地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案研究

杜 朋

中鐵隧道集團三處有限公司，廣東廣州 510000

對地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案的深入研究，有利于提升地鐵施工水平，使得其暗挖通道作業(yè)效率更加高效，進而增強城市發(fā)展中地鐵的實踐應用效果。因此，需要結合地鐵暗挖通道的實際情況及行業(yè)技術規(guī)范要求，從成本經(jīng)濟性、技術可行性等方面入手，確定地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案，確保地鐵實踐應用中能夠達到預期效果，并降低其施工風險，避免暗挖通道施工中對市政管線造成不利影響。

1 實踐中的工程概況分析

某城市在地鐵建設中采用了暗挖法進行施工。在施工計劃實施中，整體結構開挖寬度、高度及覆蓋厚度分別為6m、5.2m及6.3m。該地鐵暗挖通道項目施工中在通道拱頂上有3條市政管線，需要根據(jù)實際情況，確定暗挖通道所需的近距離下穿市政管線方案，給予其施工計劃實施科學指導。

2 影響因素分析

在地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線的過程中，為了使其所需的方案在實際的應用中更具科學性，則需要在該方案確定時考慮相關的影響因素。這些影響因素包括：

（1） 管線與地鐵暗挖通道的關系是否良好。在地鐵暗挖通道施工中，需要對其施工區(qū)域存在的管線設置情況進行充分考慮，進而為地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案的確定提供所需的參考信息。在此期間，地鐵暗挖通道與管線之間是否保持著良好的關系，即暗挖通道施工計劃實施中是否對既有管線性能造成了影響，關系著其近距離下穿市政管線方案的實踐應用效果，需要施工企業(yè)及人員在確定該方案時對這類影響因素給予充分的考慮。

（2） 施工區(qū)域的水文地質(zhì)狀況是否良好。實踐中在落實地鐵暗挖通道施工作業(yè)時，為了使其近距離下穿市政管線方案實踐應用中能夠達到預期效果，則需要對地鐵暗挖通道施工區(qū)域的水文地質(zhì)狀況進行深入分析，且在有效的地質(zhì)勘察作業(yè)支持，獲取更多的水文地質(zhì)信息。若地鐵暗挖通道施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件復雜時，會加大施工難度，給其近距離下穿市政管線帶來一定的困難。

（3） 技術運用是否可靠，方案制定是否有效。在地鐵暗挖通道下穿市政管線方案確定的過程中，能否運用適用性良好的施工技術落實好暗挖通道施工作業(yè)，關系著項目施工效益與成本。因此，需要在地鐵暗挖通道建設中對施工技術運用是否可靠進行考慮。同時，應從成本經(jīng)濟性、可行性等方面入手，對地鐵暗挖通道下穿市政管線方案制定是否有效進行考慮，以便增強該方案適用性。

3 方案分析

3.1 實踐中的結構斷面設計方案分析

暗挖通道下穿熱力溝處受出入口位置、建筑凈空等限制，結構初支頂與熱力溝初支底基本密貼，過熱力溝段結構斷面采用平頂直墻型式，過污水管段考慮結構受力合理性采用起拱直墻型式。實踐中通過對這些要素的充分考慮，能夠使最終得到的地鐵暗挖通道結構斷面設計方案更具合理性，使得其所需的近距離下穿市政管線方案更加完善，從而降低地鐵暗挖通道施工風險。

3.2 實踐中的輔助措施設計方案分析

由于地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案確定中會受到復雜地質(zhì)條件、施工技術等不同因素的影響，需要關注與之相關的輔助措施設計方案制定與實施，從而為整個項目施工計劃的順利完成提供科學保障。實踐中確定地鐵暗挖通道輔助措施設計方案時，可從這些方面入手：

（1） 注重施工工法的優(yōu)化處理。在地鐵暗挖通道施工中，為了實現(xiàn)對管線沉降問題的有效應對，需要注重臺階法與中隔壁法（CD法）的配合作用下，先分部開挖導洞的一側，并施作中隔壁，進而再分布開挖另一側進行施工，確保兩個導洞施工狀況良好。同時，需要在上下臺階法對每側導洞進行針對性處理，并加強各導洞縱距控制，實現(xiàn)對地鐵暗挖通道施工工法的優(yōu)化處理。

（2） 通過對施工區(qū)域具體情況的深入分析，加強超前支護設計。在此期間，需要運用加固方法對結構上方土體進行處理，力爭改善上方土體，使之形成一個強度較高、滲透性較低的殼體，從而達到防止塌方和控制沉降的目的。同時，可在全斷面注漿加固法來的支持下，使得地鐵暗挖通道開挖前的斷面土體能夠得到科學處理，進而增強整個結構穩(wěn)定性；若施工中采用了超前小導管支護方法，則需要將其設置于地鐵通道拱部，并選擇性能可靠的注漿管，控制好注漿管的長度、橫向間距等，且在水泥漿的作用下，保持注漿漿液良好的功能特性。

3.3 實踐中的工程風險分析

（1） 地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線的過程中，受到暗挖通道穿越區(qū)域地層自穩(wěn)能力不足的影響，使得其施工計劃實施中可能會破壞上方土體結構穩(wěn)定性，其施工中的坍塌事故發(fā)生率加大，引發(fā)地面沉降問題的同時可能會導致市政管線變形。此時，若管線應用中出現(xiàn)滲漏問題時，會加大地鐵暗挖通道施工風險，需要在其近距離下穿市政管線中給予這類情況必要的重視。

（2） 在地鐵暗挖通道施工中，若管線與通道之間的距離較小時，施工計劃實施時可能會引發(fā)管溝襯砌內(nèi)力突變，影響著市政管線的使用功能。若暗挖通道施工對周圍土體擾動影響較大時，可能會造成土體塌陷問題，致使市政管線實踐應用中出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象。

（3） 地鐵暗挖通道施工中若附近的交通量大，會對其初期支護結構穩(wěn)定性造成影響，可能會給其近距離下穿市政管線過程中埋下安全隱患，需要在確定這類情況應對方案時能夠充分地考慮項目區(qū)域附近的交通狀況，確保項目施工安全性。

4 數(shù)值模擬分析

4.1 注重有效的參考模型建立

通過對地鐵暗挖通道施工狀況的深入分析，借助計算機網(wǎng)絡與信息技術的優(yōu)勢，在計算機三維空間中建立相關的參考模型，進而對項目施工工序進行動態(tài)模擬分析，在確定暗挖通道施工方案的同時，不斷完善其近距離下穿市政管線方案，確保項目整體施工狀況良好性。在確定這類參考模型的過程中，應做到：

（1） 根據(jù)實際情況，對地鐵暗挖通道施工區(qū)域的地質(zhì)條件進行分析，且在地質(zhì)勘察作業(yè)的支持下，豐富暗挖通道地質(zhì)條件數(shù)據(jù)資源，在計算機三維空間中對其土層參數(shù)進行科學分析；

（2） 為了實現(xiàn)對地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線過程中應力變化情況的科學分析，應通過對地質(zhì)勘察報告的靈活使用，獲取施工區(qū)域的工程地質(zhì)、水位地質(zhì)資料等信息，從而為暗挖通道計算力學模型的建立提供參考信息。同時，需要通過對地鐵暗挖通道底面、頂部、側面等不同區(qū)域具體情況的分析，在計算機三維空間中確定相應的邊界條件；

（3） 為了實現(xiàn)對支護措施的高效利用，完善地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案，需要對支護措施進行動態(tài)模擬分析，確定地鐵暗挖通道施工中最佳的支護體系結構。實踐中初期支護及二次襯砌采用實體單元模擬，初期支護材料可用C20噴射混凝土＋鋼格柵；二次襯砌結構設置中材料為C40鋼筋混凝土，進而滿足暗挖通道安全施工需求。

4.2 模型支持下的各要素分析

在地鐵暗挖通道參考模型的支持下，為了增強與之相關的近距離下穿市政管線方案實踐應用效果，則需要通過對該模型靈活使用，實現(xiàn)對該方案形成中各要素的有效分析。具體表現(xiàn)為：

（1） 在地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線施工中，隨著暗挖通道的開挖，若管線存在著變形問題，則需要對這類問題進行必要的分析與處理；

（2） 通過對不同管線沉降情況的考慮，在豐富的實踐經(jīng)驗、專業(yè)技術資料等支持下，確定熱力溝、污水等不同管線的最大沉降值，使得地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案作用下的管線性能不受影響；

（3） 在施工監(jiān)測作業(yè)支持下，實現(xiàn)對市政管線沉降問題的科學應對。

5 結語

綜上所述，在地鐵暗挖通道近距離下穿市政管線方案形成過程中，若能落實好施工監(jiān)測工作、加強數(shù)值模擬分析方法使用等，則能使該方案實踐應用中更具科學性，從而為地鐵暗挖通道的施工效率提高及方式優(yōu)化提供保障。因此，未來地鐵暗挖通道作業(yè)計劃實施中，需要注重超前支護方法使用，并加強暗挖起拱斷面拱頂沉降分析，設置好暗挖起拱結構，使得地鐵暗挖通道施工風險得以降低。同時，針對地鐵暗挖通道下穿可能引起的管線變形問題予以充分考慮，并重視強度大的管線使用，做好暗挖通道下穿市政管線方案應用效果評估工作，以便增強該方案適用性。

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