地鐵建設中給排水管線遷改問題及對策

白浩東

（中電建南方建設投資有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

地鐵工程施工具有擾動性，易對市政管線的正常使用產生影響，如何兼顧地鐵施工有效性和既有市政管線穩定性兩項要求是值得重點探討的技術課題。其中，針對既有給排水管線進行遷改屬于常見的方法，可主動規避地鐵施工對管線的影響，以便施工活動的順利進行以及各類管線的正常使用。

2 地鐵建設中給排水管線遷改設計要點

遵循因地制宜的原則，根據地鐵建設中各區間及站點的特點確定合適的遷改方案，其中遷改作業方法、遷改路徑、成本控制等均屬于設計階段需重點考慮的內容，設計人員必須全面顧及。給水管線的遷改應參考原設計，保證在遷改過程中管道的功能不出現異常，例如水質必須安全、禁止出現死水區。若遷改過程中涉及消火栓的改建作業，要充分考慮消防安全要求。

雨水管線的遷改建立在流向和回流范圍不發生變化的前提下，以保證管道有足夠的行洪能力。若現場施工條件良好，可提高施工段的暴雨重現期。臨時排水設施的設計方案需科學、可行，確保在管線遷改過程中可高效降排水。非必要時，盡可能減少大型防洪設施的遷改工作量，若必須進行遷改，須嚴格按照規范進行。以現狀箱涵的遷改為例，應報請水務及河道等相關部門批復，在此前提下推進遷改工作進程，并在遷改時采取導流措施。

污水管線埋設深度大，在采取支護措施后，方可進行開挖和回填，同時保證排水及污水轉輸的正常進行，盡可能將遷改工作一次落實到位[1]。現場施工條件普遍復雜，如大量泥土的存在將導致排水管道被堵塞，為突破此類特殊條件的限制，非必要時不采用倒虹吸及加壓排水裝置。

3 給排水管線遷改措施

繞遷、懸吊、支托、就地保護均是給排水管線遷改中的常見方式，各自的應用原理及應用特點有所差異，應根據現場施工條件、安全要求、工期、成本等因素而定。

3.1 繞遷

繞遷是對與地鐵施工產生沖突的管道做改道處理，以減小對現場施工的影響。這種方式對施工影響較小，主要適用于周邊有埋放管位的空間，基坑上方不允許有管線架設的工點。繞遷有臨時繞遷和永久繞遷兩種方式[2]。臨時繞遷指的是在短時間內繞遷管道，待地鐵在原管位施工完成后，廢除臨時管道，恢復原管道；永久繞遷指的是一次性遷改到位，后續無須再進行遷改處理，如果在主體墩柱及設備口進行管線遷改，均為永久繞遷。

3.2 懸吊和支托

給排水管線橫跨基坑，且受到技術、工期等因素的限制不具備繞遷的條件時，可采用懸吊或支托的方法，其思路是設置行（吊）架或支托裝置，將管線懸掛在基坑上方，保證管線正常使用的同時避免對工程施工產生影響。管線施工結束后，回填至保護線標高[3]。相比繞遷的方法，管線懸吊的工程量較少，成本較低，但可能由于懸吊方式不當引起管線接口斷裂問題，且機械設備可能與管線發生碰觸，導致管線無法正常使用。

3.3 原地加固保護

管頂覆土難以承受上部荷載作用時，管線受到較為強烈的荷載作用，有受損的可能。針對該施工條件，宜對管線采取原地加固保護措施，例如，在管道上方修筑溝槽，將管道包封在溝槽內，并向溝槽中回填石粉渣或細砂。為充分發揮出溝槽對管線的防護作用，管槽宜采用混凝土結構。

4 給排水管線遷改中的常見問題及對策

4.1 防洪設施的遷改問題

高架輕軌建設中，通常每間隔25～30 m 修建1 處橋梁墩柱，防洪排澇設施線路長、斷面積大，要盡可能避免墩柱修建在明渠斷面或現狀河道。若由于工程需要而在河渠內建設高架輕軌的墩柱，應按城市防洪設計要求補償河道過水斷面，同時立足渠道現狀，采取具有針對性的臨時導流措施。導流構筑物的設計分階段進行，首先確定構筑物的類別與等級，再劃分其洪水標準，最后做全方位的設計。結合實際環境對構筑物做風險綜合分析，若構筑物修建場所地處重要地區，需要合理規避導流施工期的內澇災害，為此宜提高防洪標準。部分城市軌道的施工周期長達5～10 a，局部站點的防洪構筑物遷改的施工工期較長，為適應在較長時間段內的多個汛期水文條件，可適當增加設計裕值。以盾構法進行地鐵區間的施工，對地表的擾動性較小，地表防洪設施基本未受到影響；采用明挖法施工時，將與現狀排洪渠道及箱涵發生沖突，此時要配合車站主體的建設工序，分段、分步地完成箱涵及明渠的遷改作業。

以某地鐵工程三期工程中某地下車站為例，車站上部為市政道路相交路口，受地塊空間的限制，車站與8.0 m×3.5 m的排洪渠相交，排洪渠兩側有2 處雨水箱涵接入。為避免車站建設與既有設施相互干擾，對排洪渠做遷改設計，按Ⅴ級導流構筑物設計導流，但將面臨拆遷工作量大、市政交通受擾嚴重的問題。針對該狀況，以項目所在城市的防洪排澇規劃中該流域的遠期要求為準做優化設計，將現狀的排洪渠改造為3 孔5.0 m×3.5 m 的箱涵，提出如下方案：將新建段箱涵分割為2段倒邊施工；待主體建設成型后，開始施工A 段箱涵，成型后將交通疏通至此箱涵之上，營造良好的條件，以便B 段箱涵施工活動的順利進行；考慮到工期較緊的特殊性，以分段圍堰原位導流的方法施工B 段箱涵，其思路是首先施工如圖1 所示的1 孔（圖1 的陰影部分），連通后依次完成其他孔的施工，最終順暢地將河道導入現狀箱涵；為順利開展原明渠下主體部分的施工作業，將原明渠廢除，此方式可避免因建設大型導流構筑物導致周邊某些管線需二次遷改的問題。經過優化設計后，拆遷量大幅減少，且無須全路段封閉施工，有利于原市政道路的正常運作，具有保證質量、提高效率、減少成本等多項效果。

圖1 現狀排洪渠的遷改示意圖

4.2 出入口處管線遷改問題

地鐵車站建設中，配置多組電梯與樓梯，設4 處以上的出入口，并與地鐵車站的地下1 層站臺順接，出入口的建設易與現狀管線發生平面及高程的沖突，為不影響管線的正常功能，會涉及管線遷改作業。對于給排水管線，主要在出入口圍護結構施工時大量進行遷改。

以上述工程的C 號出入口為例進行分析，在施工此部位的圍護結構時，將DN1 000 污水管道更換為鋼管，并懸吊至圍護結構上，以免施工對管線產生影響，待出入口結構施作成型后，回遷管線。由于污水干管的埋深較大，其在出入口沖突時需降低結構頂板，因此，在施工時將污水管繞行出入口，主動規避影響，一次完成遷改作業。污水管道的遷改設計如圖2所示。

圖2 污水管道在出入口處的遷改示意圖

出入口施工與箱涵發生沖突的情況在地鐵工程中頗為常見，針對此類沖突的應對策略是將箱涵改為明渠，以形成臨時導流，出入口部位的施工結束后，將箱涵回遷原位，廢除導流明渠。

在本文所列舉的工程中，需對出入口上方2.5 m×2.0 m 的箱涵遷改，以便車站出入口施工活動的順利進行。箱涵總長93 m，設計坡度1‰。車站出入口的地勢較低，且恰逢城市商業核心區，車流量和人流量均較大，施工周期較長，需跨越3 個完整汛期，出于安全考慮，必須以較高的防洪要求開展遷改工作。繞行附屬結構的導流明渠長約125 m，而現場施工場地有限，對導流施工產生制約作用，臨時性導流明渠上、下游水流銜接條件不佳，在銜接過程中常存在90°的轉角。因此，按照永久構筑物重現期設計導流，即在50 年一遇的洪水重現期時導流構筑物的排水必須暢通，根據此要求，設計的是2.5 m×2.2 m 的導流明渠，并結合現場條件優化設計，例如盡可能利用出入口外側的圍護結構實施導流明渠施工作業，降低單側開挖、支護的成本。

4.3 車輛段管線遷改問題

車輛段屬于線路中的關鍵工點，可為車體的停放、車輛的檢修等活動提供場所，在地鐵工程中，通常每條線路設置一處或更多處的車輛段。車輛段的占地面積普遍達到20 萬～40 萬m2，面積較大，易由于車輛段的建設產生大規模的給排水管線遷改作業。

沿廠區紅線外環廠設置給水管線，預留臨時用水接口，保證給水的有效性。根據當地的防洪評估結果進行深化設計，依靠科學的設計方案切實保障排水系統的安全性。設計中，適配專用雨水箱涵，負責將收集的雨水排出。明渠穿越車輛段地塊時，更改為暗涵，或根據現狀明渠結構特點做加蓋改造。車輛段建設在未開發區域時，截流流向車輛段的散排水，將此部分統一排入行洪渠道。

5 結語

經過本文關于地鐵建設中給排水管線遷改問題及對策的分析后，做出如下總結：

1）給排水管線遷改是一項系統性的工作，要統籌兼顧，協調其他市政管線的施工順序，密切關注交通疏解進度和地鐵主體建設工期，確保在規定工期內完成遷改作業。

2）設計時，充分考慮地鐵工程建設和市政管線正常使用兩項要求，避免因工程建設而導致市政管線無法正常使用。

3）給排水管線遷改方式的設計以保證安全、質量為基本前提，在此基礎上選擇具有經濟性的遷改方式。

4）因地鐵建設需要而進行管線遷改時，盡可能避免城市防洪設施的遷改。遷改時可視實際條件聯合采取加固、導流等方法，創設良好的遷改條件，力爭一次遷改到位。若由于遷改作業的需要而修筑臨時性導流構筑物，應明確等級及設計重現期，進而有效開展設計工作。