地鐵建設(shè)中的管線(xiàn)改遷

./地鐵建設(shè)中的管線(xiàn)改遷摘要地鐵與市政管線(xiàn)共同使用城市地下空間。結(jié)合地鐵工程實(shí)踐,介紹了管線(xiàn)改遷的特點(diǎn)及其與地鐵建設(shè)互動(dòng)的途徑和方法,為地鐵建設(shè)與現(xiàn)狀市政管線(xiàn)的矛盾提出了解決問(wèn)題的思路及要點(diǎn),供新建地鐵前期工作參考。關(guān)鍵詞地鐵建設(shè);管線(xiàn)改遷;基本方法

地鐵與市政管線(xiàn)同處于地表淺層地下空間,二者在使用城市有限的地下空間時(shí),需要互相避讓,化解矛盾,既保證市政管線(xiàn)的正常使用,又不影響地鐵基坑的開(kāi)挖。管線(xiàn)改遷處理得當(dāng),能大大節(jié)約工程投資,縮短工期。1地鐵管線(xiàn)改遷的特點(diǎn)

管線(xiàn)改遷是地鐵建設(shè)中相對(duì)于地面征地拆遷的另一重要方面,但常易被人忽視。地鐵建設(shè)的管線(xiàn)改遷具有以下特點(diǎn):

<1>平面點(diǎn)多面廣。沿地鐵線(xiàn)路各工點(diǎn)均可能碰到管線(xiàn),改遷圍廣。

<2>專(zhuān)業(yè)種類(lèi)齊全,產(chǎn)權(quán)單位眾多。凡是城市生活所必需的各類(lèi)管線(xiàn)地鐵建設(shè)均會(huì)觸及,需對(duì)其改遷。

<3>管線(xiàn)改遷社會(huì)牽涉面廣、制約因素多、協(xié)調(diào)工作量大。管線(xiàn)改遷與眾多單位或?qū)I(yè)有關(guān),形成眾多接口,互相影響。管線(xiàn)改遷屬改造工程,其復(fù)雜性遠(yuǎn)高于新建項(xiàng)目。

<4>時(shí)間跨度長(zhǎng)。管線(xiàn)改遷貫穿地鐵建設(shè)始終,分為若干階段,包括主體施工階段、附屬施工階段、管線(xiàn)恢復(fù)階段等,從地鐵全線(xiàn)來(lái)看,管線(xiàn)改遷的時(shí)間跨度會(huì)達(dá)4～5年之久。

<5>地形環(huán)境復(fù)雜、限制條件多樣。地鐵在城市建成區(qū)建設(shè)時(shí),其周邊建筑密集,管線(xiàn)設(shè)施眾多,道路狹窄,可供管線(xiàn)改遷的空間狹小;在新開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)時(shí),往往地形、地質(zhì)情況又不穩(wěn)定,且工點(diǎn)呈線(xiàn)形延伸,跨域大,每個(gè)工點(diǎn)的情況都不一樣。

<6>埋地敷設(shè),缺乏直觀(guān)性。許多地下資料因年久缺失、物探困難,直接影響了管線(xiàn)改遷方案的正確性。

<7>管線(xiàn)保護(hù)要求高,風(fēng)險(xiǎn)大。燃?xì)?、電力等都是高危管線(xiàn),給排水承插口管對(duì)沉降敏感,易發(fā)生事故。

地鐵建設(shè)易與管線(xiàn)發(fā)生矛盾的圍或環(huán)節(jié)見(jiàn)表1。2管線(xiàn)改遷的策略2．1管線(xiàn)改遷的基本方法

地鐵管線(xiàn)改遷工程的基本方法包括永久改遷、臨時(shí)改遷<截?cái)?gt;———回遷<恢復(fù)>、原位<支托/懸吊>保護(hù)等。

<1>永久改遷:將影響地鐵施工的管線(xiàn)按照城市規(guī)劃一次性改遷到位,不再回遷<見(jiàn)圖1>。

<2>臨時(shí)改遷:在無(wú)法滿(mǎn)足規(guī)劃要求時(shí),為地鐵施工臨時(shí)將管線(xiàn)改移到施工區(qū)外,待地鐵土建施工完成后,管線(xiàn)再按規(guī)劃回遷恢復(fù)<見(jiàn)圖2>。

<3>原位保護(hù):在周邊條件無(wú)法滿(mǎn)足管線(xiàn)改遷要求或改遷成本較高時(shí),為保證地鐵施工又不影響管線(xiàn)正常運(yùn)營(yíng),采用支托或懸吊的方式將管線(xiàn)在原管位<或附近>保護(hù)起來(lái)<見(jiàn)圖3>。<是指原"位"而非原"管",對(duì)承插口的管一般需換成鋼管才能便于支托或懸吊。>2．2管線(xiàn)改遷的基本原則

應(yīng)從利于施工<地鐵及管線(xiàn)改遷等>、保障安全<管線(xiàn)運(yùn)行及施工安全等>、減低擾民、節(jié)約投資等角度考慮管線(xiàn)改遷。管線(xiàn)改遷的基本原則主要有:

<1>最優(yōu)路徑原則。選擇最佳路徑方案<如線(xiàn)路盡可能短>。

<2>等容量改遷原則。個(gè)別管條件允許可適當(dāng)預(yù)留未來(lái)1～2年的擴(kuò)容需求。

<3>綜合比選原則。永久改遷、臨時(shí)改遷、原位懸吊保護(hù)需權(quán)衡,原則上能永久不臨時(shí),能臨時(shí)不懸吊。

<4>避讓主干管原則。避讓管線(xiàn)需權(quán)衡投資及工程難易程度,一般主干管線(xiàn)盡量選擇避讓。

<5>分階段原則。管線(xiàn)需配合地鐵基坑分階段進(jìn)行改遷和恢復(fù)。

<6>管線(xiàn)改遷設(shè)計(jì)"兩區(qū)分"原則。①現(xiàn)狀管線(xiàn)與改遷施工的管線(xiàn)區(qū)分開(kāi);②永久改遷、臨時(shí)改遷、懸吊保護(hù)三途徑區(qū)分開(kāi)。

<7>先改后拆原則。應(yīng)先完成改遷,使新管投用后才能拆除現(xiàn)狀舊管線(xiàn)。2．3管線(xiàn)改遷的流程

管線(xiàn)改遷的流程如圖4所示。3管線(xiàn)改遷在地鐵實(shí)踐中的應(yīng)用

市政管線(xiàn)與地鐵結(jié)構(gòu)如何在有限的空間和諧共存,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)和施工人員的智慧。本文結(jié)合應(yīng)用實(shí)例,從不同角度敘述在設(shè)計(jì)和施工中一些解決問(wèn)題的思路。3．1管線(xiàn)改遷適應(yīng)地鐵結(jié)構(gòu)的解決問(wèn)題思路3．1．1明挖法改遷

適用于施工用地寬裕的管線(xiàn)永久或臨時(shí)改遷,屬于管線(xiàn)改遷的基本方法,不再詳述。3．1．2利用定向鉆技術(shù)實(shí)施改遷

適用工況:

<1>管線(xiàn)改遷施工區(qū)域不具備開(kāi)挖條件,如城市建筑密集區(qū)、交通繁忙的城市主干道等。

<2>管道對(duì)坡向無(wú)嚴(yán)格要求。

<3>管材需具備一定的柔韌性,如PE管等。

<4>管線(xiàn)在平面和豎向上都可實(shí)現(xiàn)弧形鉆進(jìn),完成改遷。

由于管道路徑是一弧線(xiàn),對(duì)城市管網(wǎng)的規(guī)劃布局有一定影響,因此,該方法在條件受到限制時(shí)才使用,不宜大規(guī)模采用。

實(shí)例:地鐵某站采用定向鉆進(jìn)技術(shù)鋪設(shè)主干路下管道,管道為Ф400PE主管+Ф630PE套管;燃?xì)夤芨倪w方案為從南側(cè)深南路側(cè)繞行<如圖5、圖6所示>。實(shí)施該方法成功完成了燃?xì)夤芨倪w,同時(shí)只開(kāi)挖、占用深南路一條車(chē)道,減少了擾民。3．1．3巧用頂管施作

適用工況及特點(diǎn):

<1>管線(xiàn)改遷區(qū)域不具備明挖條件,如開(kāi)挖將對(duì)市民影響很大或征地拆遷困難。

<2>管道對(duì)坡向有嚴(yán)格要求,一般管徑較大,埋設(shè)較深。

<3>管材剛性,如混凝土管等。

<4>管線(xiàn)在兩井之間只能直線(xiàn)頂進(jìn),完成改遷。實(shí)例:深南路某通道出入口施工污水管改遷<見(jiàn)圖7>?，F(xiàn)狀污水管從出入口敞口部縱向穿過(guò),埋深6m,與結(jié)構(gòu)沖突,必須永久改遷。采用頂管施工,經(jīng)核對(duì)標(biāo)高,對(duì)南遷方案進(jìn)行了優(yōu)化,管線(xiàn)從出入口部下穿通過(guò),對(duì)出入口施工不造成影響。接入現(xiàn)狀井只需夜間施作即能完成,且其處于進(jìn)入深南路的右轉(zhuǎn)匝道處,對(duì)深南路基本不造成影響,同時(shí)避免了遷移有多年樹(shù)齡的數(shù)棵大樹(shù)等。由此可見(jiàn)頂管在管線(xiàn)改遷中的獨(dú)到作用。3．1．4化整為零,分而治之

其思路為將現(xiàn)狀合并的管道拆分,分別處理。適用工況:對(duì)標(biāo)高有嚴(yán)格要求的管道<如排水管>改遷。改遷時(shí)進(jìn)行拆分有利于分別解決管道與主體之間的標(biāo)高矛盾,從而優(yōu)先保證了主體的功能及經(jīng)濟(jì)性。

實(shí)例:地鐵1號(hào)線(xiàn)世界之窗5號(hào)通道為公交車(chē)從地下總站到地面的出口<見(jiàn)圖8>,現(xiàn)狀Y6Y18段雨水管需永久改遷。由于Y4Y16間為主體施工區(qū)及疏解車(chē)道,此遷不具備管線(xiàn)施工條件,因此需往南橫穿5號(hào)通道遷改管道。

因標(biāo)高矛盾,將Y6Y18拆分為Y6Y4、Y5Y17分而治之以解決矛盾。設(shè)計(jì)Y16Y17且抬高標(biāo)高,以便跨過(guò)5號(hào)口頂板沿南側(cè)敷設(shè),利用其收集南側(cè)路面雨水;5號(hào)口北側(cè)敷設(shè)Y6Y4段,待過(guò)了5號(hào)口再兩管匯合接入原狀雨水渠Y5Y6。3．1．5臨時(shí)明敷

適用工況:對(duì)既不能永久改遷,臨時(shí)埋地敷設(shè)也不夠管位的地方,可考慮臨時(shí)借用地上空間,豎向上重疊布設(shè),臨時(shí)明敷<或架空>,待地鐵基坑完成后,再按規(guī)劃恢復(fù)埋地敷設(shè)。明敷降低了管線(xiàn)安全性,需注意。

實(shí)例:如圖9所示,東門(mén)站受東側(cè)和北側(cè)大廈的限制,通信、給水干管均只能從南側(cè)改遷,因電信管道為48孔<截面1180mm×600mm>,給水管直徑為1000mm,而基坑邊的管位只能容納下一個(gè)專(zhuān)業(yè)管道,故設(shè)計(jì)電信埋設(shè),給水管明敷在地面。3．1．6臨時(shí)截?cái)?lt;拆除>

適用工況:有些特定條件下的管不需改遷即能臨時(shí)拆除,待地鐵完工后再恢復(fù)。主要有以下三種情形:

<1>重力流管線(xiàn)在基坑圍的部分為該條管線(xiàn)的起始端<源頭>,無(wú)上游接入管。

<2>短時(shí)間臨時(shí)截排。在地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工遇到排水管線(xiàn)時(shí),為不影響施工進(jìn)度,臨時(shí)采用泵抽排越過(guò)施工的管段。此方法適于施工時(shí)間不長(zhǎng),廢除管線(xiàn)較短的情形。

<3>片區(qū)管網(wǎng)有其它可替代管線(xiàn)。有的區(qū)域管道已連成網(wǎng),或局部改造即可實(shí)現(xiàn)連網(wǎng),臨時(shí)截?cái)嗄骋欢?有其它管路維持管線(xiàn)功能。

實(shí)例:如圖10所示,燕南站燃?xì)夤芫€(xiàn)在車(chē)站施工路段實(shí)施臨時(shí)改遷,管位緊。通過(guò)研究片區(qū)管網(wǎng)得知,該片用氣點(diǎn)僅為一個(gè),如能從北側(cè)振興路接入,則該段燃?xì)夤芗纯蓵簳r(shí)廢除,遂按此思路設(shè)計(jì)連通<圖中粗實(shí)線(xiàn)>。地鐵完工后,振華路恢復(fù)管線(xiàn),使片區(qū)的燃?xì)夤苓B成了網(wǎng)。3．1．7懸吊管線(xiàn)

適用工況:①管線(xiàn)橫跨基坑,跨度不太長(zhǎng);②管線(xiàn)永久改遷和臨時(shí)改遷都無(wú)路徑空間。特點(diǎn)及注意點(diǎn):

<1>排水承插口管應(yīng)先換為其它接口牢固的管材方宜懸吊。

<2>管線(xiàn)改遷難度減小,同時(shí)主體施工難度增加、工效降低。因此盡可能將管線(xiàn)集中在一處合并懸吊,減少對(duì)地鐵基坑施作的影響。

<3>懸吊排水管時(shí),管井應(yīng)距基坑有一定的安全距離,否則應(yīng)對(duì)管道穿圍護(hù)結(jié)構(gòu)及管井處采取加固密封措施,避免管道泄露水入基坑釀成事故。3．1．8倒邊施工

適用工況:當(dāng)管線(xiàn)改遷的三個(gè)基本方法都不具備條件時(shí),需要地鐵土建配合,創(chuàng)造臨時(shí)改遷條件———倒邊施工。

如圖11所示,在地鐵主體施工完成后,受場(chǎng)地限制,科苑站附屬結(jié)構(gòu)采用了土建倒邊施工:下半幅基坑暫不開(kāi)挖,供雨水箱涵<3．9m×1．2m>臨時(shí)改遷為D2200mm管,上半幅基坑施工完后原位恢復(fù)箱涵,再行施工下半幅基坑。3．1．9管線(xiàn)改遷與地面拆遷相結(jié)合

適用工況:適用于處理管線(xiàn)的各方法。一些改遷方案得到地面拆遷的協(xié)助,方案得以?xún)?yōu)化,有的路徑縮短,有的臨時(shí)改遷優(yōu)化為永久改遷,大大減少了人力、物力及時(shí)間成本。

實(shí)例:燕南站基坑上方有兩座老式的油式變壓器,位于基坑圍,需結(jié)合改遷更換為干式變壓器,但振華路為繁華街區(qū),寸土寸金,道路上已無(wú)位置,最終結(jié)合地面拆遷,要求變壓器的使用者按目前房地產(chǎn)通行做法,誰(shuí)使用誰(shuí)提供房間場(chǎng)地,解決了該問(wèn)題,按干式變壓器一次永久改遷到位,達(dá)到了各方均滿(mǎn)意的改遷結(jié)果。3．2地鐵土建適應(yīng)管線(xiàn)改遷的解決問(wèn)題思路3．2．1平面位置調(diào)整

適用工況:

<1>主體結(jié)構(gòu)位置有調(diào)整余地,調(diào)整后滿(mǎn)足地鐵使用要求。

<2>遇主干管。其管徑越大,流量越高,影響面越廣,改遷代價(jià)也越高,要盡量避讓。

注意點(diǎn):

<1>要保證前期物探資料的準(zhǔn)確性,調(diào)查掌握準(zhǔn)確的現(xiàn)狀管線(xiàn)的種類(lèi)、尺度、標(biāo)高、材質(zhì)、性質(zhì)等。

<2>注意區(qū)分主體結(jié)構(gòu)邊線(xiàn)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊線(xiàn)<開(kāi)挖邊線(xiàn)>,改遷設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)開(kāi)挖邊線(xiàn),管線(xiàn)需改至開(kāi)挖線(xiàn)以外。

實(shí)例:香蜜站2號(hào)出入口位置的優(yōu)化<見(jiàn)圖12、13>。原出入口方案需對(duì)出水廠(chǎng)的D1800mm給水干管和4回電力110kV線(xiàn)纜實(shí)施改遷。為避免兩個(gè)主干管線(xiàn)改遷,經(jīng)與規(guī)劃協(xié)商,調(diào)整了人行道及出入口位置,降低了工程實(shí)施難度。3．2．2豎向調(diào)整標(biāo)高

適用工況:對(duì)標(biāo)高坡向有嚴(yán)格要求的重力流管道,當(dāng)平面改遷不經(jīng)濟(jì)或無(wú)路徑空間時(shí),主體豎向標(biāo)高調(diào)整?？紤]經(jīng)濟(jì)性,必要時(shí)地鐵頂板局部采用凹槽設(shè)計(jì)處理。注意點(diǎn):

<1>及時(shí)配注截面圖,清晰表達(dá)管線(xiàn)與地鐵結(jié)構(gòu)的相對(duì)關(guān)系,有效避免標(biāo)高錯(cuò)漏。

<2>地鐵頂板結(jié)構(gòu)標(biāo)高應(yīng)加上防水層、保護(hù)層的厚度。有反梁時(shí),要核對(duì)反梁與管線(xiàn)的標(biāo)高。

<3>對(duì)暗挖通道,還應(yīng)考慮管道與拱頂?shù)陌踩嚯x因素。

實(shí)例:前海路站跨前海路與桃園路十字路口布置<見(jiàn)圖14>?，F(xiàn)狀沿前海路有一深4．8m的D1350mm污水管橫穿車(chē)站基坑中部,采用頂板局部預(yù)留凹槽的設(shè)計(jì)方案處理:管線(xiàn)位于車(chē)站中部,調(diào)整站廳風(fēng)管布局,使車(chē)站頂板局部下凹,為污水管留出管槽。4地鐵建設(shè)管線(xiàn)改遷的關(guān)鍵要點(diǎn)

<1>確保管線(xiàn)物探資料的準(zhǔn)確。建設(shè)中一些工點(diǎn)常因物探難度大、調(diào)查不詳實(shí)而影響和困擾工程的正常實(shí)施。

<2>取得管線(xiàn)業(yè)主單位及地面征地拆遷的大力支持。

<3>關(guān)聯(lián)因素考慮周詳,避免因遺漏導(dǎo)致方案反復(fù)調(diào)整。

<4>設(shè)計(jì)時(shí),具體問(wèn)題具體分析,熟諳改遷方法思路,靈活運(yùn)用,反復(fù)比選,確定最優(yōu)方案。

<5>施工中,主體與管線(xiàn)施工密切配合,互相支持,合理安排交叉工序,以節(jié)省時(shí)間及人財(cái)物成本。

<6>認(rèn)真仔細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)工作?，F(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜,且多是埋地構(gòu)筑物,缺乏直觀(guān)性,必須做認(rèn)真細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)工作才能順利推進(jìn)工程建設(shè)。5結(jié)語(yǔ)

地鐵與市政管線(xiàn)在共同使用城市地下空間時(shí)應(yīng)和諧共處,良性互動(dòng),實(shí)現(xiàn)共贏(yíng)。要達(dá)到這一目標(biāo),就要熟悉管線(xiàn)永久改遷,臨時(shí)改遷,懸吊支托保護(hù),地鐵土建倒邊、管線(xiàn)臨改,地鐵建筑結(jié)構(gòu)避讓等基本方