摘 要 結合工程實例,介紹修建地面鐵路、高架或地下軌道交通線對地下管線所采取的防護措施。
關鍵詞 城市鐵路 地下管線 防護
1 修建地面鐵路對地下管線的防護
1. 1 概述
有些鐵路全線修建于城市地面,與各道路平面交叉;另外,高架鐵路、地下鐵路的地面段也是地面鐵路。鐵路所過之處,就應對其下的管線進行遷移或防護,平行于鐵路的管線一般采用遷移、垂直或斜穿鐵路的管線,采用套涵予以保護。
值得一提的是,下水管( 雨水管、污水管) 是無壓管,靠重力流維持排水通暢,不得抬高或壓低。因此, 對下水管的保護就是要在不擾動水管的前提下進行。
管線過軌首選套涵防護。考慮到施工過程中不切斷管線,套涵一般采用現澆鋼筋混凝土箱涵、漿砌片石或混凝土砌筑的蓋板箱涵,而不用預制管節的圓涵,圖1 是某污水管套涵的斷面。當有多種管線集中過軌時,一般應分類設置套涵,分別過軌。
當既有管線埋深較淺,不滿足設置套涵的條件時,如不作遷移,也有一些權宜之策。以某城市鐵路專用線為例, 該專用線穿越多處市內道路, 其下
圖1 某污水管套涵斷面
管線分布形如蛛網, 絕大(單位:cm) 多數管線埋深較淺, 不能設置套涵。對此,一般采用套管防護(有些可略為落低管線,使套管頂至軌底或套管頂至路基面的距離滿足有關規定) 。如電力輸配線采用哈夫管(剖管連接),并在旁邊預埋無縫鋼管作為備用管;上水管的處理是:更換年代較早的老管,并加套鋼管過軌;通信線則用鋼套管或雙壁波紋管防護。總之,對現有管線進行必要的加固、改造,并作適當的預設,避免日后對鐵路路基的再次穿越。各類管線穿行于城市地下,少不了檢查井,如施工時為頂管,則還有工作井、接收井。地面鐵路常會覆蓋在這些井上。檢查井往往是各路管線的交匯處,如作遷移,則需連動遷移多路管線,不夠經濟,也不一定可行。因此,如能對軌下檢查井作適當防護,并維持其檢修功能,將是大有裨益的。
1. 2 工程實例
(1) 電纜井套箱(圖2)
某專用線一平交道口有一磚砌電纜井位于鐵路底下,4 個方向的通信電纜交匯于此,電纜埋深約0. 9 m , 井頂覆蓋圓形鑄鐵井蓋,鐵路線路斜跨此井,軌頂高程略高于井頂。
設計采用的防護方案是:鑿除井頂圬工,在既有電纜井外加設鋼筋混凝土套箱,套箱頂板開設圓形人孔, 孔中心對準線路中心,上置開孔的鋼筋混凝土整體道口板,加蓋板,以利檢修。
由于井底挑出了懸臂基礎, 設計基底應力僅為103 kPa , 可以不作基礎處理,僅需設置碎石墊層。
圖2 電纜井套箱頂平面、剖面(單位:cm)
本套箱的內力依照各種平面框架在不同支承條件下的計算公式計算,取其較大者,并由此求得配筋。
(2) 上海市軌道交通明珠線一期工程車輛段及綜合維修基地上水管及電纜保護
明珠線一期車輛段及綜合維修基地在聯DK0 + 141. 24 處斜跨2 股寶鋼民用上水管及1 股電纜,水管管徑分別為<12 cm 和<17 cm , 鑄鐵材料, 且施工期間不能停用。故采用蓋板將管線架空的保護方法, 蓋板支墩基礎為< 0. 8 m 鉆孔灌注樁,設計樁長32 m 。圖3 為此保護結構物的平面和斷面圖。
有多種,如橋梁布跨時避免在管線密集處設墩、承臺升高或降低,承臺轉向、切角、尺寸減小等。樁的布置或施工時與管線相擾,則應調整樁的位置。
例如上海市軌道交通明珠線一期工程15 標段19 號墩,原設計雙層承臺,上層承臺5. 8 m ×3. 6 m ×1 m , 下層承臺8. 2 m ×8. 2 m ×2 m , 樁基為16 根< 0. 8 m 鉆孔樁,設計樁長53 m , 施工后發現上層承臺兩側各有1 股電纜,影響樁基施工。為避開電纜線,設計變更為外側2 排樁各向外移0. 98 m , 相應擴大承臺尺寸,由此求得樁長為57 m 。變更后樁基的平面和立面如圖5 所示。
(2) 修建地下軌道交通線對地下管線的防護地鐵一般埋深較深,在高程上與地下管線錯開。對于埋深深于地鐵頂的管線,特別是下水管,只能進行遷移;其余較淺的管線,則主要是考慮施工期間臨時過渡或防護。
圖3 明珠線一期車輛段及綜合維修基地上水管及電纜保護圖(單位:cm)
(3) 上海市莘閔軌道交通線地面段管線安置
莘閔線地面段全長66. 75 m , 線路覆蓋多種地下管線,有上水管、下水管、消防水管、電力電纜等。該工程施工時擬將管線遷至路基坡腳外。由于所處地段一側為地鐵一號線主變電站,另一側為圍墻,為了安置遷移的管線,路基擋墻設計為輕型的鋼筋混凝土擋墻。因此,兩側各騰出1. 1 m 寬的空間,以分別放置遷移的水管及電力電纜。擋墻斷面如圖4 所示。
圖4 莘閔線地面段路基擋墻斷面(單位:cm)
2 修建高架或地下軌道交通線對地下管線的防護
(1) 修建高架軌道交通線對地下管線的防護
高架軌道交通線對地下管線的影響相對要小些。地面鐵路與管線可謂是“ 面接觸”,而高架軌道交通線與之可謂是“ 點接觸”,這個“ 點”就是高架橋的基礎。在維持管線原狀不動的情況下,如承臺與管線相擾,一般采取避開或管線從承臺內穿越的措施。避開的方式采用懸吊方式處理,即將地下管線作必要的處理后在施工期間原地懸吊,施工回填時恢復原狀。
圖5 19 號墩變更后樁基的平面、立面(單位:cm)
3 總結
(1) 線路定線時應盡量避開管線密集地區,處理地下管線在經濟上往往花費很大,應作經濟技術比較,以選取合理的方案。
(2) 設計前應對沿線所有管線情況調查清楚,若有遺漏,會造成后期工作的被動,甚至影響鄰近其他結構設計施工的實施。
(3) 對于必須處理的地下管線,應綜合考慮并予以分類,根據相應的規范,結合鄰近結構的現狀、規劃、設計,采取適當的防護措施。
(4) 橋梁墩臺的基礎以樁基為宜,這樣如發現與管線有干擾,可及時作一些變更。
