基坑有关论文范文集,与如何降低城市中市政管线对地铁基坑带来的风险相关论文润色修改

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摘 要 ：地铁基坑大部分位于城市区域,周边市政管线众多,市政管线与基坑工程是一个互动关系,根据工程风险管理的原则,各项潜在安全风险都应有对应的解决方案.除了强调基坑工程本身的安全性和质量外,本文重点就如何通过市政管线的合理改迁和采取预防措施,来提高市政管线的抗风险能力进行研究和论述.

关 键 词 ：市政管线；地铁基坑；风险

中图分类号：TU990.3

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2013）07-0178-02

1.前言

目前中国已经进入大规模的地铁建设阶段,大部分的地铁车站均采用明挖深基坑工法进行施工.地铁深基坑与普通房建基坑相比,多利用道路、市政绿化等场地开挖基坑,基坑施工前需要进行大量市政管线的改迁,且改迁后的市政管线大部分都环绕在基坑范围周边.

深基坑工程作为一项安全风险较高的岩土工程,一直是工程研究中的重点难点,笔者通过研究多个地铁基坑施工过程中出现的问题、险情和事故发现,由市政管线作为诱因引发的基坑安全风险之高,不亚于不良地质条件风险和围护结构质量风险.根据工程管理风险控制的原则,各种潜在风险源都应该有对应的处理措施加以控制和消除,应认识到基坑与管线是一个互动、互相影响的关系.通过合理优化地铁基坑周边的市政管线改迁方案、严格控制市政管线改迁工程质量,可以增强市政管线自身的抗风险能力,也避免市政管线成为威胁基坑安全的直接源头.

2.合理制定地铁基坑周边市政管线改迁方案

目前针对地铁基坑工程施工区域内的市政管线,通常采取改迁、悬吊、局部断开封堵三种方式进行处理,管线改迁的范围、改迁设计方案、复杂危险位置的特殊强化措施、悬吊与改迁的取舍,都是有效降低市政管线对地铁基坑的风险的重要因素.

2.1合理确定改迁管线的范围与设计方案

2.1.1统筹考虑市政管线的改迁范围与安全距离

在地铁工程的总体筹划中,通常出现只是将直接影响地铁基坑施工工作面的市政管线进行改迁,而在基坑（围护结构）边界之外的管线一般都不做改迁；或是为了减小改迁工程量,而将新建管道设置于距离基坑较近的位置.

与电力、通信等柔性管线不同的是,大直径的排水管、给水管以及燃气管道本身的抗扰动能力差,土体沉降和变化极易引起管道破裂,一旦管道破裂将导致大量涌水、气体泄漏爆炸.对于此类距离基坑围护结构过近的既有管道,应统筹考虑工程造价、工期和安全风险各个因素,确定其改迁的必要性和改迁距离.

2.1.1.1在工程初步设计阶段,设计方和建设方应通过管道现状的详细调查、结合地质条件的好坏,客观研判其对基坑施工可能产生的潜在威胁,对于风险较高的燃气管道和大直径给排水管道,即使不在基坑施工边界内,如场地条件允许,也应尽量进行改迁；

2.1.1.2基坑施工过程中,场地内大型机械作业将产生局部重载、基坑周边将出现土体沉降与失水；另一方面,为了应对基坑变形失稳险情,通常需要在围护结构外侧进行地层加固和注浆补偿；以上因素对周边距离较近的管道将会产生严重影响,故改迁后的新建管道应尽量远离基坑,降低破坏风险,且保证有足够的空间作为基坑应急处理的工作面.如场地条件允许,给排水管道应保证5m-10m的安全距离,柔性管道和燃气管道应按照市政道路下方管道标准进行管材选用和包封、套管保护.

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2.1.1.3大型城市的老城区,存在大量老旧管道,由于当时不规范的施工与环境侵蚀等原因,管道破损情况严重,给排水管道长期渗漏、电力电缆无套管保护、金属管道锈蚀等现象都普遍存在且情况严重.这些管道虽不直接影响地铁基坑作业面,但仍是威胁工程安全的一个重大隐患,应尽量在基坑施工前进行改迁或者改造；从市政建设统筹角度考虑,利用地铁工程的契机同步实施改造,既减少了安全风险,也避免今后重复施工和路面反复开挖带来的扰民影响.

2.1.2有限空间内合理安排管线布置

由于地铁施工区域往往位于密集城区,施工场地受限,个别区域中可供迁改后的管线使用的空间极其有限,当同一位置需要布置多种管线时,既要保证各种管道之间安全距离,又要考虑管道施工时的工作空间需要,需要根据现场实际条件进行精细设计.

以某地铁车站出入口基坑管线改迁工程为例,该出入口基坑与北侧的建筑物最小距离仅为5m,由于需要保留2m宽的人行通道,剩余宽度3m的空间内,需要铺设一条φ200给水管、一条φ200燃气管、一组24孔（管群宽1.5m）通信管道（详见图1）,在最初的设计方案中将其简单考虑为三条管道按照一定安全距离平行布置,没有考虑实际可以使用的作业空间,通过研究,最终采取燃气与通信上下垂直间隔2m顶管施工、给水管地面明敷保护的方案,解决了施工场地狭小无法开挖较深管沟的问题.

上述工程案例在后续方案的进一步检讨与分析中发现,此类狭窄空间中多种管线并行的情况,完全可以采用小型管道共同沟进行施工,通过在共同沟内设置一定的隔断和防护,可以实现最小的施工作业面,也能保证各个管道之间的安全需要,且钢筋混凝土的共同沟也可防止地铁基坑施工带来的土体沉降影响.

2.2不良地质条件下的改迁管线特殊处理

在不良地质条件下施工深基坑工程,基坑周边地层发生失水与沉降、围护结构出现变形的可能性明显加大,更容易引发周边管道沉降与破裂,所以,在不良地质条件位置,不能单纯按照正常工况来进行管道改迁设计,而应结合地层地质情况,采取相应的强化措施.

2.2.1不良地质条件下排水井的特殊处理

目前大部分的市政污水、雨水等排水井通常采取底部混凝土基础、砖砌井壁结构形式,两端管头直接穿过砖砌井壁进入井内,接缝使用砂浆封闭.如该排水井位于砂层等较差地层内,一旦出现基坑围护结构渗漏,基坑外地层由于失水而土体压缩产生沉降,而渗漏水也会大量带走小颗粒砂砾土,导致井体周边土体空洞和不均匀沉降；管头与井壁的接口这一薄弱点会出现拉裂,管道内外漏的雨污水又会加剧这一渗漏和沉降的现象,最终导致排水井坍塌断裂. 近几年在地铁车站出入口基坑工程和房建基坑工程中,都曾经出现由于基坑失水变形导致井体破裂,井体长期渗漏水掏空周边土层,最终突然发生井体和地面坍塌的严重事故.故建议在特别差的地层、或者距离基坑过近的情况