鋼套管懸吊保護法在軌道工程的應用
時間:2022-08-23 11:44:08
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摘要:目前在軌道站點施工過程中,開挖主體車站、出入口等深基坑位置有現狀供水管道時,一般會將球管原位置換為鋼管或者重新移位遷改。但管道材質置換和移位遷改都需進行停水施工,影響范圍廣,施工難度大。文章結合工程實際經驗介紹一種優化施工方法——鋼套管懸吊保護法,該工法可以較好地減小用戶影響,較為廣泛地應用于各類深基坑開挖所涉及到的供水管道遷改保護情形。
關鍵詞:深基坑;懸吊保護法;遷改
隨著城市發展的腳步越來越快,各種大型市政工程項目也正如火如荼地進行當中。為了保障并加快城市建設的發展,越來越多的市政工程建設對供水管道提出了更高的要求。而城市給水又是城市基礎設施建設的重要組成部分,近些年來,城市建設規模不斷擴大,配套設施不斷完善,越來越多的人涌向城市尋求發展機會。原有的城市道路隨著城市的不斷變化已逐漸不能滿足人們日常的出行需求,造成了城市交通壓力的逐漸加劇,為了保證城市交通系統的正常運行和人們日常的出行需求,各種城市道路建設項目隨之而來,而沿原有城市道路敷設的城市給水管道則不得不面臨著被遷改或改造[1]。在大型鐵路工程中,城市管道的改造和遷改工作處于十分重要的地位。軌道交通建設因其線路漫長,涉及大量的市政管道,所以管道改遷不僅要對施工范圍內的管線進行改遷,同時還要結合地鐵施工常用工法并綜合利用現有用戶、遠期規劃等因素,對改造路線進行合理優化,以確保地鐵工程的順利進行和城市管網的正常運營[2]。鄭杰等人[3]在探明管線的實際狀況基礎上,根據基坑開挖工程的特點,采用了管道遷移、原位保護等技術手段。在管道現場保護技術中,應用“內壓力可控高壓旋噴技術”對管道周邊的基礎進行了強化,針對管線周邊常規樁基施工技術難以完成時,建議使用MJS工法樁,節約了工程造價,縮短了施工周期。羅永等[4]在進行上海浦東國際機場飛行區T1—S1下穿通道項目不停航施工過程中,由于施工區內包含大量的重要管線,如何對諸多機場運營中的管線進行保護是非常大的技術難題。針對不同類型的管線,他們通過前期對管線的詳細探摸,分析施工進度與機場運營要求的相互關系,在保證航行安全的前提下,深入策劃施工方案、采取安全有效的技術措施,并與機場各管理部門積極協調,順利解決了機場管線保護及遷改的難題。目前在軌道站點改造施工過程中,在開挖主體車站、出入口等深基坑時,一般會將球管原地置換為鋼管或者重新移位遷改,本文將結合軌道工程實例介紹一種優化施工方法——鋼套管懸吊保護法,并對此展開討論。
1項目概況
1.1車站概況
和平路站車站起終點里程為K30+592.581~K30+880.481,該站位于南北向東二環路與東西向和平路交叉口,與東二環路平行。車站附屬共設3個出入口和2組風亭,均為單層結構,附屬結構采用明挖施工,圍護結構采用800@1100和800@1200鉆孔灌注樁+鋼支撐體系。支撐采用Φ609mm、t=16mm的鋼管支撐。樁頂設置800X800mm的鋼筋混凝土冠梁。各附屬結構均為單層結構。各基坑圍護樁布設的各有異同。C號出入口的基坑深度為10.45~14.25m,鉆孔灌注樁間距為1.2m,嵌固深度為4.4~6.15m。樁長7.9~17.2m,豎向設置兩道鋼支撐;D號出入口的基坑深度為10.55~14.25m,鉆孔灌注樁間距為1.2m,嵌固深度為4.4~5.0m,樁長6.95~16.25m,豎向設置2道鋼支撐。為了確保施工的可控性和預見性,加強協調,有效地控制投資費用和工期,按照“統一指揮、分組管理、全面防守、重點加強”的原則,以防止基坑、隧道塌方等原因造成管線的破壞,動員全體員工,實行統一指揮,分組分部門管理,全面做好管線的保護工作,確保本標段管線安全,有效預防和快速處置突發事故,避免和減少人員財產損失。本項目在建設階段采用鋼套管懸吊保護法。
1.2管線概況
C、D號出入口連接段標準段內由北向南方向1根管徑DN800供水承插球墨鑄鐵管道,埋深約埋深2.2m,供水管橫穿C、D號出入口。
2管線保護方案
2.1和平路站
DN800供水管懸吊保護方案根據現場實際情況,懸吊保護DN800mm供水管兩端頭在南北兩側冠梁上,外包一圈采用DN1000mm鋼管全封閉包裹。步驟:DN800mm供水管底部范圍內土方掏空(每次掏空長度不大于3m),將DN1000mm鋼管均勻切開,將DN800mm供水管包裹起來,DN1000mm鋼管內每隔1000-2000mm布置小塊鋼板墊進行定位,保證供水管居中,在供水管接頭兩側200mm布置小塊鋼板定位,在接頭處一圈布置4-6小塊橡膠墊進行定位與鋼管密貼,兩端頭鋼板焊接封閉,與鑄鐵鋼管連接處采用雙面膠封堵縫隙,封堵后采用混凝土澆筑,焊縫長度、寬度質量要滿足規范要求。懸吊保護用2根工28做支撐梁,支撐梁上每2.0m采用C10槽鋼在供水管側面進行焊接加固,閉合焊接成整體,在供水管底墊1cm厚的橡膠墊與槽鋼接觸,南北向通長用C10槽鋼與每個截面的槽鋼焊接,起到加肋作用,滿足受力要求。槽鋼整體閉合完成后,在工字鋼上部焊接2mm鐵皮板防護,防止施工過程中墜物局部擊中供水管。
2.2管線監測
2.2.1監測內容監測項目主要有施工期間的管線沉降監測。2.2.2監測方法采用精密水準儀和銦鋼尺按二級水準測量進行,在工字鋼及支撐梁上埋設水準點,進行水準網布設,首次觀測時,適當增加測回數,一般取3次的數據作為測點的初始讀數。2.2.3監測控制標準各種管線監測控制標準見表1。2.2.4信息反饋通常情況下均采用三級反饋制度,其預警級別可分為三種,分別為黃色預警、橙色預警、紅色預警。設定值F=實測值/控制標準值:III級管理:F<0.70時視為安全,正常監測;II級管理:0.70≤F<0.85時,為報警狀態(黃色預警),應加強觀測,并通知相關單位;I級管理:0.85≤F<1時,為警戒狀態(橙色預警),立即通知相關單位,采取相應措施。
2.3管線保護措施
2.3.1管線保護技術措施①在查閱相關的專業技術資料文獻并結合建設單位提供的工程資料的基礎上,掌握管線的施工年限、使用情況、具體布設地段、埋深等技術數據,在管線保護區域內確定管線井室、標志樁等的具體位置,結合上述資料初步判斷管線的型號數量及位置走向。②結合現場的實際環境確定管線的開挖位置,開挖時不宜大幅動作,當開挖到有回填石粉,砂墊層及回填土時必須格外小心,小心扒開使下方管線暴露出來。③管線探挖只需要挖至管線暴露出一半,可以判斷管線種類、數量、規格、埋深、走向即可,無需挖至管線底部。④當發現圖紙中永久構筑物的位置與管線的實際位置發生沖突或管線埋深過淺時,應就管線調整事宜及時與規劃單位、建設單位和管理單位進行協商,并做好管線標識工作。⑤針對架空敷設線路,應測量出與架空管線安全施工距離,避免車輛通行或起吊重物時候碰撞架空管線。⑥針對沿地溝敷設的管線,施工前掀開地溝蓋板查明管線位置、種類、數量、規格等并加固地溝。2.3.2管線保護安全措施①管線探坑超過一定深度應適當采取放坡措施,人工開挖土方必須分層開挖,每層厚度不得超過1m。開挖土方堆放距離探坑上邊緣不得小于1.2m,堆土高度不得超過1.5m。②探坑開挖過程中發現不明管線或者構筑物應立即報告現場施工技術管理人員,待技術管理人員判斷無礙施工后方可繼續施工。③探坑開挖前應做好探坑周圍排水設置,防止下雨時地表水進入探坑。④在探坑周圍設置警示帶及警示標志以防行人跌落。⑤探坑開挖工人必須正確佩戴安全帽。⑥遇有緊急情況工人立即撤離現場,盡快報告現場施工技術管理人員。
3施工方案技術對比
3.1球管置換鋼管
球管置換鋼管主要施工內容為以下幾步:①前期勘察現場,根據基坑開挖寬度,確定置換的長度,進行圖紙設計;②材料進場,開挖探溝,明確供水管道上下左右障礙物及其他管線情況,根據現場情況編制停水施工方案,申報停水節點并網施工;③停水施工,主要步驟有斷管排水,拔除現狀球管,投裝配件焊接鋼管,焊縫探傷防腐,送水穩定后回填溝槽。
3.2管道重新移位遷改
管道重新移位遷改主要施工內容為以下幾步:①前期勘察現場,根據現場情況,確定新建管道路由,進行圖紙設計;②材料進場,開挖溝槽,安裝管道后回填,管道安裝完成后進行試壓沖洗,合格后申報停水節點并網施工;③停水施工,主要步驟有斷管排水,切除現狀球管,投裝配件焊接鋼管勾點,焊縫探傷防腐,送水穩定后回填溝槽,廢除影響主體施工段的管道。鋼套管懸吊保護與管道置換和移位遷改相比,主要優點如表2所示。
4結語
供水管線遷改及管道置換涉及單位多,具有協調難度大、不確定性、安全風險高等不利因素。鋼套管懸吊保護法經過項目的實際應用,已證明此方案不僅適用于軌道站點的供水管道改造中,也適用于各類深基坑開挖所涉及到的供水管道遷改保護情形,如:雨污水溝槽開挖、管廊開挖、箱涵開挖等。供水管線施工技術在今后應不斷加強技術使用的先進性,確保工程建設中的施工質量與安全,為城市化建設貢獻力量。
參考文獻
[1]桑高超,劉哲.淺談大口徑給水管道遷改設計與施工[J].城鎮供水,2012(05):43-44.
[2]趙鴻達.地鐵建設中管線改遷工作思路及方法[J].綠色環保建材,2021(12):85-86.
[3]鄭杰.地下連通道施工區域管線保護施工技術[J].建筑施工,2021,43(11):2347-2349.
[4]羅永.機場不停航施工區域管線保護及遷改施工技術[J].建筑施工,2021,43(05):886-889.
作者:朱長銀 張良霄 單位:合肥供水集團有限公司
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