中心城區軌交站點施工區域合流總管遷改及加固設計

姚陳玨

（上海錦興市政設計咨詢有限公司，上海市 200125）

0 引 言

隨著城市規模的快速擴展，超大城市軌道交通的建設需求不斷增強，而中心城區因市政管線復雜，地上、地下建構筑物眾多且交通通行不能中斷，故軌道交通區間段基本都以盾構隧道形式進行建設，但軌交站點及其出入口等不可避免的需采用大開挖施工。在軌交站點基坑開挖施工前，需合理解決地下管線與地鐵車站關系[1]，對施工范圍內的市政公用管線進行遷改，以確保軌交站點施工不至于影響周邊居民和企事業單位的正常生產和生活。

因排水管道采用重力排水，受限于排水方向及接入點標高，埋設較深，且敷設范圍廣，同時排水工程常設有配套附屬設施及構筑物，增加了遷改難度[2]。本文以上海市軌道交通14 號線工程東新路站施工區域的合流總管臨時排水方案設計為例，介紹明挖軌交站點大開挖施工前進行排水管道遷改和臨時排水的必要性，通過方案研究，確定并優化實施方案，體現工程的經濟效益和社會效益，為其他類似工程的總管遷改和臨時排水工程的實施提供借鑒。

1 總體工程概況

上海軌交14 號線于2016 年11 月全面開工建設，2021 年12 月30 日開通運營，線路西起嘉定區封浜站，途經嘉定區、普陀區、靜安區、黃浦區和浦東新區，終點止于浦東新區桂橋路站，是聯系上海市中心和東西部地區的便捷通道。14 號線位于普陀區共有一座5 座車站，分別為真光路站、銅川路站、真如站、中寧路站和東新路站。

東新路站位于武寧路下，騎跨東新路，與凱旋北路、普雄路斜交，為地下二層一島一側式站臺車站，與軌道交通3、4 號線曹楊路站采用通道換乘，見圖1。車站主體規模470.1 m×28.51 m，站臺中心處頂板覆土約3.67 m，底板埋深約18.9 m。車站共設7 個出入口、3 座消防專用出入口、4 組共10 座風亭，其中7號出入口預留。

圖1 軌交14 號線東新路站體位置示意圖

2 臨時排水工程實施方案

2.1 現狀排水系統概況

軌道交通14 號線工程東新路站所在區域屬武寧排水系統，排水體制為合流制。東新路站及其出入口均采用明挖施工，武寧路（凱旋北路—普雄路）下方的φ2400 現狀合流污水管道均位于軌交站點施工影響范圍內。

武寧排水系統服務范圍：東與大光復西、萬航排水系統接壤，西面和北面分別與銅川（東）、曹楊排水系統相接，南面與林家巷排水系統為鄰，總服務面積約為274 hm2，見圖2。雨水系統原規劃設計標準：P=1 a，綜合徑流系數為0.6。污水系統設計標準：綜合生活污水量標準330 L/P·d；截流倍數為3；地下水滲入量按地區旱流污水量的10%計算。

圖2 現狀武寧排水系統總體方案示意圖

現狀武寧排水系統φ1000-φ2400 合流總管沿武寧路自西向東敷設，在武寧路、普雄路路口與普雄路φ1200-φ2200 合流總管匯合后，改為2.8 m×2.4 m合流污水箱涵接至路口西南角的武寧合流污水泵站。根據規劃，武寧排水系統屬于蘇州河深層調蓄隧道服務范圍，系統內總管、泵站等排水設施均基本維持現狀，通過在系統內設置二三級管道將超過現狀武寧系統排水能力的合流污水輸送至蘇州河深層調蓄隧道進行調蓄的方式，實現武寧排水系統的提標和溢流污染控制。

武寧合流污水泵站建成于1997 年，內設雨水泵房和截流泵房，雨水泵房設計流量為14.16 m3/s，截流泵房設計流量為1.50 m3/s。雨水及超過截流倍數的合流污水經泵提升后排入蘇州河，旱流污水和雨天截流污水經泵提升后接入合流一期污水總管，最終至竹園污水處理廠處理后排放長江。

2.2 合流污水總管永久遷改

武寧路φ2400 合流總管是區域最重要的雨水、污水輸送通道，為確保區域雨污水排水安全，該合流總管在任何時候都需保持暢通。根據軌交14 號線東新路站點總體設計，武寧路（凱旋北路—普雄路）φ2400 合流總管均位于站點的正上方，現狀合流總管埋深約6 m，地鐵頂板覆土不足4 m。因此，現狀合流總管不僅位于軌交站點施工開挖范圍內，且標高與站體沖突，為避免地鐵基坑圍護結構因排水管道的存在而不能封閉，導致無法開挖施工[3]，需將合流總管永久遷改至站體外或采取臨時排水措施，見圖3。

圖3 東新路站點與合流污水總管的相關關系

在東新路站點基坑開挖前，先期將武寧路（凱旋北路—普雄路）φ2400 合流管永久搬遷至站體東側。為盡可能減少總管遷改對現狀道路交通通行的影響，永久遷改起自凱旋北路南側，止于普雄路北側，不涉及跨路施工，除路口局部管段采用開槽埋管法施工外，其余均采用頂管法施工。此外，考慮到站體的阻隔，為便于武寧路南側地塊合流污水的排放，站體主體結構建成后，在其上方淺埋一根DN1200合流管道，作為南側地塊的合流污水收集管道，見圖4。

圖4 φ2400 合流管永久搬遷方案示意圖

2.3 局部節點加固及臨排必要性

根據軌交14 號線東新路站點總體設計，武寧路、普雄路口的φ2400 合流管及檢查井位于14 號線東新路站盾構推進線路上方，且位于東新路站南端頭井加固范圍內，見圖5。該處φ2400 合流管埋深約為6.5 m，管底距盾構頂約為6.0 m。

圖5 普雄路節點總管與站點施工影響分析圖

根據施工籌劃，在完成合流總管的永久遷改及場地內其他管線、設施的搬遷后，即進行地鐵站點開挖施工。一旦站點開始開挖，隨著地下土體的擾動，可能導致φ2400 鋼筋混凝土排水管接口錯位、滲漏等，造成水土流失，從而引起路面沉降甚至地面塌陷，由此產生的后果是地面交通癱瘓、地下管線斷損、周邊居民樓墻體開裂等，對區域交通、沿線居民帶來不良影響；且φ2400 合流總管遭到破壞的話，其上游地區的排水都將受到影響，區域內排水設施無法正常運行，對整個區域的環境造成巨大破壞。

此外，埋設在地下水位較高、周圍土質較松散的砂性土中的管道，管道的滲漏、破裂等會加劇周邊土體的流失，不僅影響周邊道路交通，還將嚴重影響軌道交通線路的運營安全。因此，在站體端頭井加固及地鐵盾構推進前對φ2400 合流總管及檢查井進行預加固保護是十分必要的，且在預加固前須采取臨時排水措施，保證區域排水通暢，確保上游及沿線居民排水不受影響。

2.4 內襯加固方案

東新路站南側站點端頭井加固范圍內的φ2400合流管及檢查井均為鋼筋混凝土材質，結構較完整，對其進行預加固主要為防止因站體施工產生不均勻沉降，造成管道接口脫節。設計中，從總體技術及經濟合理性比較，擬對合流檢查井采用不銹鋼板整體內襯的方式進行預加固，同時對檢查井上、下游各5 m長管道采用不銹鋼管片整體內襯，并與檢查井內的不銹鋼板相連接，形成整體，以避免管道與檢查井連接處的不均勻沉降，防止管口脫節。內襯不銹鋼板（管片）采用20 mm 厚304 不銹鋼，管片與管片之間采用對接焊縫。

2.5 臨時排水方案

對管道和檢查井的預加固作業需要在無水的條件下施工，因此預加固前需對管道進行封堵，為保證武寧路、普雄路路口現狀合流總管的正常使用，需相應采取臨時排水措施。因本段現狀合流總管埋深約6 m，在路口開挖施工難度大，難以采用重力流管道進行臨時排水，且因施工周期較短，故采用臨泵進行提升，接入下游合流總管，最終進入武寧泵站，過路臨排管道采用淺敷鋼管。

（1）臨排流量

根據《上海市排水管道封堵臨時排水方案編制導則》（試行）（SSH/Z 10001—2016），按式（1）計算確定。

式中：QL為臨時排水措施設計流量，L/s；Qdr為截流井以前的旱流污水量，包括設計綜合生活污水量和設計工業廢水量，L/s；Qs為雨水設計流量，L/s；α1為流量折減系數，取1.0；α2為季節重要性系數，按汛期取1.2；α3為地區重要性系數，按重要地區取1.05；α4為管道重要性系數，取1.0；α5為封堵管道可恢復性影響系數，按汛期可恢復取1.0。

計算得到路口臨時排水流量見表1。

表1 合流管道臨時排水設計流量表

（2）臨排方案

為盡可能減少路口開挖施工，減輕對交通通行的影響，臨時排水泵坑盡可能結合現狀排水管道、檢查井設置，水泵均采用潛水軸流泵，且各型號水泵均倉庫冷備用一臺。臨排工程施工前，需做好相應管段的臨時封堵，確保臨排期間無合流污水進入擬預加固的檢查井和管道內。

在武寧路、普雄路路口北側現狀φ2400 合流管道上新建4 座騎馬井，每座井內均安裝一臺700QZ-70G-160 KW 潛水軸流泵，另在其中一座井內安裝一臺500QZ-100G-75KW 潛水軸流泵一臺（輸送旱流污水）。在武寧路、普雄路路口東側現狀φ800 合流支管的兩座管檢查井內各安裝一臺200QW360-6-11 潛水排污泵（輸送旱流污水）和一臺500QZ-100D-30KW 潛水軸流泵，見圖6。

圖6 合流總管臨時排水方案詳圖

在現狀站體施工圍場內新建一座長3.0 m×寬3.0 m×高2.0 m 的鋼制集水池，臨時排水泵的DN200、DN500、DN700 出水管均單獨接入鋼制集水池內，再通過管道重力流，由擬預加固的檢查井接入下游現狀φ2400 合流總管。

臨排工程實施期間，應做好工程范圍內的交通組織，避免影響區域居民的交通出行。為盡量減小施工期間對交通的影響，應合理安排施工進度，采用夜間快速施工，至少保證南北向雙向四車道通行；同時請專業交通設施單位在相關路口設置交通警示標志標線，并經常與市、區交通主管部門溝通，嚴格按照交警主管部門要求，落實現場各項交通管理措施，排堵通暢，確保來往行人和車輛交通安全。

3 結 語

（1）城市中心城區軌道交通站點大規模開挖施工會不可避免的與現狀排水設施沖突，需合理設計排水方案，進行排水管道的遷改。

（2）為確保軌交站點的施工安全及軌交運營安全，并使得排水設施一直處于良好的運行狀態，建議對軌交站點端頭井加固范圍內的排水管道、檢查井進行預加固，不銹鋼板整體內襯法是一種行之有效的加固方法。

（3）在進行臨時排水方案設計時，應充分論證臨時排水的必要性和規模，在確保排水安全的前提下，節省工程投資。當不能重力自流，需設置水泵提升時，建議盡可能利用現狀大型總管和檢查井設置泵站，組織臨時排水，更好地體現工程的經濟、社會效益。