排水管道下穿天津地鐵線路施工項目管理措施

李金良　張會鑫

摘 要：近些年隨著我國城市經濟的快速發展，城市中的市政工程也不斷興盛，結合天津市雙林截流泵站進水管道穿越天津地鐵1號線工程，探討地鐵線路在下方進行頂管施工時線路的保護措施與沉降監測方法。

關鍵詞：地鐵線路；頂管；扣軌；沉降監測

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A

一、工程概況

天津市雙林截流泵站進水管道穿越地鐵1號線正線、試車線、出入段線等，共計6條線路。線路下方頂進的進水管道采用雙排DN2000玻璃鋼夾砂管外套DN2800鋼筋混凝土管道，管道中心線距地鐵軌道頂面11.5米，頂管上方地鐵線路為碎石道床普通線路，半徑為550m的曲線。頂管施工工作坑長12m、寬9m、深13.872m，距離地鐵線路中心線為18米。

因該工程將導致地鐵線路路基發生沉降，對天津地鐵平日正線的運營及車輛段早晚發、收車造成影響，線路的突然沉降或施工中意外塌方將直接影響地鐵運營的安全。針對此安全隱患，對軌道采取了加固保護，并對路基可能發生沉降區域采取定點監測等措施來監控和保持地鐵線路的安全。

二、頂管施工中的控制措施

1 工作基坑方面對線路的保護措施

工作基坑距離地鐵線路較近，如果基坑坍塌造成附近土壓力失衡或頂進管道滲漏水等情況都可能導致線路路基塌方，本次施工對基坑采取了以下重點措施，以保證對線路的安全。

（1）在基坑進出洞口位置5米范圍內加打水泥攪拌樁，確保進出洞口的龍門口不滲漏。

（2）龍門口采用止水套環防水，保證管線周圍水土不順管道外皮向龍門口滲漏。

（3）基坑內-6.1米處增加一道鋼筋混凝土圈梁，采用對撐方式，確保頂進施工時基坑穩定性。

（4）基坑從第二道鋼筋混凝土圈梁至底板高度范圍內基坑四周加打一圈鋼筋混凝土內襯墻，墻厚600mm，墻高4.8米，以滿足雙排管道同時頂進施工時后背力要求。

2 頂管頂進時對線路的保護措施

管道頂進過程中地鐵線路處于運營狀態，為保證管道頂進順利進行和地鐵線路運營安全，對以下工序進行了嚴格控制。

（1）頂管采用泥水平衡法施工，根據土壓力及出泥情況，合理控制推進速度，保證連續均衡施工。在線路正下方及附近地段，頂進速度不宜過快，適當放慢速度，減少保護線路下方受擾動土體范圍，平衡處理出土量、頂進速度、頂進力三者關系。

（2）地鐵運行時間為6點至22點，當頂管機頭距離運行軌道5米范圍內時，調整頂進速度，以確保在22點地鐵停止運行之后至次日6點以前穿過運行軌道。穿越線路完成后必須及時進行泥漿置換。

（3）第一條管道穿越軌道完成后放慢頂進速度，繼續觀察地鐵運行時軌道變化，如果軌道沉降量滿足要求則進行第二條管道頂進施工，兩條管道同時頂進施工時機頭前后距離最小保證30米，以滿足泥漿置換要求。

三、線路保護措施

1 對地鐵線路實施加固，確保其穩定性

管道在頂進過程中對周圍土體有一定擾動，受土體本身重力及列車運行傳遞下的沖擊力作用，地鐵線路路基將產生一定沉降。受地鐵運營特點限制，運營期間不能進入線路進行整修，所以對線路采取了加固措施。

由于頂進管道距上方軌道距離較大，且線路路基已經過加樁處理，所以本次加固措施采用3-5-3型扣軌，已增加軌道縱向剛性。鋼軌采用50kg/m軌，加固范圍全長50米。線路加固區間每隔1.2米加穿一根木枕，木枕與軌道用道釘連接，扣軌通過專用U型箍連接，加固范圍兩側各20米范圍內每隔2.4米加裝一根軌距桿，以保證軌距。

2 對線路實時檢測，確保掌握其發展變化

地鐵運營期間規定不允許進入線路施工，為掌握地鐵運營期間線路的沉降、變形情況，對線路的檢測過程全部采用了自動檢測的方法，并著重對線路路基沉降進行把控。

本次監測方案由以下3部分組成：

首先是對線路路基沉降的監測，采用了精度高、自動化性能好的靜力水準系統，在管線下穿線路位置兩側各10m范圍內每隔5m布設一組監測點，在監測范圍內其它部分每隔15m布設一組監測點，共計22組監測點，如圖1。

其次是對垂直線路方向與水平線路方向的位移監測，采用徠卡TS30全站儀和配套的軟、硬件實現對軌道形變的監測。

最后，為能夠進一步掌握沉降情況，是對頂管范圍地下土體的分層監測，采用智能數碼分層沉降計與靜力水準測量系統相結合的方式，實現對軌道路基分層沉降的24小時自動化監測，隨時掌握軌道路基的分層沉降數據。

四、過管期間地鐵應急與線路檢修措施

由地鐵工務維修單位負責線路的應急搶險工作，并實施加密線路檢查與維修工作，主要管控方面如下：

1 在管線下穿線路位置，存放充足道砟，以備線路突發沉降時搶險使用。

2 在頂管施工期間，為確保列車運行安全，在此段線路限速25km/h運行。

3 由于采用扣軌加固，軌道縱向剛性提高后，軌枕下方是否懸空無法通過靜態檢查發現，所以每日在運營期間用添乘儀對該段區間線路進行動態添乘檢查，如條件允許，可以在停運后運用軌檢車進行檢查。

4 每日運營結束后結合動態檢查情況對線路幾何尺寸進行全面靜態檢查，適時對線路碎石道床進行搗固等相應調整。

5 每日對扣軌、軌距桿等加固設備進行重點檢查與復緊。

6 在管道頂進結束2個月后，經檢測路基沉降達到基本穩定狀態，對加固設備進行了拆除。

五、線路路基沉降監測情況及沉降規律

線路路基沉降監測周期為施工開始至監測數據穩定結束，共歷時120天。從監測結果分析（如圖2示），在施工過程中及后期線路運營中發生了4次突降變化，4次沉降發生的時間分別為： 第一次發在第1根管道穿越線路后； 第二次發生在第2根管道穿越線路后；第3次發生在3月底氣溫回升，凍土融化階段；第4次沉降發生在一次較大降雨后。

從突降發生的時間點分析，引起路基突降有以下原因：

前兩次突降是由于管道穿越線路時對路基擾動最大，列車運營中對路基沖擊，導致沉降，持續時間約6-8天，第一根管道造成路基沉降了7.9mm，累計沉降8.0mm，第二根管道造成路基沉降8.74，mm，累計沉降到達15.84mm；由于本次頂管施工是在冬季進行，第三次突降發生在春季凍土開始融化過程中，產生較大沉降，路基沉降了1.65mm，累計沉降達到18.30mm； 第四次沉降發生在夏季來臨時，較大降雨導致，造成路基沉降了1.54mm，累計沉降為20.4mm，在經歷第一次較大降雨后，沉降基本趨于穩定。

六、結論

在地鐵運營線的下穿施工，對地鐵線路的穩定性及線路尺寸變化影響較大，控制不到位，很容易影響到正常的行車運營，甚至是事故發生，建議下穿地鐵線路施工從以下措施進行管理：

1 從本次進水管道穿越地鐵線路工程可以看出，線路下方頂管施工將造成路基較大沉降，且伴隨突降發生，必須高度重視。

2 為確保地鐵的安全運營，對頂管施工各個技術環節需嚴格執行到位，要結合沉降數據的變化控制頂管施工的進度與速度，以確保影響降到最低。

3 對線路的加固與監測是必不可少的安全保障措施，對鋼軌本體增大剛性，并隨時掌握線路情況的變化，必要時，可以進施工周圍土體進行注漿加固，但工程費用較大。

4 運營線路的維護需要及時跟進。雖然采取相應的措施，但是實際施工過程中，頂管施工給線路的沉降變化最終累計達到20.4mm，變化較大，特別是每次的突降變化達到8.74mm。故當晚的線路檢查與碎石道床線路的及時搗固，對于保持線路質量與穩定，帶來決定性作用，才能夠保證線路幾何尺寸符合線路維修標準，確保地鐵的正常運營。

參考文獻

[1]淺析市政給排水管道工程施工風險與管理措施[J].城市建設理論研究.endprint