地鐵隧道近距離下穿污水管線施工技術

王 忠 誠

(中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215151)

地鐵隧道近距離下穿污水管線施工技術

王 忠 誠

(中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215151)

以北京地鐵八號線出入段線區間暗挖隧道近距離下穿污水管道施工為例，介紹了具體的施工方案，從施工準備及隧道下穿施工兩方面闡述了方案的實施方法，并對隧道下穿管道沉降數據進行了監測，指出各數據處于控制范圍內，管線變形微小，達到了預期目標。

隧道，管線，施工，監控

1 工程概況

北京地鐵八號線二期02標段出入段線區間為雙線單洞馬蹄形斷面，斷面開挖尺寸為8.801 m×11.912 m，全長683.5 m，隧道處于黃平西側路及回南北路下，采用CRD法施工，共4導洞，臺階法開挖導洞。在CDK0+620位置隧道下穿φ700污水管道，污水管底與隧道拱頂最高位置初期支護相接觸，此位置隧道覆土厚度5.3 m，管道與隧道垂直相交。由于管線距離隧道太近，受隧道坡度及隧道所處地面環境影響，管線改移距離長，造價高，對交通影響大等原因，采取直接下穿通過污水管。φ700污水管與隧道位置關系見圖1。

φ700污水管為混凝土承插管，管節長度2 m，管道處于回南路下，是東側龍錦苑小區的排污干管，污水自小區匯集后自東向西流向黃平西側路φ1 000污水主管。經測量，管道在夜間水流量較小，流量高峰期出現在20時～24時，最大徑流為管徑2/3，流速為1.2 m/s，管道埋置在粉質粘土層中，前期調查未發現管節滲漏現象。

隧道拱頂緊貼φ700污水管道，拱頂范圍超前小導管無法打設，需要采取特殊方式渡過。φ700污水管與初期支護關系及相關參數見圖2。

2 施工方案

為確保隧道順利下穿管道，必須從多面進行控制。第一，隧道穿越管線方案必須有效控制沉降量，確保管線安全；第二，控制管線內水流，防止施工期間管線多次擾動變形后出現滲漏，進而對隧道施工造成災害性影響；第三，加強監控量測，及時調整施工。經論證采取以下方案：

1)精確測量污水管道管節與隧道關系，在隧道其他部位采用多種方案模擬下穿管線施工，進行施工研究及數據監測，確定最優施工方案。

2)分梯段專人在污水管上游連續進行水流監測，確定下穿時間。做好地面道路的交通導行準備工作。

3)由于拱頂沒有超前支護，正常地段施工時，1號、3號導洞上臺階為一次性開挖、架設格柵及噴錨封閉，而下穿φ700污水管時，由于上臺階開挖范圍有多個污水管道接頭，一次性開挖將造成較大沉降，造成管線過大沉降、變形，處置不當管線將脫落，造成損失。因此通過試驗確定，1號、3號導洞上臺階采取分段施工，減小擾動，降低對環境影響。

4)對管道沉降、變形及地面、隧道拱頂沉降等項目進行觀測，及時分析各種監測信息，反饋指導施工。

5)管道下初期支護形成后，封閉掌子面，進行注漿，填充初期支護與管道之間的空隙，控制管線沉降變形。

3 方案實施

3.1 施工準備

1)測點設置。根據調查所得的管節與隧道關系(見圖2)，在管節承插接口位置埋設管線沉降監測點，在地面埋設地面沉降監測點。管線監測點間隔2 m設置，共設置7個，自地面鉆10 cm孔洞至污水管道頂部，孔內中部放置φ32鋼管，在φ32鋼管與鉆孔之間采用細砂回填密實，后截取φ20鋼筋插入φ32鋼管，鋼筋底與污水管道密切接觸，頂部低于地面5 cm，φ20鋼筋可以在φ32鋼管內自由移動，作為傳遞管道沉降變化載體。

地面沉降監測點布置是沿著管線方向自隧道中線間隔2.5 m，4 m，5 m進行設置，由于監測管道的監測點更密集，且更能反映管道在施工期間實時變化情況，因此監控量測以管道監測點數據為主。

隧道內監測點布置在1號、3號導洞頂部，布點2個，在施工期間焊接在格柵鋼架上，主要采集初期支護沉降變化情況。

管線及地面沉降監測點提前布設完成，采集初始值，初期支護沉降點在施工期布設、采集。隧道下穿φ700污水管監測點布置見圖3。

2)施工時間選擇及環境控制。通過長期對污水管線流量監測，選擇流量較小的夜間1時30分～4時30分下穿施工，水流監測人員全程不間斷監視，及時反饋信息。

道路交通疏導人員提前對過往重型車輛進行疏導分流，并設置警示牌，控制過往車輛車速，減小振動。

3)隧道施工準備及應急。隧道施工共4個導洞，每個導洞間距控制在10 m～15 m，因此導洞將依次下穿φ700污水管，造成的沉降影響是持續的，風險最高出現在1號、3號導洞施工期間。

各導洞過管線前，先施工至管道前一榀格柵位置，人員、材料、應急物資準備完善后，再進行下穿。

3.2 隧道下穿施工

隧道上部1號、3號導洞在正常地段采用上、下臺階施工，臺階高度2.5 m，臺階間距2.5 m，開挖進尺0.5 m。由于此方式上臺階土體一次性開挖，管線下大范圍土體懸空，會出現土體塌落、管道變形。因此1號、3號導洞采用如下方式施工：

根據管節承插點與1號導洞上臺階開挖與支護關系，1號導洞上臺階土方開挖時，將全斷面開挖方式變為自下而上三段開挖，分段支護，最后連接成封閉整體。先開挖Ⅰ部，管節2管底約1 m范圍距開挖面0.5 m，管節3管底距開挖面0.7 m～2.3 m，開挖面為弧面，管節2，3僅在接頭部位土體支撐量較小，剩余均有大范圍土體包裹支撐，形成小范圍懸臂，管節為剛性結構，Ⅰ部開挖面小，能迅速開挖封閉，對周圍土體及污水管影響較小。Ⅰ部封閉后，立即封閉掌子面進行初期支護背后注漿填充，填充密實后依次施工Ⅱ部、Ⅲ部，管節2，1在施工期完全得到已完初期支護和土體包裹支撐，影響很小。

3號導洞管節承插點與1號導洞不同，因此采取不同的方式施工。3號導洞上臺階采用先開挖兩邊，后開挖中部的方式進行。先開挖Ⅳ部、Ⅵ部土體，預留中部Ⅴ土體，在此期間中部Ⅴ土體可同時支撐管節4，5，在土體包裹擠壓下，與管節4，5相鄰的管節1，6均處于穩定狀態。待Ⅳ部、Ⅵ部完成封閉后，開挖中部Ⅴ土體，此時管節4，5得到Ⅳ，Ⅵ初期支護支撐，狀態穩定。

隧道1號、3號導洞上臺階封閉后，及時進行初期支護背后注漿，施工期間，加密監測頻率。各導洞依次穿越期間，監測一直進行，直至各監測點穩定。

隧道1號、3號導洞上臺階開挖順序見圖4。隧道下穿φ700污水管施工圖(3導洞上臺階)見圖5。

4 監控量測

通過隧道各導洞全部下穿管線及最終穩定數據顯示，管道沉降、地面沉降及拱頂沉降數據正常，各數據處于控制范圍內，管線變形微小，達到預期目標。具體見表1。

表1 隧道下穿φ700污水管道沉降監測數據 mm

5 結語

地鐵施工下穿管線較為普遍，本文中所遇到的近距離下穿管線在施工中具有一定的特殊性，環境風險及安全風險高，施工難度大。通過本工程成功實踐，可以為類似工程施工提供借鑒。

Close subway tunnel beneath the sewage pipeline construction technology

WANG Zhong-cheng

(No.1EngineeringCo.,Ltd,ChinaRailway20thBureauGroup,Suzhou215151,China)

Taking the close subway beneath sewage pipeline construction along underground excavation tunnel along the entry-exit section of No.8 subway in Beijing as the example, the paper introduces the factual construction scheme, illustrates the implementation methods for the scheme from the construction preparation and tunnel undercrossing construction, supervises the settlement data for the tunnel beneath pipeline, and points out the data are controlled within the scope with slight deformation at pipelines, so the expected aims are achieved.

tunnel, pipeline, construction, supervision and control

1009-6825(2014)03-0192-03

2013-11-05

王忠誠(1975- )，男，工程師

U455

A