超大市政管线跨地铁基坑的保护方案

TANG Hua-lian,PENG Rui,XU Xiao-jun,HAN Zhong,ZHENG Neng

（中建三局基础设施公司，湖北 武汉 430064）

1 工程概况

湖北省武汉市轨道交通27号线一期工程谭鑫培公园站为地下两层岛式车站，外包总长624m，标准段总宽22.3m；总建筑面积40 364m2，其中主体面积28 617m2，附属结构面积11 747m2；包含11个出入口，4组风亭，2个紧急疏散口等。

本车站埋深17.5m，顶板埋深2.7～3.5m。采用钢筋混凝土地下二层双跨矩形框架结构，车站标准段框架柱距一般为纵向8.5m。车站采用台阶式明挖法，基坑围护结构主要采用钻孔灌注桩+3道内支撑系统，一道800mm×800mm钢筋混凝土支撑+两道∅609mm（t=16mm）钢管支撑。

为保证车站主体施工，在无路径可迁改的基础上，将既有的∅2 000mm原泄洪混凝土雨水管变更为3根∅1 420mm的球墨铸铁管（图1），接头采用承插式接头，跨基坑设置。

图1 3根跨基坑雨水管平面布置图

2 跨基坑雨水管保护体系设计

2.1 方案比选

对跨基坑市政管线的保护措施通常有以下两种：悬吊保护和贝雷架+型钢保护。针对这两种保护措施，项目部做了方案对比（表1），选择最优方案。

表1 管线保护方案比选表

雨水管跨基坑，主要考虑雨水管的安全。只有保证雨水管安全，才能保证基坑的施工安全。因此，为了安全起见，本工程雨水管跨地铁基坑的保护方案选用贝雷架+型钢保护，具体见图2～图4。

2.2 雨水管保护设计

将雨水管跨基坑处的冠梁标高降至管顶以下0.2～0.3m处（标高为17.5m），冠梁上浇筑C30素混凝土至雨水管底（贝雷架底），作为雨水管及贝雷架的基础。贝雷架上安装由HW250×175×7×11加工的U型结构，置于管底。雨水管的荷载传至U型结构，再通过U型结构传至贝雷架，再通过贝雷架将荷载传至冠梁及围护桩。

图2 跨基坑雨水管端头剖面图

图3 雨水管保护横剖图

图4 H型钢U型结构加工节点大样图

2.3 保护加强设计

施工过程中，为防止贝雷架+型钢方案失效时也能保证雨水管安全，经业主要求对跨基坑雨水管采取加强设计，每条跨基坑雨水管采用3排加强型贝雷架并布置5t×9m的手提葫芦进行悬吊处理，间距2m；贝雷架两端支撑于冠梁上，贝雷架之间通过设置900型竖向支撑架连接成整体。加强保护后任一方案失效后另一套保护体系可发挥作用确保雨水管不受影响以及基坑施工安全，加强保护具体布置图如图5所示。

图5 雨水管加强保护设计图

3 跨基坑雨水管保护施工技术

3.1 贝雷架安装

每榀贝雷架在场内拼装成整体后吊装至水管两侧的基座上。贝雷片间采用销轴连接，两排贝雷片间通过竖向支撑架连接，贝雷片与加强弦杆通过弦杆螺栓连接，HW250×175×7×11型钢与贝雷片焊接连接，具体布置图如图6所示。

图6 双排加强型贝雷架结构图

3.2 雨水管安装

雨水管采用∅1 420mm的球墨铸铁管，壁厚22mm，接头采用承插式接头。雨水管安装时逆水流方向安装，先安装低水位水管，插口向下游，承口向上游，可以方便接头的连接。雨水管安装时采用50t起重机配合。水管承插就位后放松钢丝绳，复核并调节管节高程和中心线，直至满足要求。

3.3 加强设计贝雷架安装

加强设计贝雷架同样采用场内拼装，整体吊装的方法，两端支撑于冠梁上。悬吊方案采用3排加强型贝雷架，贝雷片间采用销轴连接，贝雷片两两之间通过竖向支撑架连接，贝雷片与加强弦杆通过弦杆螺栓连接，布置图如图7所示。

图7 3排加强型贝雷架结构图

3.4 手提葫芦安装

悬吊雨水管的手拉葫芦采用5t×9m规格，每节雨水管（6m长）需均匀布置4套手拉葫芦，间距2m，水管接口两侧各布置1套，手拉葫芦拉紧至刚好绷紧状态，可与贝雷架支撑方案共同发挥作用。

3.5 沉降监测

为保证施工安全，对跨基坑雨水管进行监测，监测频率为1次/天，如发生异常则加密监测。跨基坑雨水管监测项目有周边地表沉降、围护桩水平位移、雨水管沉降、测斜等。其中沉降监测采用在管节上安装测点的方法监测，每节管在1/3、2/3处布置2个测点，通过每天量测测点高程变化确定雨水管沉降值。目前雨水管累计最大沉降值为4.82mm，在允许变形值30mm内，处于安全可控状态。

4 基坑施工过程中注意事项

土方及主体施工过程中需注意避免对雨水管产生扰动，主要应注意如下事项。

1）土方开挖过程中严禁挖机触碰到贝雷架，防止对承插接口产生扰动。

2）贝雷架上不得堆放任何施工材料，防止贝雷架下挠从而导致水管变形。

3）雨水管附近吊装材料时必须有专职指挥人员，吊钩应缓慢下放不得摆动，防止碰撞贝雷架。

4）土方开挖后对雨水管沉降及其它监测项目每天监测，及时了解变化情况，达到预警值时及时采取措施。

5 结 语

该雨水管保护体系于2016年2月完成施工，雨水管正常排水至今未发生异常情况，监测结果表明各项监测数据在设计范围之内，工程实践证明该贝雷架+型钢及贝雷架+手拉葫芦悬吊组合方案设计及施工在技术上可行，在结构受力性能上安全可靠，在经济上合理。

随着我国地铁领域的快速发展，对跨越基坑的管线保护安全及质量要求逐步提高，采用贝雷架+型钢支撑及贝雷架+手拉葫芦悬吊的组合方案对基坑施工影响较小，施工方便周期短，并且结构形式简单，受力明确，管道稳定性好不易晃动，结构整体安全性好。该保护方案的成功应用为后续类似工程积累了经验，并在设计与施工技术上具有借鉴作用。

[参考文献]

[1]GB 50268-2008，给水排水管道工程施工及验收规范[S].

[2]GB 50014-2006，室外排水设计规范[S].

[3]GB 50017-2014，钢结构设计规范[S].

[4]GB 50009-2012，建筑结构荷载规范[S].