横跨地铁明挖基坑大直径污水管线保护技术

刘治富

中铁三局集团桥隧工程有限公司，四川 成都 610083

1 工程概况

京广南路车站为端头厅岛式车站，总长为193.8m，基坑标准段宽7.5m，主体为地下三层三跨结构。冯庄路站主体结构为地下两层两跨矩形框架结构。车站左线总长为256m，右线总长为298.6m，标准段宽20.1m。东西横跨1、2号出入口基坑上方，1号出入口污水管线直径为800mm、埋深4.07～4.1m，2号出入口污水管线直径为1000mm，埋深4.1～4.15m，每节管体长度为2m。

2 保护方案

污水管线保护的2个方案对比如表1所示。经方案对比，决定优先采用费用少、施工方便、工期周期短、风险相对较低的污水管线原位加固保护方案，出入口施工周期为2个月。

表1 污水管线保护方案对比

3 污水管线保护的主要技术要点

3.1 围护结构灌注桩施工管线保护

（1）围护桩施工期间，与污水管线存在空间干扰时，在许可范围内优先调整桩位。

（2）严格控制围护桩筒底部埋深，以管线底部对应标高为参考，前者略低500mm，目的在于给钻孔施工创设良好的条件，以避免钻头碰撞管线的情况。局部施工条件特殊，该处污水管线埋深较大，此时采取全站仪和洛阳铲探测的方式，精准确定其具体敷设位置，再根据此方面情况调整钻头转动范围，避免干扰。

（3）护筒紧邻管道埋设施工时，回填作业可采用素土材料，不宜用碎石等破坏性强的填料。

（4）为避免护筒与管线直接碰触的情况，应在两者间设置隔离物。

3.2 土方开挖的管线保护

（1）放坡开挖。①通过两级放坡的方式开挖基坑，单层深度为2.5m，平台宽0.7m，在形成台阶结构后组织放坡作业，上、下部分别为1∶0.65、1∶0.8。边坡易在施工期间发生失稳现象，采用钢筋网喷混凝土的方式进行有效防护，结构层厚度为10cm。②开挖前进行全面的清理，确保开挖现场无杂物堆积现象。若因施工需要而在挖方边坡上侧堆放材料时，应严格控制其与基坑边缘的距离，需达到1m以上，以免在堆载作用下导致本就薄弱的基坑边缘发生失稳现象。③随着土方开挖作业的推进，待达到设计要求后，在坑底设边长为300mm的立方体集水坑，提高污水排放效率，避免基底遭到浸泡。④开挖至基底且通过质量检验后，用C25素混凝土浇筑施工，形成厚度为10cm的垫层。

（2）土方开挖。土方开挖具体施工步骤为清理地表→放灰线→基坑开挖→抄平→修底→垫层。施工要点如下：①开挖均采用反铲式挖土机大面积开挖，人工配合修坡修底。有地下管线时采用人工开挖，避免机械破坏管线。开挖至原有污水管顶部1m范围内时采用人工开挖。②基坑开挖采用二级放坡形式，基坑分两次开挖，第一层平台上部土方开挖深度为2.5m，放坡坡度为1∶0.65；第二层开挖平台下部土方，并用人工修挖到设计标高，第二层土方一次性挖至人工修土面。

（3）基坑内管线加固区的开挖。施工人员需密切关注基坑开挖进尺，所处位置距污水管顶500mm处时暂停开挖，通过人工作业的方式按1∶1放坡开挖，管道两侧土方的开挖进度应相同，否则易由于某侧土压力过大而使管道失稳。经管道开挖作业后，及时清理外部，若无误则采取加固措施。①以地下管线所处位置为准，在安全距离外洒石灰线，形成防护区，不宜在线内组织机械开挖作业，从而有效防护管道。②管道周边由施工人员开挖，管道露出后随即采取防护措施，并在开挖期间加强检查，及时处理质量问题，消除安全隐患。③根据污水管网的运行特点，在夜间23：00至次日凌晨3：00组织污水段的开挖作业，原因在于该时段的污水排放量最小，管线保护工作可高效开展。④安排专员在现场指挥，协调好作业关系，以安全为前提高效完成开挖作业。

3.3 污水管线管体的防护

经开挖处理后，清理管道，绑扎保护梁钢筋，将预埋钢筋和吊环设置到位，再浇筑C35混凝土，形成管道加固结构。浇筑过程中用振捣棒处理，减小混凝土内部的空隙量，确保其具有密实性。施工人员应严格控制振捣棒的作业点位，不可碰触预埋钢筋。在污水管和围护桩节点两处，分别设置规格为800mm×2000mm的混凝土梁，此装置能够作为污水保护梁固定支座使用。梁体通过喷射混凝土的方式制作而得，正常情况下分3次完成。对于无围护桩的区域，其加固作业采取的是土钉和网喷混凝土相结合的方式。每层开挖过程中，待深度达到1～1.5m后即可搭设土钉锚杆，再喷砼支护，形成厚度至少达600mm的防护层。支护基础嵌入基坑底部的部分应达到0.5m或更多，但不宜超过1m，经施工后再用碎石回填超挖部分，辅以夯实处理措施，全面确保稳定性。

（1）钢筋施工要点。①基坑内保护梁主筋单根长度按9m控制，外部钢筋长度为3m，前者绑扎到位，后者焊接。②以设计要求为准，在指定加工厂制作钢筋，经检验后转运至现场，用汽车吊高效转移至待安装区域，将其安装到位。③钢筋施工前进行放样测量，然后绑扎钢筋。④钢筋在钢筋加工场加工验收后，由汽车吊或其他垂直运输设备吊运到所施工板块进行安装绑扎，钢筋的安装绑扎顺序为支撑筋安装→梁顶纵向钢筋及外箍筋钢筋绑扎→梁中部纵向钢筋绑扎→梁底层纵向钢筋绑扎。⑤钢筋骨架绑扎中的搭接绑扣不应松动和脱扣。为了增加成型后钢筋骨架的整体性，可以在骨架中适当位置用电弧焊点焊几点。

（2）模板施工要点。模板施工以18mm厚的木模板为宜，龙骨采用的是尺寸为100mm×100mm的方木，配套适量钢管作为支撑装置使用。顶部设置对拉螺栓，达到有效加固的效果；严格控制水平支撑点的位置，不宜与土面发生接触关系；设置垫脚块，以模板或方木为材料制作而得。①模板拼接后应形成严密的整体，错台量不宜超过2mm。浇筑前通过洒水的方式润湿模板，但需严格控制水量，避免积水。②为满足后续顺利脱模的施工要求，在使用模板前均匀刷涂脱模剂。③保护梁施工时预设拱度，根据作业情况以及规范要求起拱值取跨度的1/1000～3/1000，经计算后确定为20mm。

（3）混凝土施工要点。①配制C35商品混凝土，作为浇筑施工材料。浇筑前做好清仓作业，不可残留铁丝、土石块等影响混凝土工程性能的杂物，同时需适当润湿底模。②纵向按先两端后中间的顺序依次浇筑，横向按先两侧后中间的顺序浇筑，全程有序推进，遵循对称浇筑原则，单层厚度以30cm为宜。③混凝土通过检验后由汽车泵及时运输至现场，尽可能缩短中途间隔时间。车辆应平稳运行，避免混凝土离析。④取污水管线正中心处，将其作为浇筑点，设置规格为70cm×70cm的模板，形成缓冲力层；严格控制导管的位置，与缓冲层间距不宜超过40cm。⑤保护梁与支座梁形成交接区域，该部分的施工难度较大，应加强浇筑与振捣。梁部位可从侧面插入振捣，遇钢筋分布较为密集的区域时，用φ3.5cm的细振捣棒处理，提高其密实性；结合区域的受力特殊性组织二次振捣，以免因截面变化而诱发收缩裂缝。振捣作业遵循的是快插慢拔的原则，每处振捣持续时间至少需达到30s，不可出现过振或漏振现象。⑥经前述施工后，先用木抹子抹平，目的在于清理多余的水分；随着混凝土的逐步成型，终凝后用铁抹子压光，提高其表面平整性。⑦养护是收尾环节，但易对混凝土的质量造成影响。在混凝土初凝后即可进入养护环节，覆盖麻布，适当洒水，使混凝土维持湿润的状态，养护应达到14d或视实际情况延长。如发生污水管道破裂、断管问题，必须快速封堵上游管道，然后采用大功率污水泵将污水抽排至下游管道内或临近市政排水管道内。封堵方式采用管道封堵气囊（充气管塞）进行封堵，管道封堵气囊封堵速度快、操作简单。封堵过程中，污水泵要同时开启，以减少水压，污水泵参数需与污水排量相同，或多台污水泵同时工作，封堵方向为污水检修井下游管道口。封堵后快速破除破裂管道，置换成整体钢管，套入原有污水管道内，然后采用钢梁悬吊保护。

4 结束语

综上所述，地铁车站施工期间常遇到与污水管线等既有建（构）筑物交叉的情况，施工期间需采取防护措施，做好保护工作，营造安全的施工环境。对此，施工单位可通过对横跨地铁明挖基坑大直径污水管线保护技术展开分析，以此进一步提高自身的施工水平，从而更好地提高地铁车站基坑大直径污水管线相关工作的安全性与经济性。