区间穿越燃气管线保护方案

区间穿越燃气管线保护方案

摘要：在矿山法地铁施工中，由于区间位于城市，往往需要穿越各类管线。开挖过程中会引起不同程度的地表下沉，管线的保护尤为重要，燃气管线的安全关系民生。在深圳地铁二期工程中采取多种保护措施确保了下穿燃气管线时的管线安全，达到了保护目的。提供一定借鉴意义。

关键词：地铁燃气管线保护

1、工程概况

深圳地铁五号线某区间线路设置标准单线单洞断面。区间隧道起止点里程为DK7+801.26～DK10+257.6，右线隧道长2515m，左线隧道长2517m。区间线路平面最大曲线半径为800m，最小曲线半径为400m，区间左右线线间距13.2m～47.5m。隧道拱顶埋深为11m～49m。本区段根据围岩级别隧道断面有单线A、B、C、D型隧道结构横断面共4种隧道断面类型。

区间隧道地质构造主要表现为混合花岗岩在风化作用下形成残积层，发育粘性土及砂土层，局部分布淤泥及淤泥质土层，台地坡脚段堆积坡积层，地表为人工素填土。隧道主体地层主要为微风化、中风化岩层，局部地段有强风化、全风化及粉质粘土层。场地存在电力、电信、雨水、上水、污水、燃气、路灯等地下管线管道。

2、地质情况

目前沉降较为严重的主要为兴留区间燃气管线，兴留2号竖井~留仙洞站区间地面下为6~8m厚回填土层，往下依次为砂质性粘性土、砾质性粘性土、全风化岩层、强风化岩层、中风化岩层以及微风化岩层。

3、燃气管线情况

左线隧道北侧有一条燃气管线贯彻始终，燃气管直径200mm，材料为PE管（部分为钢管），埋深1.5m左右，距离左线隧道最小水平距离4.0m，隧道拱顶埋深11～30m。

4、监测情况

在进行矿山法隧道暗挖区间施工时，由于提前降水和地质的原因，导致降水地段路面沉降普遍偏大，距离隧道较近的燃气管线也随之发生沉降，最大地表沉降累计达45cm。

5、燃气管线保护方案

5.1、洞内深孔注浆措施

针对部分地段降水引起的燃气管线沉降和建筑物沉降，可以采取停止降水、洞内深孔注浆的措施施工，可以有效避免地面及管线的沉降。2009年2月20日，按设计要求1#竖井在开挖到需布设降水井之前进行了降水井施工和降水工作。在左线布设12口、右线布设10口降水井后，2009年4月，发现左线临近二层商铺建筑物内衬墙出现开裂现象，该建筑物离隧道左线降水井7～12m。发现这种情况后，项目部立即请设计、地勘、地铁公司、南方公司、监理等单位进行现场查看。经过现场分析认为：房屋开裂主要由降水井降水和开挖过程中失水所导致地表差异沉降引起。DK7+801.26～DK8+030段隧道大多处在地质为砾质粘性土，砂质粘性土和全风化地层，为Ⅵ级围岩，结构松散，透水性强。因此在地表降水和洞内开挖面失水同时作用下，加快地表沉降速率，加之该区段地表建筑均为自然基础，建筑年代较为久远，对地表差异沉降敏感，最终导致裂缝的产生。经会议研究决定停止降水施工，改为洞内全断面深孔注浆加固止水的方式，并于4月23日召开了变更会议。

实施的深孔注浆每循环5～7天时间，平均每天0.8m，对开挖进度影响较大。目前正在采用增加注浆泵同时注浆、补充作业人员等方式来减少作业时间，提高施工进度。

深孔注浆横断面示意图见图1。

图1 深孔注浆横断面示意图

深孔注浆主要参数如下：

①深孔注浆加固范围为隧道上半断面开挖轮廓线外3.0m，注浆段设计为15m，分6环实施。注浆孔布置由工作面向开挖方向呈辐射状，钻孔布置成圆形圈，保证注浆充分，不留死角，浆液扩散半径1.5m，开孔直径φ42。

②浆液浓度初拟为C:S=1:{0.6~1.0}（体积比）水泥浆水灰比0.8:1~1:1，水玻璃模数2.6~3.0，水玻璃浓度30~40°B[e]。

③注浆压力采用0.3~2.0MPa，注浆时根据实际注浆止水效果进行调整。

④注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，可结束本孔注浆；单孔注浆量大致与设计注浆量相同，结束时的进浆量20~30L/min以下可以结束本孔注浆。

⑤注浆效果检查：一个注浆段的注浆孔全部注完后，钻2~3个孔对注浆效果进行检验，并取岩芯观察浆液充填情况，同时检查孔内涌水量不应大于0.2L/min.m，且某一处的漏水量不大于10L/min；或者进行压水试验，在1.0MPa

压力下检查孔进水量应小于10L/min.m。否则加密钻孔注浆。

5.2、增加套拱及横向支撑措施

对于已经成环但是初支变形较大且出现裂缝的地段，采用增加套拱和横支撑加固的方法增加初支刚度，减少拱顶沉降和地面沉降，确保隧道和管线安全。

随着初支的成环，根据监测情况，还将继续增加套拱和支撑施工，直至初支变形以及沉降得到控制位置。

套拱方案如下：

①原设计初支厚度300mm，套拱沿初支内侧环向布置，增加套拱厚度同样也为300mm，

②套拱格栅钢架和初支格栅钢架配筋基本相同，采用四肢格栅钢架，格栅钢架半径较初支小300mm，格栅间距1.0m，纵向连接筋采用φ22钢筋，内外侧50cm间距布置，钢筋网采用200×200mmφ6 钢筋网片，全环单层布置，初支采用C20喷砼。

图2套拱及支撑施工情况图

5.3、初支格栅加强措施

兴留区间2号竖井小里程两个正洞、兴留区间3号竖井四个正洞、留仙洞站西端2个正洞，以上八个正洞从7月6日掌子面开始20m范围内采用以下初支格栅加强措施。超前小导管、连接角钢、格栅间距临时仰拱都严格按照原设计施工，不做改变。

具体加强措施为：

（1）格栅钢架横断面尺寸由原设计的198×150mm调整为300×300mm。

（2）格栅钢架原设计4根φ22主筋调整为6根φ25主筋。

（3）格栅钢架U型筋由间距1.0m调整为0.5m。

（4）锁脚锚管每个拱脚打设4根，每榀格栅共打设8根。

（5）初支喷砼厚度由原设计300mm调整为400mm。

（6）初支喷砼水泥标号由32.5#调整为42.5#，喷砼配合比不变。

5.4、其他注浆加固措施

（1）上台阶长导管注浆

目前，留仙洞站西端右线小里程采用如下方案对上台阶注浆加固：上台阶用6米导管超前注浆，环向均匀布置，采用1：1水泥水玻璃双液浆注浆，注浆压力为0.5～1.0Mpa。

（2）下台阶径向注浆

留仙洞站西端同时还在下台阶开挖时打设环向φ42锚管并注浆，对初支背后土体进行加固，减少下台阶格栅钢架受到的土压力。锚管长3.0m，间距2.0m，注水泥水玻璃双液浆。见下图：

5.5、加强监测措施

（1）测点布置

以往管线沉降的监测点大多布置在地面上，以地表的沉降来反映管线的沉降，但此监测结果不能完全反映出地下燃气管线的沉降情况，因此后期正在逐渐重新布置监测点，通过插入钢筋等方式将测点直接布置于燃气管道上，得出最为真实的燃气管线沉降情况，以便对燃气管线沉降数值进行分析和研究，从而采取进一步的处理措施。

（2）加强重点地段监测频率

对于管线沉降较大的地段，对监测点采取一日一测，局部地段采取一日两测，以便能够得出最新的燃气管线沉降情况，方便采取应急措施。

5.6、燃气管道检修措施

对于燃气管线沉降已经超限或者即将超限的地段，第一时间通知燃气集团，配合对方将燃气管线挖开，协助其专业人员对沉降的燃气管道进行检修。及时释放应力，确保燃气管线的安全。

6.结束语

确保燃气管线的安全是暗挖区间穿越燃气管线的重点，通过深圳地铁的实践，通过几种保护方案，保证了管线安全。对类似工程有一定借鉴意义。

参考文献

[1]隧道工程施工要点集[M]， 关宝树，北京:人民交通出版社, 2003。

[2]砂卵石富水地层注浆加固技术[J]， 杨海鸿，山西建筑, 2007,33(7):333-334。

[3]《隧道施工》，于书翰，杜谟远主编，北京：人民交通出版社2OOO年。

[4]《土建注浆施工与效果检测》，程晓，张凤祥编著，上海同济大学出版社，1998。

[5]地铁施工管理一一隧道工程的管理[J]，郑欣，航天工业科技周刊，2005，4。