中信工程设计建设有限公司 湖北省武汉市 430076
摘要：伴随城市建设的飞速发展，城市密集程度的提高，城市中心区道路升级改造频率越来越高，主要涉及包括道路排水管网、道路结构、人行道附属、照明、交通、各类综合管网（燃气、自来水、供电、通信）升级改造等专业。
道路改造项进入地铁保护区影响范围，对如何梳理地铁保护区内建设程序作相关描述，并对涉铁项目方案对接注意事项作相关介绍。建设前期与地铁权属单位的方案沟通与建设手续协调，建设过程中保证地铁隧道结构稳定是本项目的难点。
本项目涉及深基坑等危大工程，施工影响范围内涉及诸多既有地上建构筑物，地下综合管线的避让与保护问题。就与设计单位对接方案梳理、采取一系列技术措施，与权属单位的协调策略作相关描述。
道路改造项目建设，其管理核心在于如何利用有限的空间，采用一系列的组织、技术、经济管控的措施，达到道路升级改造的目的，如何克服场地受限的问题，为客户减少协调工作量，交付合格产品是本项目的难点。
关键词：道路改造；地铁；深基坑；措施
一、工程背景
本课题以“88#路道路改造工程”为背景，银潭路道路改造工程项目位于XX市XX区，为城市次干路。路线大致呈东西走向，道路西起现状1#路，自西向东依次与2#路、3#路平面交叉，东至4#路，标准路幅宽为40m，全长约1056.886m，将现状银潭路进行改造。2#路部分路段只进行机动车道和非机动车道的水泥路面上加铺沥青混凝土，并修复人行道，不进行其它工程改造。本项目建设内容除道路工程外，还包括排水、交通及其它附属工程。见下图1，图2。
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图1 项目地理位置图
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图2 道路标准横断面图
二、涉地铁保护区范围内建设相关问题处理
1、涉地铁保护区影响范围相关情况介绍
88#路道路改造工程于2017年10月组织进场施工，2018年04月，88#路及2#路加铺段机动车道，改造完成并恢复通车，非机动车道、人行道、新建污水管道尚未实施，项目暂停施工，2018年11月再次组织进场实施，2019年1月1日完成了约251米段牵引管扩孔工作。2019年1月2日在进行清孔作业时施工单位收到地铁巡线部门通知，污水管道施工可能对地铁A、B号线及C号线安全造成影响，于是现场暂停了施工。2019年1月4日项目参加各方与地铁集团进行沟通，确认准备实施的污水管在局部路段与地铁A、B号线及C号线区间隧道高差较小，具体为：桩号K0+030-K0+040段，地铁2、3号线隧道顶与污水管管底净距约6.5m；桩号K0+530-K0+547段，地铁8号线隧道顶部与污水管管底净距约1.5m。见图3，图4。
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图3 新建污水管道与地铁隧道相对位置关系图
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图4 方案调整前片区污水系统图
2、方案调整
根据《轨道交通管理条例》的规定，在地铁隧道外边线外侧50m范围内进行新建或改建施工时，应当就作业方案和安全防护方案书面征求轨道交通建设或者运营单位的意见。轨道交通建设或者运营单位对上述作业方案和安全防护方案进行技术审查，应当在五个工作日内出具书面技术审查意见并予以回复。我司第一时间即会同区水务，建设部门研究方案，以便与地铁集团沟通。
因地铁隧道结构为钢筋砼环片预制拼装而成，稳定性受地下水，四周的土压力，震动及土体扰动影响较大，且涉地铁工程协调量大，在完善涉地铁保护区内建设的方案时，应重点考虑：设计方案应该从如何减小对地铁周边土体的扰动出发；在考虑施工工艺时，应选择作业幅度小，震动小，尽量采用人工挖掘或浅埋暗挖的施工工法；综合考虑总体协调工作量，考虑地铁权属单位的同时，也需考虑其他的协调工作量。
2.1、起点W-1号井，调整原钢板桩支护施工为逆作法施工。采用钢筋混凝土管当做护壁（D=1500mm），且将W-1#井平面位置调整至地铁A、B号线，俩股隧道中间，距离两股隧道的距离相等，施工功法采用人工挖土下沉至设计标高，污水主管采用DN630mm，PE管牵引法施工。
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图5 方案调整后污水管跨越地铁A、B号线平面示意图
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图6 W-1井位置及细部剖面图
2.2、方案污水管跨越兴业中路（地铁8号线）为D820*8钢管，埋深约为1.7，管底离隧道顶净距为5m～5.5m，采用明挖法施工。在地铁保护区外增设污水提升泵站一座。
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图7 污水管线跨越地铁C号线平面示意图
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图8 污水管道与地铁C号线位置关系图
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图9 污水管道穿越地铁C号线纵断面示意图
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图10 方案调整后片区污水系统图
3、地铁保护区影响范围内施工相关程序
3.1、将优化后的设计方案，且该方案得到区政府相关主管部门认可后，报送地铁集团技术管理部门审查，并得到地铁集团官方的回复意见。
3.2、委托有相关经验的施工单位及监测单位，全面梳理施工专项方案及监测专项方案。
3.3、邀请地铁集团认可的业内专家对施工专项方案及监测专项方案进行评审，专家论证会还需邀请地铁集团、地方政府主管部门及各参建单位参加。
.3.4、施工前，建设单位与地铁集团运营管理部门签订施工安全协议；明确双方责任义务，及应急处置等程序，申请地铁封锁点，对地铁盾构隧道初始值进行量测，并参建各方签字确认。
3.5、进入施工期间，监测单位与施工单位需密切配合，确保地铁隧道安全运营。
3.6、因方案后方案对地铁隧道影响较小，故地铁集团未对安全风险评估及隧道加固作其他要求，地铁保护区内施工，需严格按地铁集团拟定的建设程序，组织建设。
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图11 涉地铁保护区建设程序流程图
三、明挖基坑施工
1、方案概述
根据调整后的污水系统图要求，采用D1000mm钢筋砼管，明挖法施工，两侧采用拉森型钢板桩支护，开挖深度4-6m，开挖土层为黏土或硬质黏土，因部分区段土层较硬，故采用螺旋钻机引孔，再施打钢板桩的施工工艺，沟槽回填，管底以下200mm，至管顶上方250mm区域，采用中粗砂回填，其余以上采用破碎砼块夹黏土夯实回填，本项目按此方案实施完成。
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图12 沟槽开挖横断面示意图
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图13 沟槽回填横断面示意图
2、方案优化分析
2.1、施打钢板桩
螺旋钻机引孔疏松土层，其优点在于：工艺简单，费用少，可以解决钢板桩施打困难问题。其缺点为：钢板桩拔出后，已疏松部分土层不易夯实，影响回填质量；引孔进度较慢，分为干拌和湿拌引孔两种方法，黏土层不易使用湿拌法引孔，干拌法较湿拌法效率更低，对工期不利。对此方案分析与思考：
2.1.1、改变钢板桩入土前的形状，将钢板桩入土处做成楔形，锯齿形或三角形。
2.1.2、采用规格型号较小的钢板桩，较小单根钢板桩的宽度。
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图14 改变钢板桩入土前的形状及选用宽度b较小的钢板桩
2.1.3、挖掘机向上压住或向下拉拽打拔机打拔臂，配合打拔机预加力施打。
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图15 预加力施打
2.2、钢板桩支护结构
支护结构采用双侧钢板桩，内侧采用两道工字钢围檩加横向支撑的方式，此种支护方式安全、牢固、可靠，其缺点是：工序繁琐，横向支撑水平间距小，不便于管道安装，施工周期较长，不利于基坑安全。对此方案分析与思考：
2.2.1、将钢板桩支撑改变为刚度更大的型钢桩（工字钢或H型钢）支撑；
2.2.2、采用大型号工字钢（I90）围檩，且放置于支护结构外侧，只设上部一道，减少横向支撑的数量和间距。
2.2.3、采用跳仓施工的方法，工字钢围檩的自身刚度，以抵御已开挖仓基坑的变形，快速施工，快速回填。
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图16 跳仓施工方法
3.2.3、基坑回填夯实
建议可就地取材，于现场制作夯实装置，其工艺原理可参考实用新型专利《一种用于台背土方回填的夯实辅助装置》，专利号：ZL2017 2 1503046.0，此装置可以提高土方夯实质量和有效缩短夯实时间。
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图17 一种用于台背土方回填的夯实辅助装置
四、各类综合管线的保护
道路红线范围内，有诸多横穿综合管线与拟建污水管道相交的情况，（包括雨污水管道，天然气，自来水，电力，通信等），采用的策略是，能避让尽量避让，能保护尽可能保护，管线迁改是最后的选择方案。
1、综合管线位于拟建管道以上的情况
当拟建管道基坑与既有管线相交，且既有管线位于拟建管道上方时，采用悬挑加固保护法，因管线与钢板桩平面相交处，钢板桩无法锁扣封闭，采用钢板焊接，连接于钢板桩侧壁上，以起到挡土的作用。
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图18 管线悬挑保护法
2、综合管线与新建管道位置交叉冲突的情况
2.1、新建污水管线穿越2#路时，有一趟现状雨水管线和天然气管线，与新建管道相交，且管道高程有重叠部分。处理方案：
2.1.1、.新建污水管线与雨水管线相交处，新建结合井方式处理；
2.1.2、新建污水管线与天然气管线相交处，新建管道增设四个弯头，管线抬升至天然气管线之上，且对相交处天然气管线进行盖板涵加固处理。
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图19 管线交叉平面示意图
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图20 结合井大样图
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图21 拟建污水管与现状燃气管交汇处示意图
2.2、88#路与1#路路口，有一处DN400mm现状自来水管道与拟建管道平面相交，且高程上有重叠部分。
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图22 现状自来水管道与拟建污水管道位置关系图
处理方案：将拟建污水管道移动位置，增设污水井（W-2-1#）一座，采用逆挖法作业（属地铁保护区范围），拟建污水管道从自来水管道下方穿越，且与自来水管道保证足够的安全距离（1m以上）。增设井（W-2-1#）～起点井（W-1#）间管道采用牵引管工艺，先引孔，再使用大功率挖掘机，从增设井（W-2-1#）向起点井（W-1#）反推方式顶推成管，因起点井（W-1#）西侧为现状1#路，车流量较大，无可临时占用建设场地，使用此方法，可只占用增设井（W-2-1）东侧的园林绿化场地，减小征用施工场地的协调量。
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图23 方案调整后现状自来水管道与拟建污水管道位置关系图
五、牵引管施工
根据方案调整后的污水系统图要求，直径D≦630mm的污水管道，全部采用PE牵引管施工工艺，其中包括DN630污水主管、DN500过街污水支管（因机动车道已通车，无法明挖法施工）。88#路道路全宽40m，道路北侧有少量园林绿化用地可作为建设临时用地，再无任何可利用的建设场地，因牵引管施工，牵引管段起止井位两侧均需占用额外施工场地，便于牵引机械作业，故DN500过街污水支管采用与道路中心线斜角的方式穿越，此设计方案可充分减少临时用地的占用范围，减少了征用临时场地的协调工作量。
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图24 污水牵引管平面示意图
六、施工监测
1、深基坑实施过程中，对深基坑支护体系，周边地下管线，地上建构筑物，实行全过程施工监测，数据及时反馈，以便各参建单位针对数据变化，采取相应处置措施，保证了项目的顺利实施。
2、地铁保护区范围内施工，在地铁盾构隧道内，隧道各项技术参数，实行全过程监测，以便各参建单位针对数据变化，采取相应处置措施，保证了地铁安全稳定运行。
七、主要成果及总结
1、对涉地铁项目的方案优化，涉地铁项目的建设程序梳理，本项目在地铁保护区内建设实现可行，既确保改建道路如期交付，同时也保证了地铁盾构隧道安全稳定运行。
2、对本项目深基坑施工过程中存在的相关问题进行经验总结，包括钢板桩施打困难，支护体系不便于操作影响进度，以及狭小空间内土方回填夯实困难等问题，提出了优化设计和施工方案的相关分析，便于日后遇到同类问题时的经验借鉴。
3、本项目实施过程中，遇到了诸多地下管线，对地下管线的保护，避让采取了一些列的技术措施及组织管理措施，在确保现状综合管线安全的前提下，同时也保证了本项目的顺利实施。
4、对牵引管设计方案的优化，既保证了污水管道工程的使用功能，费用增加较小，大大减小了临时建设场地的征用，减小了对周边环境的干扰。
5、本项目深基坑及涉地铁保护区范围内施工，均采用全过程施工监测，监测数据实时反馈，便于各参加单位根据监测数据的变化，采取适时的应急处置措施，为本项目顺利完成提供了强有力的数据支撑保障。
6、道路升级改造工程对勘察和设计成果的要求较高，勘察成果的精准度直接影响设计成果精细度，设计成果的精细度直接影响建设实施的顺利与否，因此工程建设前期，对勘察和设计文件的精细化梳理，是本类型项目能否成功实施的关键因素之一。
7、图纸会审、设计交底、施组方案审查制度，是影响工程建设实施的关键因素，建设前将施工图设计文件，施组方案梳理明确，使其更具备规范性，合理性，可实施性，是项目可顺利推进的前置条件。
8、与各类权属单位的沟通与协调，基础条件是方案的梳理，工程建设阶段的沟通与协调，全部是基于方案沟通为前提的，方案未确定前的沟通与协调，效率较低，且起不到解决问题的效果。
参考文献：
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作者：袁仕超.工程管理南昌大学2015（学位年度）
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