地鐵出入口暗挖過市政大管道施工風險及應對措施

曹 磊

中鐵七局集團西安鐵路工程公司

地鐵出入口暗挖過市政大管道施工風險及應對措施

曹 磊

中鐵七局集團西安鐵路工程公司

目前，城市地鐵建設已在全國范圍規模化展開，地鐵施工時難免會與既有市政管道相互沖突，互相影響。本文通過暗挖過大直徑管道的工程實際案例，闡述施工存在的風險分析及如何針對性的采取相應措施，提供相似工況下化解風險的一個思路，作為借鑒。

地鐵施工；市政大管道；風險；應對措施

1 前言

西安地鐵某車站三號出入口通道橫穿二環路，設計共分為兩個明挖基坑和一個暗挖段，一、二號明挖基坑之間為過路及過大直徑管道段，設計采用暗挖施工。暗挖段施工工法為CD法，結構長39.68m，寬6.7m，結構上方存在一根DN2400排水管道，橫跨出入口通道，管道底距離出入口暗挖段初期支護距離僅為0.2m，施工風險極高。

三號出入口主要穿越1-1雜填土、1-2素填土、3-1-1層新黃土、3-1-2層新黃土。暗挖段和DN2400排水管道均位于新黃土范圍內。

2 總體籌劃

根據現場情況及總體施工安排，三號出入口通道一、二號明挖基坑同時施工，暗挖段由一號明挖基坑進洞，二號明挖基坑出洞。

3 大直徑管道位置及概況

施工前對管道進行詳細調查，DN2400排水管道位于暗挖段與二號明挖基坑分界處，距離分界處水平距離約為1.2m，管道底部與暗挖初支結構豎向距離約為0.2m。該管道材質為砼，管節長度2m，承插式接口，施工年代不詳，是西安市市政主管道，不具備改遷條件。管道上游有多條管道的雨水、污水等匯集至該管道內，經多年沉積，管道內底部存在約0.3m淤泥，淤泥以上水位高度約0.5m。

4 工程風險分析

根據管道自身情況以及與暗挖結構的相對位置關系，本工程風險分為管道本身安全風險和出入口暗挖結構施工安全風險等兩大風險，該兩大風險互為制約，互相影響。

4.1 管道自身安全風險

DN2400排水管道管徑大，在國內屬于城市市政大管道，其在市政工程中占據重要地位。本工程管道自身安全風險主要表現為不均勻沉降或沉降過大造成管道的破壞，安全風險主要來源于地鐵出入口通道施工對其造成的干擾。

4.2 出入口結構施工安全風險

地鐵出入口通道是市民乘坐地鐵所必須的公共設施，其建設的重要性和必要性不需贅述。本工程結構施工安全風險主要表現為隧道開挖時土體坍塌、管道破壞導致大量涌水，安全風險主要來源于工程自身施工風險和大直徑管道對施工過程的影響。

5 主要應對措施

針對風險分析，為確保管道及施工安全，主要針對管道和結構施工兩個方面分別采取措施，同時做好應急預案。

5.1 管道方面

（1）減小管道荷載。減小管道荷載，可最大限度降低管道和結構施工產生的相互影響。因管道自身為砼，無法減小荷載，可通過減少管道內水量來實現。具體做法是截流倒排：結構開挖至管道位置前開始截流倒排，截流采用袋裝水泥在上游井內施做“L”型圍堰，截流后將管道內的水集中抽排導排至下游井內。在圍堰的迎水面設置一層塑料薄膜，確保截流效果。

如有必要，可選擇多處上游井進行分部截流，先弱化水流速度和流量，最終達到截流的理想效果，最大限度的減小管道荷載。

（2）加強管道監控量測。在施工過程中，對地面下沉、管道沉降進行實時監測，及時對監測數據進行分析，判斷管道狀態，以便在出現異常狀況時及時采取措施進行處理。如有監測數據異常，及時加大監測頻率。

5.2 結構施工方面

（1）調整開挖工法。通道下穿管道段開挖工法由原設計CD法調整為三導洞CD法。相比于CD法，三導洞CD法增加一道臨時支撐，減小一次開挖面積，減少臨空面，可以最大限度的保證不對管道產生擾動。

（2）加強超前支護。暗挖進洞和出洞處設置拱部大管棚結合超前小導管注漿預加固地層。受2400排水管道影響，出洞處拱頂部位局部無法施工小導管及大管棚，此處施工時，小導管改為在兩側側壁施工，大管棚在拱頂兩側施工。詳見下圖。

（3）控制開挖進尺、鋼架密排、二次襯砌環框支撐。格柵鋼架在穿過排水管道段時采取密排通過。控制開挖進尺，每循環進尺不超過50cm。開挖完成后及時安裝初期支護格柵鋼架，噴錨支護。

在初期支護完成后，分段施工鋼筋混凝土二次襯砌，形成鋼筋混凝土環框結構，使二次襯砌和初期支護共同受力，進一步控制土層沉降。

（4）加強施工監控量測。在施工過程中，對暗挖拱頂沉降、凈空收斂等進行監測，及時對監測數據進行分析，判斷結構支護狀態，以便在出現異常狀況時及時采取措施進行處理。如有監測數據異常，及時加大監測頻率。

5.3 做好應急預案

為了確保暗挖通道施工安全、人身安全、地下管道安全，預防通道可能發生的坍塌、涌水、地面下沉等災害，施工前需制定詳細的應急預案及處理措施，現場儲備應急救援物資設備，明確應急組織機構及應急職責，一旦出現險情立即啟動應急預案。

6 施工總結

該工程現已安全、順利施工完成。通過工程的全程參與，筆者認為，本工程的關鍵措施為截流倒排和調整施工工法。截流倒排可直接減小管道荷載、同時可兼做管道損壞的應急措施，最大限度的降低了施工風險，是本工程的一個關鍵施工措施。三導洞CD法工法本身會對施工造成一定的難度，但通過增加臨時支撐，減小一次開挖面積，達到盡少的擾動管道的目的，效果顯著、直觀，是本工程的關鍵技術措施。另外，監控量測作為地鐵施工的科學手段，在本工程的實施過程中也起到了重要的作用！

地鐵施工，難免會遇到市政管道，如何能在地鐵安全施工的同時確保不對管道的安全造成影響或者影響最小，是地鐵施工無法逃避且需要不斷總結的重要問題，因為市政管道就像壓在頭頂的一顆“黃金雷”，既要確保“黃金”無損傷，還要確保不被“雷”炸到！只有通過細致的施工調查、客觀的風險分析、針對性的采取措施、科學有效的進行監控量測和數據分析等，才能將施工風險降到最低，做到真正的安全！