地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案研究

杜 朋

中铁隧道集团三处有限公司，广东广州 510000

对地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案的深入研究，有利于提升地铁施工水平，使得其暗挖通道作业效率更加高效，进而增强城市发展中地铁的实践应用效果。因此，需要结合地铁暗挖通道的实际情况及行业技术规范要求，从成本经济性、技术可行性等方面入手，确定地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案，确保地铁实践应用中能够达到预期效果，并降低其施工风险，避免暗挖通道施工中对市政管线造成不利影响。

1 实践中的工程概况分析

某城市在地铁建设中采用了暗挖法进行施工。在施工计划实施中，整体结构开挖宽度、高度及覆盖厚度分别为6m、5.2m及6.3m。该地铁暗挖通道项目施工中在通道拱顶上有3条市政管线，需要根据实际情况，确定暗挖通道所需的近距离下穿市政管线方案，给予其施工计划实施科学指导。

2 影响因素分析

在地铁暗挖通道近距离下穿市政管线的过程中，为了使其所需的方案在实际的应用中更具科学性，则需要在该方案确定时考虑相关的影响因素。这些影响因素包括：

（1） 管线与地铁暗挖通道的关系是否良好。在地铁暗挖通道施工中，需要对其施工区域存在的管线设置情况进行充分考虑，进而为地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案的确定提供所需的参考信息。在此期间，地铁暗挖通道与管线之间是否保持着良好的关系，即暗挖通道施工计划实施中是否对既有管线性能造成了影响，关系着其近距离下穿市政管线方案的实践应用效果，需要施工企业及人员在确定该方案时对这类影响因素给予充分的考虑。

（2） 施工区域的水文地质状况是否良好。实践中在落实地铁暗挖通道施工作业时，为了使其近距离下穿市政管线方案实践应用中能够达到预期效果，则需要对地铁暗挖通道施工区域的水文地质状况进行深入分析，且在有效的地质勘察作业支持，获取更多的水文地质信息。若地铁暗挖通道施工区域的水文地质条件复杂时，会加大施工难度，给其近距离下穿市政管线带来一定的困难。

（3） 技术运用是否可靠，方案制定是否有效。在地铁暗挖通道下穿市政管线方案确定的过程中，能否运用适用性良好的施工技术落实好暗挖通道施工作业，关系着项目施工效益与成本。因此，需要在地铁暗挖通道建设中对施工技术运用是否可靠进行考虑。同时，应从成本经济性、可行性等方面入手，对地铁暗挖通道下穿市政管线方案制定是否有效进行考虑，以便增强该方案适用性。

3 方案分析

3.1 实践中的结构断面设计方案分析

暗挖通道下穿热力沟处受出入口位置、建筑净空等限制，结构初支顶与热力沟初支底基本密贴，过热力沟段结构断面采用平顶直墙型式，过污水管段考虑结构受力合理性采用起拱直墙型式。实践中通过对这些要素的充分考虑，能够使最终得到的地铁暗挖通道结构断面设计方案更具合理性，使得其所需的近距离下穿市政管线方案更加完善，从而降低地铁暗挖通道施工风险。

3.2 实践中的辅助措施设计方案分析

由于地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案确定中会受到复杂地质条件、施工技术等不同因素的影响，需要关注与之相关的辅助措施设计方案制定与实施，从而为整个项目施工计划的顺利完成提供科学保障。实践中确定地铁暗挖通道辅助措施设计方案时，可从这些方面入手：

（1） 注重施工工法的优化处理。在地铁暗挖通道施工中，为了实现对管线沉降问题的有效应对，需要注重台阶法与中隔壁法（CD法）的配合作用下，先分部开挖导洞的一侧，并施作中隔壁，进而再分布开挖另一侧进行施工，确保两个导洞施工状况良好。同时，需要在上下台阶法对每侧导洞进行针对性处理，并加强各导洞纵距控制，实现对地铁暗挖通道施工工法的优化处理。

（2） 通过对施工区域具体情况的深入分析，加强超前支护设计。在此期间，需要运用加固方法对结构上方土体进行处理，力争改善上方土体，使之形成一个强度较高、渗透性较低的壳体，从而达到防止塌方和控制沉降的目的。同时，可在全断面注浆加固法来的支持下，使得地铁暗挖通道开挖前的断面土体能够得到科学处理，进而增强整个结构稳定性；若施工中采用了超前小导管支护方法，则需要将其设置于地铁通道拱部，并选择性能可靠的注浆管，控制好注浆管的长度、横向间距等，且在水泥浆的作用下，保持注浆浆液良好的功能特性。

3.3 实践中的工程风险分析

（1） 地铁暗挖通道近距离下穿市政管线的过程中，受到暗挖通道穿越区域地层自稳能力不足的影响，使得其施工计划实施中可能会破坏上方土体结构稳定性，其施工中的坍塌事故发生率加大，引发地面沉降问题的同时可能会导致市政管线变形。此时，若管线应用中出现渗漏问题时，会加大地铁暗挖通道施工风险，需要在其近距离下穿市政管线中给予这类情况必要的重视。

（2） 在地铁暗挖通道施工中，若管线与通道之间的距离较小时，施工计划实施时可能会引发管沟衬砌内力突变，影响着市政管线的使用功能。若暗挖通道施工对周围土体扰动影响较大时，可能会造成土体塌陷问题，致使市政管线实践应用中出现了渗水现象。

（3） 地铁暗挖通道施工中若附近的交通量大，会对其初期支护结构稳定性造成影响，可能会给其近距离下穿市政管线过程中埋下安全隐患，需要在确定这类情况应对方案时能够充分地考虑项目区域附近的交通状况，确保项目施工安全性。

4 数值模拟分析

4.1 注重有效的参考模型建立

通过对地铁暗挖通道施工状况的深入分析，借助计算机网络与信息技术的优势，在计算机三维空间中建立相关的参考模型，进而对项目施工工序进行动态模拟分析，在确定暗挖通道施工方案的同时，不断完善其近距离下穿市政管线方案，确保项目整体施工状况良好性。在确定这类参考模型的过程中，应做到：

（1） 根据实际情况，对地铁暗挖通道施工区域的地质条件进行分析，且在地质勘察作业的支持下，丰富暗挖通道地质条件数据资源，在计算机三维空间中对其土层参数进行科学分析；

（2） 为了实现对地铁暗挖通道近距离下穿市政管线过程中应力变化情况的科学分析，应通过对地质勘察报告的灵活使用，获取施工区域的工程地质、水位地质资料等信息，从而为暗挖通道计算力学模型的建立提供参考信息。同时，需要通过对地铁暗挖通道底面、顶部、侧面等不同区域具体情况的分析，在计算机三维空间中确定相应的边界条件；

（3） 为了实现对支护措施的高效利用，完善地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案，需要对支护措施进行动态模拟分析，确定地铁暗挖通道施工中最佳的支护体系结构。实践中初期支护及二次衬砌采用实体单元模拟，初期支护材料可用C20喷射混凝土＋钢格栅；二次衬砌结构设置中材料为C40钢筋混凝土，进而满足暗挖通道安全施工需求。

4.2 模型支持下的各要素分析

在地铁暗挖通道参考模型的支持下，为了增强与之相关的近距离下穿市政管线方案实践应用效果，则需要通过对该模型灵活使用，实现对该方案形成中各要素的有效分析。具体表现为：

（1） 在地铁暗挖通道近距离下穿市政管线施工中，随着暗挖通道的开挖，若管线存在着变形问题，则需要对这类问题进行必要的分析与处理；

（2） 通过对不同管线沉降情况的考虑，在丰富的实践经验、专业技术资料等支持下，确定热力沟、污水等不同管线的最大沉降值，使得地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案作用下的管线性能不受影响；

（3） 在施工监测作业支持下，实现对市政管线沉降问题的科学应对。

5 结语

综上所述，在地铁暗挖通道近距离下穿市政管线方案形成过程中，若能落实好施工监测工作、加强数值模拟分析方法使用等，则能使该方案实践应用中更具科学性，从而为地铁暗挖通道的施工效率提高及方式优化提供保障。因此，未来地铁暗挖通道作业计划实施中，需要注重超前支护方法使用，并加强暗挖起拱断面拱顶沉降分析，设置好暗挖起拱结构，使得地铁暗挖通道施工风险得以降低。同时，针对地铁暗挖通道下穿可能引起的管线变形问题予以充分考虑，并重视强度大的管线使用，做好暗挖通道下穿市政管线方案应用效果评估工作，以便增强该方案适用性。

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