车站深基坑周边地区管线保护

周韦鑫

摘要：下埋式的地铁车站功能日趋多样化，车站在主体施工阶段质量控制及关键技术涉及面较广，以下主要就周边地区管线保护方面结合本人经历的实际案例作以浅析，望各位予以指正

关键词：沉降； 注浆

Abstract: buried under the subway station, the function of becoming more diverse, the station in the main stage of construction quality control and the key technology to a wide range of, the following the surrounding area pipeline protection based on his own experience of actual case in the analyses, hope everybody to be correct

Keywords: settlement; grouting

中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：

车站基坑四周设有多条新翻交的临时管线，包括车站东南面的自来水管、煤气管、雨污水管及电话线等地下管线，埋置深度在1.2m~2.5m范围内，尤其是个别管线的平面位置距离基坑外侧最近处仅间隔2.1m，最远处18.5m。车站开挖深度标准段约为15.29m，端头井深度约17.49m，换乘段为24.4m.，基坑开挖时各管线均在深基坑位移及沉降等影响范围之内，为保证上述管线在基坑开挖时，不致影响其正常使用，所以在针对上述管线进行监控及保护等是工作重点之一，以期将管线的位移和沉降等控制在允许值及最小理想值内。

2深基坑开挖阶段管线纵向沉降的预估

(1)深基坑开挖过程中，将在沿地下连续墙围护结构外侧主体的纵向等产生不均匀沉降，加上围护结构支撑滞后的效应，有可能会造成管线的管节键接缝过大或管线断裂，而导致煤气、通讯中断等严重后果。精确地预估其沉降临界点，正确地设置报警值，才能有效及时地控制变形沉降。

(2)以经验理论值估计，在基坑开挖时沿横断面方向，地下管线会随地层的变形而变形，变形最大区域为距地墙0.6H~0.7H（H为基坑开挖深度），本车站基坑的开挖深度为15~24m，即得出沉降严重区域为地下连续墙围护结构外9~14m的范围内。

(3)监测的沉降范围选定（l）

l=2（2.5H-1.25H）+b=69m

H—基坑开挖深度

b—基坑分段开挖深度

(4)沉降曲线允许最小半径的选定

(a)曲率半径R必须同时满足由管道允许张开值δ得出的曲率半径和由管道允许纵向和横向抗弯能力得出曲率半径，故取三者最大值（经调研，煤气管线接缝允许张开值δ≤0.5mm，管线接逢允许张开值δ≤1mm，具体数据应视不同管节接头质量合理确定）。

管道允许张开值δ计算R

R=b/δh=3600m

b—管节长度

h—管节高度

管道允许纵向抗弯力M计算R

b4KD

R≥= 160m

12π[D3-(D-2t)3]δW

1.5D2 •b2 • K

R≥=2637m

64 • t2 • Δσw

由以上三组结果比较，取R得出最大值为3600m

(b)允许最大沉降值Smax(警戒值)

按全线管道接缝均匀张开（δ=0.5mm）

Smax=（l/4）2/R=0.165m

按经验估算沉降曲线计算Smax

Δ1=（l/6）2×R=0.018m

Δ2=l/2×tg(sin-1l/6 • 3600)=0.028m

∴Smax=2Δ1+Δ2=0.064m

考虑土体侧移及现场施工情况，Smax取1.2系数，

则允许最大沉降量Smax=0.064/1.2=0.053m

3不均匀沉降曲线监测点的布置

(1)布点形式

根据周边管线的功能、管材、接头形式埋深条件，在基坑开挖前布设妥善相关的管线沉降监测点。监测点分直接监测点和间接监测点，通常直径小于300mm的刚性管线，采用包裹法将测针垂直置于管线上，直接布置监测点。间接测点是将管线测点做在靠近管线底面的土体中。

(2)布点与监测原则

在预估的沉降范围（59m）内每隔5m布置一个监测点，沉降界线上各个测点的沉降量可由Δ=S2/2R求出，并汇总绘制出各条管线沉降图表。

(3)监测：

(a)实测沉降曲线范围不超过预估控制沉降范围。

(b)实测各相邻线段的坡差度不大于预估最大沉降量。

(c)实测各相邻线段的坡差不大于预估控制沉降界线上各相邻段的坡差度。即ΔS=ΔL/R=1.3‰当监测到某相邻线段沉降差接近1.3‰时，就必须在该区域采取跟踪注浆等措施，从而保证管线实体安全。

4监测反馈与跟踪注浆

跟踪注浆的工程量以及何种程度下必须采取注浆等，取决于管线的监测结果，管线下沉量决定于挡土墙的开挖深度及位移量。故及时监测，将测量数据及时反馈从而决定是否采取注浆保护措施，以及通过沉降量和沉降速率来得出相应的注浆量和注浆速率。同部位监测间隔时间一般控制6小时内。

5跟踪注浆保护措施

(1)跟踪注浆主要目的是填充空隙，弥补基坑开挖槽壁位移产生的土体位移损失。在所需要保护的管线内侧钻孔，埋入注浆管，深度为6m，孔距为1m。

(2)通过以往经验得知，双液注浆对跟踪保护以及抬升管线较为有效且迅速、经济。当浆液注入土层后迅速结硬，使浆液在扩散过程中能控制在一定范围，这种方法大大减少了注浆对土层的前期扰动时间。

注浆压力：P=0.1~0.2Mpa

注浆流量：Q=8~10L/min

浆体充填率；视管线沉降而定

水灰比：0.6水泥：水玻璃=1：1

(3)浆体注入层后，压力会逐渐增高，这表明注入土层的浆液充填空隙后，逐步呈现挤密效应，从而抬升管线。无论沉降还是抬升，在满足管线正常使用基础上，都有一定的限度，也就是管线沉降曲率半径或沉降坡度差有一定的控制，所以抬升管线的同时应做好注浆跟踪监测，以确保注浆效果达到原先预估值即可暂停作业，且避免造成抬升过度。

6监测结果与总结

(1)长阳路已结构封顶，车站上部也已交付后续市政单位使用，地表各点的管线沉降已基本趋于稳定。至目前，管线最大沉降47.3mm，相邻段沉降差控制在4mm内，从而保证了管线安全。

(2)本工程地下管线众多，能否保护好这些重要管线，直接关系到人民的正常生活。通过精心组织控制，包括每天对管线监测结果仔细地分析等烦琐枯燥的重复工作，从而圆满地完成了对周边地区影响范围内管线的保护等，确保了开工前许诺管线无事故的目标。也从中体会到跟踪注浆要取得满意的效果，一定要加强过程中监测控制。跟踪分析每次注浆后产生的影响数值，包括局部注浆完成后会反过来对槽壁产生位移及对管线的上抬或下沉的影响，所以监测测量是注浆的眼睛，千万不可盲目行事，两者相辅相成，缺一不可，相互间的及时反馈及时互通，才有利保护好相关区域内的地下管线。

参考文献：

[1]《地下工程设计施工手册》；中国建筑工业出版社.

[2]《建筑实录》；中国建筑工业出版社.

[3]《建筑材料手册》；中国建筑工业出版社.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。