排水管道下穿天津地铁线路施工项目管理措施

李金良　张会鑫

摘 要：近些年随着我国城市经济的快速发展，城市中的市政工程也不断兴盛，结合天津市双林截流泵站进水管道穿越天津地铁1号线工程，探讨地铁线路在下方进行顶管施工时线路的保护措施与沉降监测方法。

关键词：地铁线路；顶管；扣轨；沉降监测

中图分类号：U231 文献标识码：A

一、工程概况

天津市双林截流泵站进水管道穿越地铁1号线正线、试车线、出入段线等，共计6条线路。线路下方顶进的进水管道采用双排DN2000玻璃钢夹砂管外套DN2800钢筋混凝土管道，管道中心线距地铁轨道顶面11.5米，顶管上方地铁线路为碎石道床普通线路，半径为550m的曲线。顶管施工工作坑长12m、宽9m、深13.872m，距离地铁线路中心线为18米。

因该工程将导致地铁线路路基发生沉降，对天津地铁平日正线的运营及车辆段早晚发、收车造成影响，线路的突然沉降或施工中意外塌方将直接影响地铁运营的安全。针对此安全隐患，对轨道采取了加固保护，并对路基可能发生沉降区域采取定点监测等措施来监控和保持地铁线路的安全。

二、顶管施工中的控制措施

1 工作基坑方面对线路的保护措施

工作基坑距离地铁线路较近，如果基坑坍塌造成附近土压力失衡或顶进管道渗漏水等情况都可能导致线路路基塌方，本次施工对基坑采取了以下重点措施，以保证对线路的安全。

（1）在基坑进出洞口位置5米范围内加打水泥搅拌桩，确保进出洞口的龙门口不渗漏。

（2）龙门口采用止水套环防水，保证管线周围水土不顺管道外皮向龙门口渗漏。

（3）基坑内-6.1米处增加一道钢筋混凝土圈梁，采用对撑方式，确保顶进施工时基坑稳定性。

（4）基坑从第二道钢筋混凝土圈梁至底板高度范围内基坑四周加打一圈钢筋混凝土内衬墙，墙厚600mm，墙高4.8米，以满足双排管道同时顶进施工时后背力要求。

2 顶管顶进时对线路的保护措施

管道顶进过程中地铁线路处于运营状态，为保证管道顶进顺利进行和地铁线路运营安全，对以下工序进行了严格控制。

（1）顶管采用泥水平衡法施工，根据土压力及出泥情况，合理控制推进速度，保证连续均衡施工。在线路正下方及附近地段，顶进速度不宜过快，适当放慢速度，减少保护线路下方受扰动土体范围，平衡处理出土量、顶进速度、顶进力三者关系。

（2）地铁运行时间为6点至22点，当顶管机头距离运行轨道5米范围内时，调整顶进速度，以确保在22点地铁停止运行之后至次日6点以前穿过运行轨道。穿越线路完成后必须及时进行泥浆置换。

（3）第一条管道穿越轨道完成后放慢顶进速度，继续观察地铁运行时轨道变化，如果轨道沉降量满足要求则进行第二条管道顶进施工，两条管道同时顶进施工时机头前后距离最小保证30米，以满足泥浆置换要求。

三、线路保护措施

1 对地铁线路实施加固，确保其稳定性

管道在顶进过程中对周围土体有一定扰动，受土体本身重力及列车运行传递下的冲击力作用，地铁线路路基将产生一定沉降。受地铁运营特点限制，运营期间不能进入线路进行整修，所以对线路采取了加固措施。

由于顶进管道距上方轨道距离较大，且线路路基已经过加桩处理，所以本次加固措施采用3-5-3型扣轨，已增加轨道纵向刚性。钢轨采用50kg/m轨，加固范围全长50米。线路加固区间每隔1.2米加穿一根木枕，木枕与轨道用道钉连接，扣轨通过专用U型箍连接，加固范围两侧各20米范围内每隔2.4米加装一根轨距杆，以保证轨距。

2 对线路实时检测，确保掌握其发展变化

地铁运营期间规定不允许进入线路施工，为掌握地铁运营期间线路的沉降、变形情况，对线路的检测过程全部采用了自动检测的方法，并着重对线路路基沉降进行把控。

本次监测方案由以下3部分组成：

首先是对线路路基沉降的监测，采用了精度高、自动化性能好的静力水准系统，在管线下穿线路位置两侧各10m范围内每隔5m布设一组监测点，在监测范围内其它部分每隔15m布设一组监测点，共计22组监测点，如图1。

其次是对垂直线路方向与水平线路方向的位移监测，采用徕卡TS30全站仪和配套的软、硬件实现对轨道形变的监测。

最后，为能够进一步掌握沉降情况，是对顶管范围地下土体的分层监测，采用智能数码分层沉降计与静力水准测量系统相结合的方式，实现对轨道路基分层沉降的24小时自动化监测，随时掌握轨道路基的分层沉降数据。

四、过管期间地铁应急与线路检修措施

由地铁工务维修单位负责线路的应急抢险工作，并实施加密线路检查与维修工作，主要管控方面如下：

1 在管线下穿线路位置，存放充足道砟，以备线路突发沉降时抢险使用。

2 在顶管施工期间，为确保列车运行安全，在此段线路限速25km/h运行。

3 由于采用扣轨加固，轨道纵向刚性提高后，轨枕下方是否悬空无法通过静态检查发现，所以每日在运营期间用添乘仪对该段区间线路进行动态添乘检查，如条件允许，可以在停运后运用轨检车进行检查。

4 每日运营结束后结合动态检查情况对线路几何尺寸进行全面静态检查，适时对线路碎石道床进行捣固等相应调整。

5 每日对扣轨、轨距杆等加固设备进行重点检查与复紧。

6 在管道顶进结束2个月后，经检测路基沉降达到基本稳定状态，对加固设备进行了拆除。

五、线路路基沉降监测情况及沉降规律

线路路基沉降监测周期为施工开始至监测数据稳定结束，共历时120天。从监测结果分析（如图2示），在施工过程中及后期线路运营中发生了4次突降变化，4次沉降发生的时间分别为： 第一次发在第1根管道穿越线路后； 第二次发生在第2根管道穿越线路后；第3次发生在3月底气温回升，冻土融化阶段；第4次沉降发生在一次较大降雨后。

从突降发生的时间点分析，引起路基突降有以下原因：

前两次突降是由于管道穿越线路时对路基扰动最大，列车运营中对路基冲击，导致沉降，持续时间约6-8天，第一根管道造成路基沉降了7.9mm，累计沉降8.0mm，第二根管道造成路基沉降8.74，mm，累计沉降到达15.84mm；由于本次顶管施工是在冬季进行，第三次突降发生在春季冻土开始融化过程中，产生较大沉降，路基沉降了1.65mm，累计沉降达到18.30mm； 第四次沉降发生在夏季来临时，较大降雨导致，造成路基沉降了1.54mm，累计沉降为20.4mm，在经历第一次较大降雨后，沉降基本趋于稳定。

六、结论

在地铁运营线的下穿施工，对地铁线路的稳定性及线路尺寸变化影响较大，控制不到位，很容易影响到正常的行车运营，甚至是事故发生，建议下穿地铁线路施工从以下措施进行管理：

1 从本次进水管道穿越地铁线路工程可以看出，线路下方顶管施工将造成路基较大沉降，且伴随突降发生，必须高度重视。

2 为确保地铁的安全运营，对顶管施工各个技术环节需严格执行到位，要结合沉降数据的变化控制顶管施工的进度与速度，以确保影响降到最低。

3 对线路的加固与监测是必不可少的安全保障措施，对钢轨本体增大刚性，并随时掌握线路情况的变化，必要时，可以进施工周围土体进行注浆加固，但工程费用较大。

4 运营线路的维护需要及时跟进。虽然采取相应的措施，但是实际施工过程中，顶管施工给线路的沉降变化最终累计达到20.4mm，变化较大，特别是每次的突降变化达到8.74mm。故当晚的线路检查与碎石道床线路的及时捣固，对于保持线路质量与稳定，带来决定性作用，才能够保证线路几何尺寸符合线路维修标准，确保地铁的正常运营。

参考文献

[1]浅析市政给排水管道工程施工风险与管理措施[J].城市建设理论研究.endprint