臨近運營航油管道地鐵深基坑施工技術

摘 要：以天津地鐵4號線地鐵深基坑工程為研究背景，結合本工程實例詳細介紹了在臨近運營航油管道的地鐵工程中，對深基坑的施工技術方案、航油管道的保護措施等多方面進行研究和應用，確保工程建設安全，為今后類似工程施工提供一定的參考。

關鍵詞：臨近；運營航油管道；地鐵深基坑；施工技術

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0136-02

1 引 言

近年來，我國城市軌道交通的建設規模持續增長，且多處于繁華鬧市區，基坑周邊環境風險復雜，特別是本工程地鐵車站距離運營中的航油管道的最小凈距只有7.33m，采用合理施工技術方案和保護措施確保深基坑工程的順利進行在本工程中顯得尤為重要。

2 工程概況

本工程為新興村站、車輛段進出段線明挖區間（至地面），共1站、1區間。其中新興村站位于東麗區新興村區域，津濱高速南側。新興村站圍護結構采用鉆孔灌注樁+TRD止水帷幕+內支撐的支護方式，明挖順做法施工，基坑標準段寬19.7m，深12.2～14.0m，盾構井段基坑深13.7～16.2m，車站建筑面積19717.99m2。

2.1 水文地質概況

根據地勘報告顯示地基土層層順依次為雜填土、素填土、黏土、淤泥質黏土、粉質黏土、黏土、粉質黏土、砂質粉土、粉質黏土、砂質粉土等，土層分布較穩定。與本工程有直接聯系的地下水有淺層的潛水含水層和較深的賦存于⑧21、⑩21砂質粉土、⑩22粉砂、{11}21砂質粉土、{11}22粉砂、{11}41砂質粉土、{11}42粉砂的承壓水含水層。

2.2 航油管道基本概況

航油管位于車站基坑北側，為DN200的鋼管，小里程端與基坑最小凈距7.33m（拉管施工），埋深約1.5～5.60m，其中車站起點里程至軸線8軸（長約87.42m）埋深在4.2～5.6m，距離基坑處于0.7H基坑深度范圍內（4～8軸）的埋深在4.5～5.6m；8～22軸航油管距離基坑處于1～2H基坑深度范圍埋深在1.53～2.2之間。平面位置關系如圖1。

3 施工重難點分析

（1）基坑圍護結構施工、降水及開挖勢必造成周邊土體及航油管道的沉降、變形，如何既保證基坑工程的順利進行又控制航油管道的沉降及變形在允許范圍內。

（2）本基坑長度達465.222m，基坑面積達9378m2，屬于超長、超大深基坑，如何較好的遵循基坑開挖的“時空效應”顯得較為突出。

（3）航油管道的各項保護措施能否達到保護航油管道安全的目的。

4 主要的施工技術要點及管道保護措施

根據不同施工階段的施工內容總結不同的施工技術要點及航油管道的保護措施。

4.1 施工前準備

（1）做好圖紙會審、安全技術交底、場區情況、測量試驗、材料機械設備進場報驗等前期技術準備工作。

（2）在臨近DN200航油管的施工過程中，應及時總結出土層的地質條件，掌握TRD切割土體、鉆孔樁護壁泥漿配置參數等，并且通過實踐不斷進行優化。

（3）施工前與管線產權單位聯系，根據施工設計藍圖及管線物探成果圖，結合人工探挖的方式進行航油管的探明，確定管線準確位置及埋深，并標記管線走向。

4.2 圍護結構施工

新興村站基坑圍護結構采用外側止水帷幕為600mm厚水泥土連續墻，內側為？準1000@1200的鉆孔灌注樁的綜合支護形式。

（1）圍護結構的施工工序上先施作TRD，后施作鉆孔樁，TRD止水帷幕采用三步施工法，即先行切削、回撤切削、固化液注入攪拌成墻的施工方法。

（2）臨近航油管道段的TRD施工采取增加水泥摻量至25%，噴漿壓力控制在1MPa以內，并適當加快切削土體的時間，保證安全快速的通過航油管道段。

（3）TRD施工過程預留3組抗壓試件，并在28d成墻后進行取芯檢測無側限抗壓強度和抗滲系數指標，不達標的注漿加固處理，土方開挖需等墻體qu≧0.8MPa后方進行。

（4）鉆孔前進行孔位測量復核，施工中按照鉛錘掉線控制鉆孔機械，保證成孔垂直度控制在1/150?；炷凉嘧⒈M量縮短時間并連續作業，在首批混凝土仍具有塑性的時間內完成。

（5）航油管道5m范圍內禁止機械作業，距航油管道的0.7倍基坑深度的施工區域重型機械作業，需鋪設2cm鋼板減小其對地面的荷載；因TRD主機較重，施工時必須安排在背離航油管道的一側進行。

（6）圍護結構施工中增加航油管道及基坑監測項目的監測頻率，隨時掌握監測數據指導施工。

4.3 基坑降水及土方開挖施工

（1）施工前嚴格按照監測方案進行監測，通過監測的布點及初始值的采集工作，確保監測項目的完整、準確、及時。

（2）降水施工遵循“按需降水”，降水前進行“試降水”和抽水試驗?；娱_挖前首先進行疏干預降水，水位降至開挖面絕對標高以下至少1.0m后，方可進行下一步土方開挖施工。

（3）基坑土方開挖應遵循時空效應，即“先深后淺、分級開挖、由上而下、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的原則，每段的開挖長度控制在20m左右。

（4）基坑開挖過程中，通過水平位移監測情況反應TRD的變形趨勢，隨時調整支撐系統與挖土方式。堅持探挖的原則，一旦發現滲漏跡象立即進行注漿處理。樁體測斜變形過大（控制值和變化速率）的適當放緩開挖進度，及時安裝支撐和增加鋼支撐的數量。

（5）鋼支撐安裝時間限制在8h以內，保證鋼圍檁與鉆孔樁之間密貼，對存在的縫隙用混凝土或灌漿材料填充密實，保證支撐與圍檁、圍檁與支護間的密貼。

（6）基坑開挖嚴禁超挖和擾動坑底土體，機械挖土應預留200～300mm厚土層，由人工修整?；蹏澜凰?、凍融等引起地基土擾動等情況。基坑內有明水時，及時進行抽排。

（7）標準段基坑地面超載不應超過20kPa，盾構工作井范圍內地面超載不應超過30kPa；特別是基坑距離航油管在0.7H開挖深度的范圍（4～8軸的北側區域）禁止堆放材料、土方及停放設備等。

4.4 航油管道及其周邊土體的施工監測

航油管道的保護措施主要以間接保護為主，以施工監測數據為依據指導航油管道保護措施的落實。

4.4.1 監測內容

臨近DN200航油管主要監測內容：①管線周圍地表沉降監測；②管線豎向沉降；③管線水平位移（土體深層水平位移）；④管線差異沉降。

4.4.2 監測范圍

管線周邊地表沉降、地下管線豎向沉降及差異沉降監測范圍是航油管與基坑凈距2倍基坑深度范圍。管線水平位移監測范圍是航油管與基坑凈距0.7倍基坑深度范圍。

4.4.3 監測點布設

為了監控施工時對周圍地表的影響程度和范圍，應布置管線周圍地表沉降、地下管線豎向位移及差異沉降。

（1）航油管周邊土體地表沉降點直接采用？準18mm螺紋鋼筋夯入原狀土1.5m以上，與間接監測航油地表豎向位移點的間距為2或3m。沉降標桿外側采用內徑大于13cm的金屬套管保護。金屬套管頂部設置管蓋并安裝穩固，螺紋鋼標桿頂部應在管蓋下10cm為宜。

（2）航油管線豎向位移及差異沉降的監測點，按照航油管與基坑的接近度不同對其進行布點，布點間距為沿管線走向每10m（與基坑凈距小于0.7H開挖深度）、20m（1～2H開挖深度）一個監測斷面。每個監測斷面監測點的間距是3m、2m、2m、3m，共計5的監測點。施工監測主要以航油管上部地表的土體沉降來間接反應航油管的豎向位移。

（3）航油管線水平位移以土體的深層位移來間接反應。在1H基坑開挖深度且埋深大于5m的管線范圍靠近TRD止水帷幕墻的1m處，與管線測點相同斷面且距航油管線6m處設置一個土體水平位移監測點（孔深為7m），共計5個測點。

按照設計圖紙，選取3～8軸距離基坑小于1H基坑深度監測點布點示例如圖2。

4.4.4 監測頻率

根據設計圖紙要求及相關規范，針對不同的施工階段調整監測頻率，監測頻率見表1。

4.4.5 控制值與預警值

根據設計文件和《城市軌道交通工程監測技術規范》（GB50911-2013），各監測項目的控制值與預警值見表2。

5 總 結

天津地鐵4號線南段工程土建施工第2合同段在臨近運營航油管道的新興村站基坑工程，根據不同施工階段的施工內容總結不同的施工技術要點及航油管道的保護措施，基坑開挖過程中航油管道及基坑均處于安全可控的狀態，為以后類似工程施工提供一定的參考。

參考文獻

[1]天津地鐵4號線南段工程土建施工第2合同段新興村站圍護結構施工圖設計.

[2]天津地鐵4號線南段工程土建施工第2合同段新興村站二級風險源專項設計.

[3]王云琪，徐鵬舉.深基坑開挖對周圍地下管線影響研究.低溫建筑技術，2015（2）.

收稿日期：2018-4-15