摘 要 结合工程实例,介绍修建地面铁路、高架或地下轨道交通线对地下管线所采取的防护措施。
关键词 城市铁路 地下管线 防护
1 修建地面铁路对地下管线的防护
1. 1 概述
有些铁路全线修建于城市地面,与各道路平面交叉;另外,高架铁路、地下铁路的地面段也是地面铁路。铁路所过之处,就应对其下的管线进行迁移或防护,平行于铁路的管线一般采用迁移、垂直或斜穿铁路的管线,采用套涵予以保护。
值得一提的是,下水管( 雨水管、污水管) 是无压管,靠重力流维持排水通畅,不得抬高或压低。因此, 对下水管的保护就是要在不扰动水管的前提下进行。
管线过轨首选套涵防护。考虑到施工过程中不切断管线,套涵一般采用现浇钢筋混凝土箱涵、浆砌片石或混凝土砌筑的盖板箱涵,而不用预制管节的圆涵,图1 是某污水管套涵的断面。当有多种管线集中过轨时,一般应分类设置套涵,分别过轨。
当既有管线埋深较浅,不满足设置套涵的条件时,如不作迁移,也有一些权宜之策。以某城市铁路专用线为例, 该专用线穿越多处市内道路, 其下
图1 某污水管套涵断面
管线分布形如蛛网, 绝大(单位:cm) 多数管线埋深较浅, 不能设置套涵。对此,一般采用套管防护(有些可略为落低管线,使套管顶至轨底或套管顶至路基面的距离满足有关规定) 。如电力输配线采用哈夫管(剖管连接),并在旁边预埋无缝钢管作为备用管;上水管的处理是:更换年代较早的老管,并加套钢管过轨;通信线则用钢套管或双壁波纹管防护。总之,对现有管线进行必要的加固、改造,并作适当的预设,避免日后对铁路路基的再次穿越。各类管线穿行于城市地下,少不了检查井,如施工时为顶管,则还有工作井、接收井。地面铁路常会覆盖在这些井上。检查井往往是各路管线的交汇处,如作迁移,则需连动迁移多路管线,不够经济,也不一定可行。因此,如能对轨下检查井作适当防护,并维持其检修功能,将是大有裨益的。
1. 2 工程实例
(1) 电缆井套箱(图2)
某专用线一平交道口有一砖砌电缆井位于铁路底下,4 个方向的通信电缆交汇于此,电缆埋深约0. 9 m , 井顶覆盖圆形铸铁井盖,铁路线路斜跨此井,轨顶高程略高于井顶。
设计采用的防护方案是:凿除井顶圬工,在既有电缆井外加设钢筋混凝土套箱,套箱顶板开设圆形人孔, 孔中心对准线路中心,上置开孔的钢筋混凝土整体道口板,加盖板,以利检修。
由于井底挑出了悬臂基础, 设计基底应力仅为103 kPa , 可以不作基础处理,仅需设置碎石垫层。
图2 电缆井套箱顶平面、剖面(单位:cm)
本套箱的内力依照各种平面框架在不同支承条件下的计算公式计算,取其较大者,并由此求得配筋。
(2) 上海市轨道交通明珠线一期工程车辆段及综合维修基地上水管及电缆保护
明珠线一期车辆段及综合维修基地在联DK0 + 141. 24 处斜跨2 股宝钢民用上水管及1 股电缆,水管管径分别为<12 cm 和<17 cm , 铸铁材料, 且施工期间不能停用。故采用盖板将管线架空的保护方法, 盖板支墩基础为< 0. 8 m 钻孔灌注桩,设计桩长32 m 。图3 为此保护结构物的平面和断面图。
有多种,如桥梁布跨时避免在管线密集处设墩、承台升高或降低,承台转向、切角、尺寸减小等。桩的布置或施工时与管线相扰,则应调整桩的位置。
例如上海市轨道交通明珠线一期工程15 标段19 号墩,原设计双层承台,上层承台5. 8 m ×3. 6 m ×1 m , 下层承台8. 2 m ×8. 2 m ×2 m , 桩基为16 根< 0. 8 m 钻孔桩,设计桩长53 m , 施工后发现上层承台两侧各有1 股电缆,影响桩基施工。为避开电缆线,设计变更为外侧2 排桩各向外移0. 98 m , 相应扩大承台尺寸,由此求得桩长为57 m 。变更后桩基的平面和立面如图5 所示。
(2) 修建地下轨道交通线对地下管线的防护地铁一般埋深较深,在高程上与地下管线错开。对于埋深深于地铁顶的管线,特别是下水管,只能进行迁移;其余较浅的管线,则主要是考虑施工期间临时过渡或防护。
图3 明珠线一期车辆段及综合维修基地上水管及电缆保护图(单位:cm)
(3) 上海市莘闵轨道交通线地面段管线安置
莘闵线地面段全长66. 75 m , 线路覆盖多种地下管线,有上水管、下水管、消防水管、电力电缆等。该工程施工时拟将管线迁至路基坡脚外。由于所处地段一侧为地铁一号线主变电站,另一侧为围墙,为了安置迁移的管线,路基挡墙设计为轻型的钢筋混凝土挡墙。因此,两侧各腾出1. 1 m 宽的空间,以分别放置迁移的水管及电力电缆。挡墙断面如图4 所示。
图4 莘闵线地面段路基挡墙断面(单位:cm)
2 修建高架或地下轨道交通线对地下管线的防护
(1) 修建高架轨道交通线对地下管线的防护
高架轨道交通线对地下管线的影响相对要小些。地面铁路与管线可谓是“ 面接触”,而高架轨道交通线与之可谓是“ 点接触”,这个“ 点”就是高架桥的基础。在维持管线原状不动的情况下,如承台与管线相扰,一般采取避开或管线从承台内穿越的措施。避开的方式采用悬吊方式处理,即将地下管线作必要的处理后在施工期间原地悬吊,施工回填时恢复原状。
图5 19 号墩变更后桩基的平面、立面(单位:cm)
3 总结
(1) 线路定线时应尽量避开管线密集地区,处理地下管线在经济上往往花费很大,应作经济技术比较,以选取合理的方案。
(2) 设计前应对沿线所有管线情况调查清楚,若有遗漏,会造成后期工作的被动,甚至影响邻近其他结构设计施工的实施。
(3) 对于必须处理的地下管线,应综合考虑并予以分类,根据相应的规范,结合邻近结构的现状、规划、设计,采取适当的防护措施。
(4) 桥梁墩台的基础以桩基为宜,这样如发现与管线有干扰,可及时作一些变更。
