浅谈地铁车站出入口施工对高压燃气管线的影响

　　1　工程概况地铁站大舒东路站位于光谷大道与大舒东路交汇处，光谷大道路东侧金融港规划地块内，呈南北向布置。车站起点里程：右DK36+028.900，终点里程：右DK36+378.900，有效站台中点里程：右DK36+149.000。

　　

　　车站西侧沿车站纵向有2 根Φ720TR 钢燃气管线，1 根为中压，1 根为高压，中压管线覆土2.0m 左右，高压管线覆土2.5m左右。中压燃气管壁与车站主体围护桩的净距为16m/12.5m（标准段/ 端头井段），高压燃气管壁与车站主体围护桩的净距为（标准段/ 端头井段），经与市燃气管公司协调，燃气管迁改困难。1 号出入口采用浅埋暗挖法，下穿Φ720TR 中、高压燃气管线，1 号出入口与燃气管的最小竖向净距3.09m。

　　

　　2　地质勘查条件2.1　地形、地貌大舒东路站地处长江南岸Ⅲ级阶地，属剥蚀堆积岗状平原地貌类型。场地地形较平坦、开阔，略呈东高西低；地面标高。场地北东部为早期弃土形成的不规则低丘，顶部标高超过23m。

　　

　　2.2　地层岩性根据钻孔揭露，结合区域地层对比，场地表层分布人工填土层，其下为第四系全新统地层，局部分布残坡积地层，下伏基岩为三叠系下统大冶组灰岩。各时代地层岩性自上而下分述如下。

　　

　　　人工填土杂填土（Qml）（1-1）：灰色、黄——黄褐色、棕红等杂色，主要由粘性土、砖渣、公路路基路面（碎石、砼碎块）等物质组成；土层结构松散，堆积时间1 年以上，厚度一般0.2~1.2m，揭露该层最厚为4m，零星分布于场地表面。

　　

　　素填土（Qml）（1-2）：主要为褐红色、灰黄色粉质粘土、粘土，混杂少量砖渣、碎石、植物根茎等，堆积年限2 年以上。埋深，厚度0.2~7.8m，分布整个场地。

　　

　　　第四系全新统冲积层（Q4al）

　　

　　（1）粉质粘土（6-1）：浅黄色、灰黄色，局部顶部为灰色，微含有机质，可塑状。厚度0.7~4.2m，埋深0.7~5.0m，呈透镜状分布。

　　

　　（2）粉质粘土（6-2）：灰色、灰黄色，硬塑状为主，局部可塑状。厚度0.3~7.7m，埋深1.0~8.3m，场地连续分布，与粉质粘土（6-1）具渐变特点。

　　

　　（3）砂质粘土（6-3）：灰黄色，一般砂粒含量较高，局部相变为泥质粉细砂透镜体。底部局部分布有含粘土质砾、卵砾石，卵、砾石成分主要为石英砂岩、硅质页岩等。该层厚度，埋深6.6~8.2m，分布较连续。

　　

　　　三叠系下统大冶组（T1d）

　　

　　灰岩（16g）：灰——深灰色，局部为褐灰色，微晶结构，薄层状构造，单层厚度多在0.5~5.0cm 之间，轻击岩芯可沿层面断开呈片状。层面呈灰黑色，污手，主要为碳质；场地南端局部夹角砾状灰岩及泥质灰岩，砾石为灰色灰岩，粒径一般，最大可达8cm，棱角状，红色泥钙质胶结较好。溶洞堆积物多为黄色粘土或粘土夹碎石，多呈流塑——软塑状，少数呈可塑状。

　　

　　3　出入口下穿燃气管线计算该计算采用MIDAS-GTS 进行数值模拟采用有限元法进行计算。模型横向宽80m，高50m，土体采用四面体单元模拟，初支采用板壳单元模拟。选用修正莫尔- 库伦本构模型。

　　

　　3.1　计算模型假定（1）土体为各向同性、均质的理想弹塑性体。（2）初始地应力在模型计算只考虑土体自重应力，不考虑地下水的影响；忽略岩土体构造应力，使岩土体在自重作用下，土体达到平衡，而后再进行施工开挖。（3）模型中所选用的地层参数，参照工程地勘报告中所给出的土体参数。（4）假定燃气管与周围土体变形一致。（5）假定既有燃气管在施工前结构处于良好状态。

　　

　　3.2　出入口计算1 号出入口计算结果见图1。

　　

　　图1　出入口沉降云图1 号出入口采用CRD 工法，分步开挖，通过计算：高压燃气管最大沉降5.6mm<20mm，满足要求；中压燃气管最大沉降5.1mm<20mm，满足要求。

　　

　　4　暗挖出入口保护措施考虑到燃气管的重要性以及暗挖施工对土层的沉降控制较差，出入口通道暗挖施工时对燃气管采用如下措施：（1）燃气管悬吊及U 型槽保护（2）暗挖施工控制措施（3）加强监控量测（4）管线恢复措施（5）燃气管应急预案4.1　燃气管悬吊保护（1）出入口通道下穿燃气管影响范围内设置4 根钻孔灌注桩，桩端进入中风化岩层0.5m，1-2 素填土、（1-3）

　　

　　淤泥质土、（6-1）粉质粘土、6-2 粉质黏土、（6-3）砂质粘土层钻孔桩施工中采用钢护筒跟进，减少对土层的扰动。

　　

　　（2）桩顶设置承台，顺出入口通道方向承台设置联系梁，垂直于出入口通道方向承台上设置军便梁。

　　

　　（3）军便梁上采用纵横梁体系，对燃气管采用橡胶板吊带悬吊保护，吊带间距为1m，对燃气管采用分段开挖。

　　

　　燃气管悬吊保护布置见下图：图2　燃气管悬吊保护布置平面图A-A 剖面图3　燃气管悬吊保护布置剖面图4.2　暗挖施工控制措施严格按照暗挖十八字方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”执行，施工中加强对高压管线的监测频率。

　　

　　（1）暗挖隧道采用φ108 大管棚超前支护，注浆加固方案，浆液采用水泥- 水玻璃双液浆，注浆压力一般为0.2~0.5MPa。

　　

　　（2）设置锁脚锚管，纵向每榀（0.5m）设置，注浆加固拱脚。

　　

　　（3）初支及二衬背后采用φ32 注浆管进回填注浆。

　　

　　（4）施工过程中严格控制开挖步距（每0.5m 一榀）。

　　

　　（5）加强对管线的监测，以保证管线的安全。

　　

　　（6）加强靠燃气管侧的通风措施。

　　

　　4.3　燃气应急预案出入口通道下穿高压燃气管线系工程一级风险源，施工单位在施工组织设计中应做应急预案，出现险情应根据应急预案采取果断措施确保人员安全。

　　

　　5　高压燃气管的监测（1）对燃气管的现状及使用情况须作进一步的调查、落实、分析、评估。

　　

　　（2）燃气管监测：监测管线的竖向、水平、及转角变形，对燃气管测点延基坑纵向间距为10m 布设。

　　

　　（3）每日监测数据应及时分析，沉降、位移等观测项目尚应绘制随时间变化的关系曲线，对变形和内力的发展趋势作出评价。当观测数据达到报警值时必须立即通报有关单位和设计人员。

　　

　　（4）根据监测结果及时优化调整施工参数，做到信息化动态施工管理。

　　

　　（5）当基坑变形值突变时，应停止施工，采取相应应急措施，待变形稳定后方可继续施工。

　　

　　（6）地铁施工完成后至地层变形稳定，仍应保持监测；确定地层变形收敛完成后，方可解除监测，否则应延续监测并采取措施。

　　

　　6　结语根据前面计算分析，大舒东路站1 号出入口施工结合燃气管保护措施后可将燃气管变形控制在合理范围，对燃气管的影响可控制。