吴江燕
北京北排水务设计研究院有限公司 北京 100068
[摘 要]:城市地铁的高速发展是社会、时代发展的必然产物，北京作为首都大规模的地铁建设更是大势所趋。然而城市地铁要在城市的地下空间穿梭并不是件易事，在城市的地下遍布着各种错综复杂的地下管线，在众多的市政管线中，排水管线由于其管道所运输介质的特点、管道的结构特点，重力流的水流特点，使得它对地下结构变化异常敏感，改移平面及纵向要求高于其他专业管线。
[关键词]:地铁施工 排水管线改移 排水管线保护
1背景
城市地铁的高速发展，是社会发展的必然产物。兴建地铁的意义也是多方面的：它是解决道路拥堵的重要手段，它可提升城市的综合竞争力，它能够减少能耗和对城市的污染，它的发展是人类社会发展的一个写照。
修建地铁的意义举不胜举，但是其难度也是难以想象的。地铁要在城市的地下空间穿梭并不是件易事，各种错综复杂的地下管线像城市中的脉络一样维系着这个城市的正常运转，地铁的修建必然会阻断正在运行的各种市政管线，而排水管线又有他的特殊性，它对地下结构变化异常敏感，它的抗压力及抗扰动能力远低于其它专业的市政管线。任何一个地下的非正常扰动都有可能对排水管线造成致命性的伤害。地铁施工无论采用何种技术，都会对地下空间有所扰动、改变。因此对于以刚性材料为主的排水地下管线会带来无法预估的损坏，因此在关键位置需对排水管线采取保护措施，用以加强排水管线的抗扰动能力。
2设计思路
为保证地铁的实施不对现况排水管线安全运行造成影响，对于排水管线改移及保护须做好以下几方面工作：
(1)做好地下管线调查工作：根据排水档案资料以及对现况地下管线的走向、埋深、管径、材质、位置及数量进行专业测绘，再结合现场实际的调查，对地铁沿线排水管线进行整体摸查，对地铁周边地形、地势进行实地调研，摸清周边用地情况，为下一步确定排水管线与地铁结构的相互关系，从而采取相应的技术措施做好基础工作。同时常年形成的排水管线网络错综复杂，应根据测绘资料及相关历史档案、现场调查分析清楚管网的运行情况，为管线改移做好前期踏勘工作。
(2)排水管线改移思路：当设计地铁结构与现况排水管线发生冲突时，或在地铁施工过程中采取的施工方法会对排水管线造成影响时，应对现况排水管线进行改移处理。改移管线可分为永久改移管线和临时改移管线。排水管线改移应根据实地情况选择最优改移线位，主要确保改移后管线的安全稳定运行，同时兼顾周边地下结构及市政管线的相互协调。这就需要设计人灵活运用相关专业技术知识，既不违背规范，又要灵活运用新技术、新材料，解决一些靠传统技术无法解决的问题。
2.1平面设计思路
在排水管线与地铁结构发生冲突时，排水管线将进行改移，改移主要有以下两种情况：临时改移和永久改移。临时改移：地铁施工临时结构或由于明挖等施工方法需临时占用地下空间与现况排水管线位置发生冲突时，冲突段排水管线需临时废除，新建临时绕行排水管线，由于是地铁施工临时占用，所以待地铁施工完成后再恢复原排水管线线位。临时排水管线线位相对灵活一些，可根据现场情况进行改移设计。永久改移：地铁永久结构与现况排水管线冲突，冲突段排水管线将永久废除，管线需进行永久改移，永久改移排水管线将绕行地铁结构外部，将断流的排水管线接通。永久线位则须经规划部门批准结合所有改移市政管线统一排布线位，设计将依据规划综合控制平面设计。
2.2纵断设计思路
由于改移管线为废除现况直线连接（最短距离）管线后再绕行，因此绕行段管线长度将加长。而管线高程是受现况上下游两端高程控制，绕行管线坡度将会小于现况管线坡度，管道内流速、流量等水流条件将受到局部坡度变缓的所带来的影响，因此改移段应选择粗糙系数小的管材，从而在坡度变小的情况下仍能保证尽量接近原管段流速流量的要求。例如同样的管径，采用传统混凝土管与高密度聚乙烯中空结构壁缠绕管等新型管材在流速流量相等的前提下坡度可以减小数倍。通过调整排水管材可以改移段管内的流速、流量达到要求，确保上下游管线水流条件的顺畅。
2.3排水管线保护思路
旧有雨污水管线主要管材为钢筋混凝土管材，接口也主要以钢丝网水泥砂浆抹带接口为主，由于受成本及运行特点的限制上述管材及接口形式为几十年来地下排水管网的主要管材，对于重力流的排水管线在地下空间稳定、不受扰动的情况下运行是安全的，而地铁施工对稳定的地下土壤结构产生了较大的扰动，而对于重力流（不抗压）排放的排水管线来说则会受到较大的影响。采用国内国际上先进高效的管线保护措施，对不便改移且距地铁结构过近的雨污水管线进行内保护，以确保现况管线的安全运行，不受近远期地铁施工及运行的扰动。主要采用的技术有翻转内衬、紫外线加固、内涨圈法、spraywall等工艺，上述工艺均可大幅度提高旧有雨污水刚性材料及接口的抗拉性能，提高管线抗沉降能力，且其抗沉降水平高于地铁施工规范所要求的沉降控制标准。
下面是几种常用的排水管线内保护方法：
(1)翻转内衬：该工艺就是将浸透树脂的纤维软管，作为管道内衬的材料，采用水压或气压的方式将此软管翻转进入地下管道内，并使浸透树脂的一面贴附在待修管内壁表面，采用热水或常温，使树脂固化定型，形成一层坚硬的"管中管"结构，从而使已发生的破损或失去输送功能的地下管道在原位得到重建和更新，进而完成地下管道的不开挖修复工作。
(2)紫外固化：该技术全称为管道原位修复拉入式紫外线固化修复技术，其工艺原理：采用卷扬机把碾压好树脂的玻璃纤维软管拉入待修的旧管道中，接着用压缩空气使软管张开紧贴旧管内壁，然后使用紫外线加热固化软管，形成一层坚硬的 “管中管”结构，从而使已发生的破损或失去输送功能的地下管道在原位得到修复。管道原位修复，无需开挖，方便快捷。
(3)内胀圈法：该工艺是专用于大口径管道接口错位、渗漏严重的免开挖修复工艺技术，具有设计合理、实用性强、修复质量高、施工简便、工期短、施工不受地面交通、环境湿度的影响等特点。内胀圈工艺是利用专用液压设备，对不锈钢胀圈施压，将密封止水带安装固定在接口两侧，并使安装压力符合管线运行要求，从而在接缝处建立长久性、密封性的软连接，使管道恢复原设计承压能力，保证管线的正常运行。因此采用内胀圈工艺进行修复，不仅能节省大量的资金，而且短期内收益显著。
(4)Spraywall铁树脂喷涂：该工艺是一种结构性、可喷涂、弯曲模量为735,000 psi的聚氨酯产品。且100%固化，不含任何有机挥发物、自我成型、材料具有刚性。可以保护和恢复结构完整性，可为混凝土、钢铁、砖石、玻璃钢和其他表面提供渗漏控制、结构加固和耐化学保护。Spraywall 是一种快速固化材料，凝胶时间8秒，最快在喷涂施工30分钟后，允许设施恢复使用。本产品依托原有设施轮廓形成刚性内衬，适合各种形状和结构的喷涂作业。
3结束语
修建城市地铁方兴未艾，它是一个惠及千家万户的工程，在积极配合地铁实施的前提下，城市的命脉地下管线的合理改移保护同样影响着千家万户的正常生活。排水管线的改移保护应该本着合理、安全的原则进行设计实施。在设计过程中应做好充分的现场调查、资料收集等工作为下一步的设计打好基础。在设计过程中应灵活运用规范，充分利用新工艺、新技术拓展设计思路、确保管线的通行能力，提高管线运行的安全系数，确保排水管线运行的安全畅通。
4参考文献
[1]孟凡良，深圳地铁3号线施工中管线迁改设计，城市道桥与防洪，2011年11期。