钢套管悬吊保护法在轨道工程建设中的应用探析

朱长银，张良霄 （合肥供水集团有限公司，安徽 合肥 230011）

0 前言

随着城市发展的脚步越来越快，各种大型市政工程项目也正如火如荼地进行当中。为了保障并加快城市建设的发展，越来越多的市政工程建设对供水管道提出了更高的要求。而城市给水又是城市基础设施建设的重要组成部分,近些年来，城市建设规模不断扩大，配套设施不断完善，越来越多的人涌向城市寻求发展机会。原有的城市道路随着城市的不断变化已逐渐不能满足人们日常的出行需求,造成了城市交通压力的逐渐加剧,为了保证城市交通系统的正常运行和人们日常的出行需求，各种城市道路建设项目随之而来,而沿原有城市道路敷设的城市给水管道则不得不面临着被迁改或改造[1]。

在大型铁路工程中，城市管道的改造和迁改工作处于十分重要的地位。轨道交通建设因其线路漫长，涉及大量的市政管道，所以管道改迁不仅要对施工范围内的管线进行改迁，同时还要结合地铁施工常用工法并综合利用现有用户、远期规划等因素，对改造路线进行合理优化，以确保地铁工程的顺利进行和城市管网的正常运营[2]。

郑杰等人[3]在探明管线的实际状况基础上，根据基坑开挖工程的特点，采用了管道迁移、原位保护等技术手段。在管道现场保护技术中，应用“内压力可控高压旋喷技术”对管道周边的基础进行了强化，针对管线周边常规桩基施工技术难以完成时，建议使用MJS工法桩，节约了工程造价，缩短了施工周期。

罗永等[4]在进行上海浦东国际机场飞行区T1—S1下穿通道项目不停航施工过程中，由于施工区内包含大量的重要管线，如何对诸多机场运营中的管线进行保护是非常大的技术难题。针对不同类型的管线，他们通过前期对管线的详细探摸，分析施工进度与机场运营要求的相互关系，在保证航行安全的前提下，深入策划施工方案、采取安全有效的技术措施，并与机场各管理部门积极协调，顺利解决了机场管线保护及迁改的难题。

目前在轨道站点改造施工过程中，在开挖主体车站、出入口等深基坑时，一般会将球管原地置换为钢管或者重新移位迁改，本文将结合轨道工程实例介绍一种优化施工方法——钢套管悬吊保护法，并对此展开讨论。构。各基坑围护桩布设的各有异同。C号出入口的基坑深度为10.45～14.25m，钻孔灌注桩间距为1.2m，嵌固深 度 为 4.4～6.15m。 桩 长 7.9～17.2m，竖向设置两道钢支撑；D号出入口的基坑深度为10.55～14.25m，钻孔灌注桩间距为1.2m，嵌固深度为4.4～5.0m，桩长6.95～16.25m，竖向设置2道钢支撑。

为了确保施工的可控性和预见性，加强协调，有效地控制投资费用和工期，按照“统一指挥、分组管理、全面防守、重点加强”的原则，以防止基坑、隧道塌方等原因造成管线的破坏，动员全体员工，实行统一指挥，分组分部门管理，全面做好管线的保护工作，确保本标段管线安全，有效预防和快速处置突发事故，避免和减少人员财产损失。本项目在建设阶段采用钢套管悬吊保护法。

1 项目概况

1.1 车站概况

和平路站车站起终点里程为K30+592.581～K30+880.481，该站位于南北向东二环路与东西向和平路交叉口，与东二环路平行。车站附属共设3个出入口和2组风亭，均为单层结构，附属结构采用明挖施工，围护结构采用800@1100和800@1200钻孔灌注桩+钢支撑体系。支撑采用Φ609mm、t=16mm的钢管支撑。桩顶设置800X800mm的钢筋混凝土冠梁。各附属结构均为单层结

图1 和平路站场地平面图

1.2 管线概况

C、D号出入口连接段标准段内由北向南方向1根管径DN800供水承插球墨铸铁管道，埋深约埋深2.2m，供水管横穿C、D号出入口。

2 管线保护方案

图2 C、D号出入口连接段段DN800供水管剖面图

2.1 和平路站DN800供水管悬吊保护方案

根据现场实际情况，悬吊保护DN800mm供水管两端头在南北两侧冠梁上，外包一圈采用DN1000mm钢管全封闭包裹。步骤：DN800mm供水管底部范围内土方掏空（每次掏空长度不大于3m）,将DN1000mm钢管均匀切开，将DN800mm供水管包裹起来，DN1000mm钢管内每隔1000-2000mm布置小块钢板垫进行定位，保证供水管居中，在供水管接头两侧200mm布置小块钢板定位，在接头处一圈布置4-6小块橡胶垫进行定位与钢管密贴，两端头钢板焊接封闭，与铸铁钢管连接处采用双面胶封堵缝隙，封堵后采用混凝土浇筑，焊缝长度、宽度质量要满足规范要求。悬吊保护用2根工28做支撑梁，支撑梁上每2.0m采用C10槽钢在供水管侧面进行焊接加固，闭合焊接成整体，在供水管底垫1cm厚的橡胶垫与槽钢接触，南北向通长用C10槽钢与每个截面的槽钢焊接，起到加肋作用，满足受力要求。槽钢整体闭合完成后，在工字钢上部焊接2mm铁皮板防护，防止施工过程中坠物局部击中供水管。

图3 供水管加固流程图

图4 供水管加固剖面图

2.2 管线监测

2.2.1 监测内容

监测项目主要有施工期间的管线沉降监测。

2.2.2 监测方法

采用精密水准仪和铟钢尺按二级水准测量进行，在工字钢及支撑梁上埋设水准点，进行水准网布设，首次观测时，适当增加测回数，一般取3次的数据作为测点的初始读数。

2.2.3 监测控制标准

各种管线监测控制标准见表1。

管线监测控制标准 表1

2.2.4 信息反馈

通常情况下均采用三级反馈制度，其预警级别可分为三种，分别为黄色预警、橙色预警、红色预警。

设定值F=实测值/控制标准值：

III级管理：F＜0.70时视为安全，正常监测；

II级管理：0.70≤F＜0.85时，为报警状态（黄色预警），应加强观测，并通知相关单位；

I级管理：0.85≤F＜1时，为警戒状态（橙色预警），立即通知相关单位，采取相应措施。

2.3 管线保护措施

2.3.1 管线保护技术措施

①在查阅相关的专业技术资料文献并结合建设单位提供的工程资料的基础上，掌握管线的施工年限、使用情况、具体布设地段、埋深等技术数据，在管线保护区域内确定管线井室、标志桩等的具体位置，结合上述资料初步判断管线的型号数量及位置走向。

②结合现场的实际环境确定管线的开挖位置，开挖时不宜大幅动作，当开挖到有回填石粉，砂垫层及回填土时必须格外小心，小心扒开使下方管线暴露出来。

③管线探挖只需要挖至管线暴露出一半，可以判断管线种类、数量、规格、埋深、走向即可，无需挖至管线底部。

④当发现图纸中永久构筑物的位置与管线的实际位置发生冲突或管线埋深过浅时，应就管线调整事宜及时与规划单位、建设单位和管理单位进行协商，并做好管线标识工作。

⑤针对架空敷设线路，应测量出与架空管线安全施工距离，避免车辆通行或起吊重物时候碰撞架空管线。

⑥针对沿地沟敷设的管线，施工前掀开地沟盖板查明管线位置、种类、数量、规格等并加固地沟。

2.3.2 管线保护安全措施

①管线探坑超过一定深度应适当采取放坡措施，人工开挖土方必须分层开挖，每层厚度不得超过1m。开挖土方堆放距离探坑上边缘不得小于1.2m，堆土高度不得超过1.5m。

②探坑开挖过程中发现不明管线或者构筑物应立即报告现场施工技术管理人员，待技术管理人员判断无碍施工后方可继续施工。

③探坑开挖前应做好探坑周围排水设置，防止下雨时地表水进入探坑。

④在探坑周围设置警示带及警示标志以防行人跌落。

⑤探坑开挖工人必须正确佩戴安全帽。

⑥遇有紧急情况工人立即撤离现场，尽快报告现场施工技术管理人员。

3 施工方案技术对比

3.1 球管置换钢管

球管置换钢管主要施工内容为以下几步：

①前期勘察现场，根据基坑开挖宽度，确定置换的长度，进行图纸设计；

②材料进场，开挖探沟，明确供水管道上下左右障碍物及其他管线情况，根据现场情况编制停水施工方案，申报停水节点并网施工；

③停水施工，主要步骤有断管排水，拔除现状球管，投装配件焊接钢管，焊缝探伤防腐，送水稳定后回填沟槽。

3.2 管道重新移位迁改

管道重新移位迁改主要施工内容为以下几步：

①前期勘察现场，根据现场情况，确定新建管道路由，进行图纸设计；

②材料进场，开挖沟槽，安装管道后回填，管道安装完成后进行试压冲洗，合格后申报停水节点并网施工；

③停水施工，主要步骤有断管排水，切除现状球管，投装配件焊接钢管勾点，焊缝探伤防腐，送水稳定后回填沟槽，废除影响主体施工段的管道。

钢套管悬吊保护与管道置换和移位迁改相比，主要优点如表2所示。

钢套管悬吊保护与管道置换和移位迁改的对比 表2

4 结语

供水管线迁改及管道置换涉及单位多，具有协调难度大、不确定性、安全风险高等不利因素。钢套管悬吊保护法经过项目的实际应用，已证明此方案不仅适用于轨道站点的供水管道改造中，也适用于各类深基坑开挖所涉及到的供水管道迁改保护情形，如：雨污水沟槽开挖、管廊开挖、箱涵开挖等。供水管线施工技术在今后应不断加强技术使用的先进性，确保工程建设中的施工质量与安全，为城市化建设贡献力量。