郭凯旋?
中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450000
摘要：地铁明挖基坑是一种在地铁施工过程中常用的施工方式，地铁建设大部分情况是在城市地下范围内进行，其中涉及原有地下管线的拆迁和改造。为了满足新建地铁工程的使用需求，需要进行新管线的铺设工作。在地铁进行明挖施工的过程中，首先做好基坑两侧围护结构，不能为了节约成本，造成围护桩（墙）深入基底深度不足，引发崩塌的情况发生；其次，在开挖前需进行详细的施工现场地质环境情况勘察，避免出现现场环境与勘测报告差异较大、无法正常施工的情况出现；最后，需针对施工过程中可能出现的风险，制定安全应急预案并进行演练，在现场出现风险时能够及时进行抢救，以减少损失程度。由于地铁建设是一项集多种功能和用途为一体的建筑，其中涉及的管线种类和型号众多，所以在保护设计和施工的过程中，需全面考虑到管线不同的外界影响因素，采取不同的保护措施。
关键词：地铁；明挖基坑；设计
1 地铁建设的特点
现代社会在以经济建设为中心的思想指导下，使市场经济得到高速发展，促进了城市化进程速度加快。随着我国城市化程度的不断加深，以中心城市为主导的超大城市群正在不断出现，为了满足人们日益增长的各类出行需求，有效缓解城市交通出行的巨大压力，更加高效利用城市空间并节约土地资源，地铁建设应运而生并逐渐得到广泛的应用。这些地铁项目的建设一般都需要经过城市的中心地段，使得地铁车站之间区间的建设大部分都要进行盾构法或矿山法施工，在部分地面施工条件满足的环境中，地铁车站采取明挖基坑的方式进行施工。该施工方式适用于建筑物比较密集、场地条件比较狭窄的基坑或沟槽，如基坑深度较大、地下水位较高、地层基本无承载力、环境保护要求较高等情况，同时也能采取必要的加固措施以保证基坑的安全和稳定。
2 管线保护的方式
2.1 雨水、污水及热力管的设计和测算
雨水、污水及热力管均属于管径及重量较大的管线，在设计时管道使用钢管，导致管道重量较大，一般设计时选择采用工字钢梁进行管线悬吊保护。在进行设计的过程中，需要优先验算工字钢梁的承重能力、悬吊钢丝绳的承受能力及管线的自重情况，通过多次测算选择满足使用要求的钢梁和钢丝绳型号，其选择要求如下:(1) 对钢丝绳韧性的选择并非越大越好，韧性越大的钢丝绳材料成本价格会增加，满足实际使用需求即可；(2) 测算管线自重时需考虑到管线内部污水的重量级回填时土方的重量。
2.2 雨水、污水及热力管悬吊施工
(1) 对需要进行明挖基坑的线路进行测量定位，并确定管线位置、标高等施工参数。
(2) 对开挖后的基坑进行围护结构钻孔灌注桩（或地下连续墙）施工，待施工完成后开始基坑冠梁支撑梁施工，同时在支撑梁上方预埋管线悬吊时所需的钢板及吊钩，以便后续施工使用。
(3) 根据施工图纸与施工过程中的调查对管线的基本信息进行确认，逐步探挖确定施工区域内地下管线的位置，并进行分段开槽施工，掏空需悬吊管线上下方土体，安装悬吊时所需的钢丝绳及角钢方箍等并调整好长度，设置并记录管线的初始标高以便检测管线的沉降情况。
(4) 进行管线悬吊之前，在施工位置设置施工边界线，以防止在施工过程中对管线造成扰动或破坏。
(5) 做好地铁车站基坑开挖施工过程中的降水工作。
2.3 污水管的引排保护
对于未进行迁移的污水管道进行临时封堵，地铁工程施工完成后原位恢复。施工情况如下:
(1) 对明挖基坑需要进行封堵的污水管线进行探挖，确定管线位置后人工开挖至管线底部，然后在污水管上进行破口，以便于污水流出为准，并确保管道破口处平整。
(2) 在破口位置周围使用速凝水泥进行必要的封堵，避免污水大量流出影响施工，同时做好污水过滤的准备工作，连接新的临时污水排放管道进行排放，需安排施工人员进行24 h监测，确保管线和水泵的正常运转，在防止对施工造成影响的同时保障施工的安全。
(3) 在管线结构施工完成后，进行污水管线的封堵、管道的清理及管道的恢复工作，最后进行土方回填施工。
2.4 燃气管线与光缆管线的保护
燃气管道是保障居民日常生活和企业正常生产的重要管线，在施工过程中如不采取必要的保护措施，造成管道的破坏，带来巨大的经济损失。由于燃气自身的一些化学特性，一旦发生燃气泄漏事故，会对施工人员的人身安全和工程安全造成巨大隐患。
光缆管线在科研和通信领域发挥的巨大作用，如果在施工过程中遭到损坏，且无法在短时间内进行恢复，会给企业和国家带来一定的经济损失，同时由于光缆本身造价较高且细小易坏的特点，给施工带来较大的困难。对于以上两种管线，在明挖基坑的施工过程中需采取以下保护措施:
(1) 在围护结构的施工完成后，开始在电缆与燃气管线的上、下位置埋设钢筋锚栓，固定于围护结构支撑梁上。采用人工开挖的方式逐层开挖管线上方的土方，在管线充分暴露后并确定管线完好无损坏的情况下，进行保护措施的施工。
(2) 两种管线均采用钢梁分段托起的保护措施，使用钢丝绳进行悬吊保护措施，并在保护施工操作前，设置保护边界线，防止在施工过程中对管线造成损害。
(3) 在施工过程中要安排人员实施监测，避免违规操作造成不必要的损失。在施工完成后，设置沉降情况监测点，以便于收集相关数据，对可能出现的风险采取有效的保护措施，避免事故的发生。
3 管线悬吊保护设计方案
3.1 采用贝雷桁架方案
贝雷桁架采用上、下弦杆、竖杆及斜杆进行焊接，并在上、下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔，桁架的弦杆由两根10号槽钢组合而成。在下弦杆上，焊有多块带圆孔的钢板，在上、下弦杆内有供与加强弦杆和双层桁架连接的螺栓孔，在上弦杆内还有供连接支撑架用的四个螺栓孔，其中间的两个孔是供双排或多排桁架同节间连接用，靠两端的两个孔是跨节间连接使用，多排桁架作梁或柱使用时，必须采用支撑架加固上下两节桁架的接合部。该设计方案具有结构简单、运输方便、架设快速、分解容易的特点，同时具备承载能力大、结构刚性强、疲劳寿命长等优点，可以根据现场的实际使用的不同需求进行拼装。
3.2 采用钢托架方案
托架一般在工程使用中起梁的作用，托架在施工过程中时一般采用平行弦桁架，其腹杆采用带竖杆的人字形体系，一般第一道支撑架设置在管线的上方，其后采用混凝土梁进行悬吊管线的承重，该施工方案具有可根据管线直径调成焊接大小，现场施工简单，可操作性强的特点，同时能够有效控制管线的沉降程度。
3.3 采用64式军便梁方案
64式军便梁是一种我国自行研制、中等跨度适用、标准轨距的抢修式器材，其种类分为全焊构架、销接组装、单层或双层多片式、明桥面体系的拆装式上承桁梁。该施工方案具有配件和构件标准化，可以进行互换，且采用单销节点，可以高效地进行组装和拼接的优点。由于该施工方式管线会产生较大挠度，在施工期间需对悬吊管线进行保护，防止管线由于产生较大变形，出现损坏的情况发生。
4 结语
由于城市中的地上建筑数量与面积逐渐增加，地下管线的结构和布局也变得越来越复杂，这些地下管线也与居民的日常生活息息相关。为了在地铁建设过程中不影响城市居民的日常生活，需在施工前做好切实可行的管线保护方案，并且在后期施工过程中要做好对管线的悬吊保护及恢复措施。在施工过程中要严格按照施工流程进行操作，避免由于保护措施实施不到位而造成不必要的损失，并在施工过程中全程加强施工监测，并及时统计和分析监测数据，根据现场情况进行调整，降低施工完成后发生风险事故的概率。综上所述，应严格按照设计方案及施工流程进行操作，避免对管线造成损伤。
参考文献
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