50cm,严禁采用机械及爆破开挖,确保管线安全。 

  (二)密集管线下方土石方施工 

  1.采取分段分块施工,每次开挖深度控制在2m以内,纵向长度控制在10m以内,横向宽度控制在5m以内。 

  2.管线两侧及下方2m范围内石方采用劈裂开挖成型,劈裂开挖无扰动,但进度缓慢。 

  3.2m以外石方爆破采用预裂爆破控制,爆破施工参数严格按现行的爆破安全规程进行设计验算,并根据实际进行试爆,并根据试爆结果对单孔装药量进行调整。爆破必须采用时差控制,爆破震速不得大于2cm/s。 

  4.石方爆破采取三层覆盖方式:最底层采用购买编织橡胶皮垫(每块规格200×150×1.5cm)覆盖吸收爆破能量,第二层铁皮(规格200×150×0.5cm)加重覆盖,第三层为铁皮压大石块抵抗爆轰气体压力。每层覆盖必须大于爆破区域周边≥50cm。 

  5.土石方出渣时,机械设备设置专人现场指挥,并且在管线四周设置警示标志,避免地下管线遭到破坏。 

  (三)密集地下管线现场保护设施 

  为了确保管线悬吊设备长期安全性、稳定性及方便以后日常检查,经过相关单位及专家讨论,最后确定使用桁架作为长期悬吊设备,具体施工内容如下: 

  1.桁架架设在基坑上方横跨基坑,基坑深度平均为20m,桁架由专业设备加工厂进行制作,桁架设计要考虑自重荷载、风荷载、桁架上方横梁荷载、管线荷载及桁架中间抗弯曲强度等,桁架初步设计完成后,组织有关专家对桁架进行设计验算审核,经过审核后开始进行生产。在桁架生产过程中项目部安排专业人员进行现场监督,从原材料进场到加工全过程旁站,成品保护、运输、安装都制定严格的标准及操作程序。桁架设计长度24m,宽度为2m,高度为2m,主要采用角钢拼装而成。 

  桁架搭设间距为20m,该桁架沿基坑横向架设,两端各长出基坑1.5m,主要作用将受力传递到基础上,沿管线方向架设采用I42工字钢,主要作用是把管线布置在该工字钢上。桁架基座采用C25钢筋混凝土,基底承载力不得低于200kPa,基座深1.3m,宽3m,长3m,钢筋主筋采用φ25,箍筋采用φ14,间距为20cm;基座露出地面30cm,避免被水浸泡,降低其强度。 

  2.对所有的管线进行架空保护前,在管线四周采取柔软的棕垫进行全包式包裹,然后在采用钢丝绳缠绕,以保证管线在架空时间内的安全。 

  3.管线采用软钢丝绳悬吊,钢丝绳根据验算采用φ12mm,悬吊间距为2.5m,并且在钢丝绳与管线之间加设小方木。 

  4.建立日常巡查制度,主要对桁架基础表面、桁架每个连接点、横梁钢板连接处、管线悬吊的钢丝绳、爆破作业的装药及安全防护等进行检查,实行专人定期检查,发现安全隐患后及时上报,及时进行处理,另外,根据现场需要,采取一些必要的防雨、防晒措施。 

  5.实施监控,在桁架基础上及桁架跨中设置监测点,主要对沉降、位移进行监测,监测频率为1次/天,数据异常时加大监测频率,并及时向相关领导汇报监测结果,确定应对措施并实施,监测实行动态管理。 

  6.建立防止各管线发生断裂或其它异常情况时的应急预案,制定应急措施,确保能够快速反应,能够迅速、快捷的实施救援,将损失降到最低。 

  四、结语 

  明挖基坑车站大多位于主干道上,而一般主干道下方管线错综复杂,造成管线的保护与搬迁成为不可回避的施工难点和风险点。对一些工期要求紧、场地狭小的工程,采用管线原位保护,不仅解决了管线的搬迁问题,更重要的是节省了搬迁所需时间,从而使工期提前。嘉州路车站基坑施工采用的“悬吊”管线的方法是行之有效的,成功解决了管线铺设与基坑施工的矛盾。 

  参考文献 

  [1] 黄绍铭.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2005. 

  [2] 张庆贺,朱合华,庄荣.地铁与轻轨[M].北京:人民交通出版社,2007. 

  [3] 基坑工程技术规程(DB42/159-2004)[S].2004. 

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