横跨地铁明挖基坑大直径给水管线保护技术

横跨地铁明挖基坑大直径给水管线保护技术

王静

身份证号码：32020219790209XXXX

摘要：在基坑挖掘的过程中对给水管线进行保护属于重要的工程问题。在挖掘过程中，对给水管线进行有效保护能够避免因施工不当所造成的问题。同时，有效的管线保护规划也能促进地基开挖工程的高效开展。本次研究以基坑挖掘过程中供水管道的保护为视角，综合分析使用柔性支撑墩替代刚性支撑墩的具体方法。

关键词：基坑；地下管线；管线保护

在相关地铁工程中，地铁建筑建设与管线保护、管线改造之间既相互依存，又相互制约。一方面，地铁施工位于城市下方，受地上建筑既定管线的影响，地铁工程在选取线路时，应坚持尽量不影响地上建筑管线的原则。另一方面，地铁工程在建设期间也应对既定管线进行充分的保护，以免建设期间对管线造成损坏，从而对地上设施造成影响，避免严重时造成重大社会事故，影响公共安全。

开挖地基是地铁工程中的最重要的组成部分，在基坑挖掘的过程中，需要对给水管线进行充分的保护，这属于重要的工程问题。在挖掘过程中，对给水管线进行有效保护能够避免因施工不当所造成的问题。同时，有效的管线保护规划也能促进地基开挖工程的高效开展。而对给水管线进行保护主要包括管线柔性支撑墩设计与管线柔性支撑墩的保护。

一、横跨地铁明挖基坑大直径中管线栈桥变形的原因与支撑墩的效果

基坑开挖的过程中，由于基坑颞部的土体发生了“卸荷效应”。从而导致基坑内部发生隆起或沉降。在基坑具体的开挖过程中，基坑的隆起与沉降必然导致支撑管道的立柱与连续墙的变形，当变形超过一定程度后，管道栈桥也将随之发生一定程度的变形。而在具体实践的过程中，随着开挖的进行，栈桥变形的幅度也将随之增加。实践经验表明：变形发生的分布情况与坑底隆起的情况相似。往往最大的变形将发生在基坑中部最大的支撑墩上。以苏州地铁站的建设为例，基坑开挖后，栈桥最大的上浮变形已然达到了23.4mm。而由于苏州地铁站所在园区内的与吴中自来水管线及其栈桥所采用的连接方式均为刚性连接，因而当发生变形时，刚性连接的自来水管与栈桥将发生形变，给自来水管的安全使用带来了极大而风险[1]。

管线柔性支撑墩能够有效取代刚性支撑墩在管线工程中的支撑作用。以苏州地铁站为例，在工程中的各个自来水管下设置了7个检测点，其中关于支撑墩的监测点有3个，所占比例接近50%，而对支撑点的监督频率为每天2次。其余4个监测点用于监测支撑墩之间管线形变的状态，其监测频率为每天1次。苏州地铁站检测点反馈的检测数值表明：栈桥实际最大隆起数值达到了的24mm，而供水管的三次平均累计数值达到了2.94mm。这一监测结果的表明，在基坑开挖的过程中使用设计柔性支撑墩能够实现有效缓解栈桥对管线的作用与影响，从而保障输水管线的安全。

二、横跨地铁明挖基坑大直径给水管保护技术的分析

使用柔性支撑墩有利于综合钢管间刚性连接所带来的安全隐患。而当柔性方木支撑实现了对自来水管的有效支撑后，便可以拆除现在用于支撑的自来水管的刚性支撑墩。而当刚性支撑墩被拆除后，方木支撑墩就能通过松动木楔块，在变形的栈桥与管线间实现缓冲的作用，从而实现保护管线安全的目的。在具体是实践操作中，不论是施做方木支撑墩，还是拆除刚性支撑墩及并行监测与支撑墩调整都有具体的要求，主要体现如下：

（一）施做方木支撑墩

在具体实践中，设置施做方木支撑墩数量的判断依据为自来水管底部与管线栈桥间的实际空间。一般而言，实践中自来水管底部距离管线栈桥的距离平均为30cm左右，部分园区建筑中的距离为40cm。在这种情况下，可在自来水管下置放3根方木，用以支撑。一般而言，支撑方木的规格应为：200cmX200cm。同时，在置放方木时应在方木并排置放的顶部垫入50mm的的厚木板用于垫高作用。而当方木距离自来水管距离在100mm左右时，应使用规格为：厚度20mm至50mm，宽度100mm的木楔砸入其中，并维持塞入紧致程度。当木楔固定后，应用横模板置于木楔后方，并用道钉将其固定，以避免其滑移[2]。

（二）拆除刚性方木支撑墩

当施做方木支撑墩安置完成后，应对原有的刚性支撑墩进行拆除。用于支撑自来水管的刚性支撑墩主要采用氧气乙炔切割的方式完成，而砖砌的支撑墩只要人工凿除的方式完成。当原有的支撑墩被拆除时，应确定管线两侧柔性支撑墩安置完成。在具体拆除的过程中，施工单位与产权单位应在场进行监督，随时注意支撑墩拆除时，应对自来水管做同步沉降。而当发生沉降异常的情况时，应立即停止拆除工作，同时对柔性支撑墩进行加固后再进行拆除工作。刚性方木的拆除中，最主要的问题就是安全问题。针对这一问题，施工方应在施工前进行充分的规划。在具体施工的过程中进行有效的监督与实施。

（三）管道变形的监测与调整

当拆除工作完成后，应对管线变形的情况进行检测与调整。当主支撑墩替换完成后，应重新测量管线监测点高程的数值，同时对管线栈桥与自来水管的隆起和沉降的监测频率进行加密处理。当管线发生沉降，并且沉降幅度单次变量超过2mm，或三次累计沉降幅度超过10mm时，就立即使用塑钢对自来水管底部进行支撑，同时应恢复沉降区域内的刚性支撑墩。当完成应急处理后，施工单位应继续研究相应的处理方案。当管线发生隆起时，三次测量累计隆起的幅度的超过10mm时，应立刻调整柔性支撑墩支撑座处的木楔，更换小型木楔或直接取出木楔。在对木楔进行调整前，应在调整区域的范围内安置与原支撑墩相似的支撑墩，以防止调整过程中发生问题。支撑度的调整应遵循从两侧到中间的顺序。而需要注意的是：在对木楔进行调整时，应首先做好标记工作，从而在具体调整的过程中便于对标高的控制[3]。

支撑墩替换过程中对安全队伍的要求也较高。在具体施工的过程中，应筹备一支随时用于抢修的队伍，一旦发生紧急问题，抢修队伍立刻进场维修。在抢修支撑墩的同时，也要确保基坑的安全。而在方木支撑墩替换完成后，施工单位应安排专人对支撑墩进行巡查，主要检查柔性支撑墩发生松动的情况，及应地质活动而导致支撑墩松动的问题。

【总结】开挖地基是地铁工程中的最重要的组成部分，在基坑挖掘的过程中对给水管线的属于重要工程问题。在挖掘过程中，对给水管线进行有效保护能够避免因施工不当所造成的问题。同时，有效的管线保护规划也能促进地基开挖工程的高效开展。本次研究以基坑挖掘过程中供水管道的保护为视角，综合分析使用柔性支撑墩替代刚性支撑墩的具体方法。而随着技术进步，关于这一问题还存有进一步研究的空间。

参考文献：

[1]宋晓凤，姚爱军，张剑涛.深基坑开挖对邻近既有地铁隧道及轨道结构的影响研究[J].施工技术，2018.

[2]张治国，白乔木，姜蕴娟.邻近隧道及周围地层受深基坑开挖影响的现场监测研究[J].现代隧道技术，2017（2）.

[3]JunHU.ResearchontheInfluenceofExcavationofDeepFoundationPittoAdjacentExistingHigh-speedRailwayBridgePileFoundationsStability[J].JournalofRailwayEngineeringSociety，2017，34（6）：12-17and22.