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摘要:针对市政工程中常见的管线问题,笔者按照管线类型、工程类型、迁改与保护方案等进行探讨,并提出管线迁改与保护的建议。
关键词:市政工程;轨道交通;管线迁改;管线保护
引言
近年来,随着国家城镇化战略的实施,国内市政工程建设正如火如荼地进行,各种市政桥梁、隧道等项目越来越多,尤其是国内目前有接近40个城市被批准修建地铁,市政工程施工中不可避免地对既有或规划的各类市政管线产生影响。前期的管线迁改与保护已成为地铁等市政工程中控制工期,影响安全的非常重要因素。笔者结合自身的工作经验对如何做好市政工程的管线迁改与保护工作进行探讨。
1 市政工程常见管线类型及特点
目前市政上的管线主要分为以下几类:
(1)给水管。管材可采用金属管、复合管和塑料管等。给水管通常为压力管道,管道布置可以根据高程的变化而灵活调整。
(2)排水管。分为雨水管和污水管,可采用混凝土管、钢筋混凝土管或塑料管等材料。排水管通常为重力自流管道,需要保证管道有一定的排水坡度,管道改迁时在高程上的调整空间有限。大型的雨、污水管线多采用混凝土材质,且管基较厚,接头较多较薄弱,抗变形能力较差。
(3)电缆管沟。主要分为强电和弱电电缆管线,主要用于埋设电力、通信、网络电缆和光纤线路等。一般电缆线路在不大于10kV时通常采用穿管直埋敷设于地下,大于110kV的电缆时一般高架敷设。电缆管线通常可允许一定的弯曲度,对变形的要求相对较低。
(4)燃气管和输油管。压力管道,通常采用金属管或塑料管,多埋设于地下。由于燃气和石油等属于易燃易爆品,危险性较大,且燃气和输油管对变形和震动等要求较高,因此工程建设中的燃气和输油管的迁改保护难度较大。
2 需进行管线迁改与保护的常见工程
(1)地下车站
最常见的为地铁的地下车站,国内也有部分城市建设有高铁和城际铁路等的地下车站,比如广深港高铁的福田站和西九龙站。由于车站一般设在人流量大的闹市区,周围房屋密布,道路上管线错综复杂,而车站占地面积较大,通常还设有多个出入口,因此管线迁改和保护工作异常棘手。据统计,地下车站占地铁管线改迁量的60%以上,90%以上的车站都需要在施工期间进行管线改迁。
(2)隧道
常见于地铁区间隧道和市政隧道,包括明挖法、矿山法和盾构法等工法施工的隧道。明挖隧道通常需要对基坑开挖影响范围的各种管线进行迁改与保护。矿山法和盾构法隧道通常不需对地面管线进行迁改,但需考虑隧道施工引起的邻近管线位移和管线对位移的承受能力,并制定相应的保护和应急措施。隧道施工的管线改迁与保护也较常见。
(3)高架车站
高架车站常见于城市轨道交通、高铁和城际铁路等。由于国内高铁大量地采用高架结构,因此车站也多采用高架车站方式。国内主要城市的地铁越来越多往郊区修建,而高架具有建造和使用成本低的突出优点,因此郊区线路采用高架方式也较多,例如深圳地铁3、4、6号线在郊区全部都采用了高架方式。高架车站的管线问题主要影响车站基础施工,通常对基础影响范围内的管线进行迁改。
(4)高架桥
高架桥除了常见于城市轨道交通、高铁、城际铁路外,还包括各种市政立交桥和高架道路等,例如成都二环高架道路。高架桥的管线问题也主要集中在桥梁基础施工部分,通常也是对基础影响范围内的管线进行迁改。
(5)其它
常见的还有各种地下空间开发、道路改扩建、排水沟渠开挖等,都有可能碰到各种管线问题,需根据实际情况制定相应的管线迁改与保护方案。
3 常见的管线迁改与保护方案
(1)管线改移
包括临时改移和永久改移。通常根据各种管线的特点,制定相应的改移路径,将管线改移到工程影响范围以外。管线改移应与施工场地布置和交通疏解紧密联系,尽量不要对管线进行反复迁改。若不可避免需要对管线进行二次改移,则应在在前期施工时事先预留二次改移的条件。改移方案需满足各种管道相应的设计规程要求,并征得产权单位的同意。
地下明挖车站和明挖区间范围内各种管线通常采用管线改移方式处理。
(2)管线周围地层加固
管线周围地层加固方式通常应用于暗挖隧道、车站基坑、道路改扩建等项目中。地层加固主要包括两种情况:其一是由于管线上方的荷载增加而超出了管道的变形和承载能力,其二是因为管道附近的隧道和基坑开挖造成管线变形过大。地层加固的方式常见的有水泥土搅拌桩、旋喷桩、注浆加固等,通过地层加固提高管线的周围土体的承载能力,减少管线变形,从而达到保护管线的目的。
(3)管线悬吊保护
对部分跨越主体结构的管线,若采用改移方案的困难和代价太大,则可考虑采用管线悬吊保护的方案。对于抗变形能力较强的金属管(主要为钢管和铸铁管)和电缆管等柔性材质管线,可直接悬吊保护;而对抗变形能力较差的混凝土管则应先替换为金属管后再进行悬吊保护。
根据管线需跨越距离大小,通常可采用型钢、贝雷梁、军用梁等临时跨越结构;若跨度太大,也可在跨越结构中间适当位置设置临时立柱等。悬吊结构的刚度需满足各种管线的变形要求。
(4)减小管线上方覆土荷载
该方法常见于管线下方的隧道暗挖施工。由于暗挖隧道施工容易引起其上方土体下沉,从而造成上方管线随之下沉。通过减小管线上方覆土荷载,可以有效地减小隧道上方管线的下沉量。该方法已成功应用于深圳地铁四号线上梅林~民乐区间高压燃气管的保护工程中。
(5)管线永久拆除
该方法主要是针对一些已废弃或準备废弃的管线,具有局限性。
4 管线的迁改与保护建议
管线问题是市政工程建设中面临的大问题,特别是在既有老城区进行的各种地下工程项目中,管线问题往往对工程建设的工期、费用和安全等产生重大影响,甚至直接关系到工程的成败,因此需要设计人员在设计阶段将管线情况梳理清楚,认真分析调查,制定切实可行的管线处理方案。
针对市政工程中愈发常见的管线问题,建议做好以下几方面工作:
(1)重视管线规划和管线综合设计,避免在市政道路上随意埋管。采用共同沟敷设管线是未来发展的趋势。
(2)管线工程竣工时做好管线资料的归档工作,让后续工程设计有据可依。
(3)提高管线探测水平,减小由于管线勘察资料不准确而引起的后期施工变更。
(4)管线迁改与保护应结合主体设计、交通疏解和场地布置等综合考虑。
(5)施工前应对管线位置和种类进行复核,若和设计资料不符,则应及时反馈并修改设计。
参考文献:
[1]GB 50157-2013.地铁设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[2]GB 50332-2002.给水排水工程管道结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[3]GB 50251-2003.输气管道工程设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.
[4]GB 50217-2007.电力工程电缆设计规范[S].北京:中国计划出版社,2008.
[5]王建新,陈寿根,王靖华.深圳地铁4号线二期工程某段燃气管线保护技术[J].隧道建设,2010,30(3):331-335.
[6]曾成志,杨志.城市高架桥建设管线迁改的施工方法探讨[J].市政技术,2014,32(7):204-213.
[7]陈卓如.轨道交通建设中管线改迁设计的原则与施工措施[J].现代轨道交通研究,2011,14(4):73-77.
[8]王德福,张穆童.地铁设计中地下管线拆改综合设计工作思路及方法探讨[J].铁道标准设计,2009,(10):14-15.
摘要:针对市政工程中常见的管线问题,笔者按照管线类型、工程类型、迁改与保护方案等进行探讨,并提出管线迁改与保护的建议。
关键词:市政工程;轨道交通;管线迁改;管线保护
引言
近年来,随着国家城镇化战略的实施,国内市政工程建设正如火如荼地进行,各种市政桥梁、隧道等项目越来越多,尤其是国内目前有接近40个城市被批准修建地铁,市政工程施工中不可避免地对既有或规划的各类市政管线产生影响。前期的管线迁改与保护已成为地铁等市政工程中控制工期,影响安全的非常重要因素。笔者结合自身的工作经验对如何做好市政工程的管线迁改与保护工作进行探讨。
1 市政工程常见管线类型及特点
目前市政上的管线主要分为以下几类:
(1)给水管。管材可采用金属管、复合管和塑料管等。给水管通常为压力管道,管道布置可以根据高程的变化而灵活调整。
(2)排水管。分为雨水管和污水管,可采用混凝土管、钢筋混凝土管或塑料管等材料。排水管通常为重力自流管道,需要保证管道有一定的排水坡度,管道改迁时在高程上的调整空间有限。大型的雨、污水管线多采用混凝土材质,且管基较厚,接头较多较薄弱,抗变形能力较差。
(3)电缆管沟。主要分为强电和弱电电缆管线,主要用于埋设电力、通信、网络电缆和光纤线路等。一般电缆线路在不大于10kV时通常采用穿管直埋敷设于地下,大于110kV的电缆时一般高架敷设。电缆管线通常可允许一定的弯曲度,对变形的要求相对较低。
(4)燃气管和输油管。压力管道,通常采用金属管或塑料管,多埋设于地下。由于燃气和石油等属于易燃易爆品,危险性较大,且燃气和输油管对变形和震动等要求较高,因此工程建设中的燃气和输油管的迁改保护难度较大。
2 需进行管线迁改与保护的常见工程
(1)地下车站
最常见的为地铁的地下车站,国内也有部分城市建设有高铁和城际铁路等的地下车站,比如广深港高铁的福田站和西九龙站。由于车站一般设在人流量大的闹市区,周围房屋密布,道路上管线错综复杂,而车站占地面积较大,通常还设有多个出入口,因此管线迁改和保护工作异常棘手。据统计,地下车站占地铁管线改迁量的60%以上,90%以上的车站都需要在施工期间进行管线改迁。
(2)隧道
常见于地铁区间隧道和市政隧道,包括明挖法、矿山法和盾构法等工法施工的隧道。明挖隧道通常需要对基坑开挖影响范围的各种管线进行迁改与保护。矿山法和盾构法隧道通常不需对地面管线进行迁改,但需考虑隧道施工引起的邻近管线位移和管线对位移的承受能力,并制定相应的保护和应急措施。隧道施工的管线改迁与保护也较常见。
(3)高架车站
高架车站常见于城市轨道交通、高铁和城际铁路等。由于国内高铁大量地采用高架结构,因此车站也多采用高架车站方式。国内主要城市的地铁越来越多往郊区修建,而高架具有建造和使用成本低的突出优点,因此郊区线路采用高架方式也较多,例如深圳地铁3、4、6号线在郊区全部都采用了高架方式。高架车站的管线问题主要影响车站基础施工,通常对基础影响范围内的管线进行迁改。
(4)高架桥
高架桥除了常见于城市轨道交通、高铁、城际铁路外,还包括各种市政立交桥和高架道路等,例如成都二环高架道路。高架桥的管线问题也主要集中在桥梁基础施工部分,通常也是对基础影响范围内的管线进行迁改。
(5)其它
常见的还有各种地下空间开发、道路改扩建、排水沟渠开挖等,都有可能碰到各种管线问题,需根据实际情况制定相应的管线迁改与保护方案。
3 常见的管线迁改与保护方案
(1)管线改移
包括临时改移和永久改移。通常根据各种管线的特点,制定相应的改移路径,将管线改移到工程影响范围以外。管线改移应与施工场地布置和交通疏解紧密联系,尽量不要对管线进行反复迁改。若不可避免需要对管线进行二次改移,则应在在前期施工时事先预留二次改移的条件。改移方案需满足各种管道相应的设计规程要求,并征得产权单位的同意。
地下明挖车站和明挖区间范围内各种管线通常采用管线改移方式处理。
(2)管线周围地层加固
管线周围地层加固方式通常应用于暗挖隧道、车站基坑、道路改扩建等项目中。地层加固主要包括两种情况:其一是由于管线上方的荷载增加而超出了管道的变形和承载能力,其二是因为管道附近的隧道和基坑开挖造成管线变形过大。地层加固的方式常见的有水泥土搅拌桩、旋喷桩、注浆加固等,通过地层加固提高管线的周围土体的承载能力,减少管线变形,从而达到保护管线的目的。
(3)管线悬吊保护
对部分跨越主体结构的管线,若采用改移方案的困难和代价太大,则可考虑采用管线悬吊保护的方案。对于抗变形能力较强的金属管(主要为钢管和铸铁管)和电缆管等柔性材质管线,可直接悬吊保护;而对抗变形能力较差的混凝土管则应先替换为金属管后再进行悬吊保护。
根据管线需跨越距离大小,通常可采用型钢、贝雷梁、军用梁等临时跨越结构;若跨度太大,也可在跨越结构中间适当位置设置临时立柱等。悬吊结构的刚度需满足各种管线的变形要求。
(4)减小管线上方覆土荷载
该方法常见于管线下方的隧道暗挖施工。由于暗挖隧道施工容易引起其上方土体下沉,从而造成上方管线随之下沉。通过减小管线上方覆土荷载,可以有效地减小隧道上方管线的下沉量。该方法已成功应用于深圳地铁四号线上梅林~民乐区间高压燃气管的保护工程中。
(5)管线永久拆除
该方法主要是针对一些已废弃或準备废弃的管线,具有局限性。
4 管线的迁改与保护建议
管线问题是市政工程建设中面临的大问题,特别是在既有老城区进行的各种地下工程项目中,管线问题往往对工程建设的工期、费用和安全等产生重大影响,甚至直接关系到工程的成败,因此需要设计人员在设计阶段将管线情况梳理清楚,认真分析调查,制定切实可行的管线处理方案。
针对市政工程中愈发常见的管线问题,建议做好以下几方面工作:
(1)重视管线规划和管线综合设计,避免在市政道路上随意埋管。采用共同沟敷设管线是未来发展的趋势。
(2)管线工程竣工时做好管线资料的归档工作,让后续工程设计有据可依。
(3)提高管线探测水平,减小由于管线勘察资料不准确而引起的后期施工变更。
(4)管线迁改与保护应结合主体设计、交通疏解和场地布置等综合考虑。
(5)施工前应对管线位置和种类进行复核,若和设计资料不符,则应及时反馈并修改设计。
参考文献:
[1]GB 50157-2013.地铁设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[2]GB 50332-2002.给水排水工程管道结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[3]GB 50251-2003.输气管道工程设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.
[4]GB 50217-2007.电力工程电缆设计规范[S].北京:中国计划出版社,2008.
[5]王建新,陈寿根,王靖华.深圳地铁4号线二期工程某段燃气管线保护技术[J].隧道建设,2010,30(3):331-335.
[6]曾成志,杨志.城市高架桥建设管线迁改的施工方法探讨[J].市政技术,2014,32(7):204-213.
[7]陈卓如.轨道交通建设中管线改迁设计的原则与施工措施[J].现代轨道交通研究,2011,14(4):73-77.
[8]王德福,张穆童.地铁设计中地下管线拆改综合设计工作思路及方法探讨[J].铁道标准设计,2009,(10):14-15.