摘要：随着社会的发展，市政地铁工程建设项目越来越多，地铁车站多建设于繁华市区，市政管线错综复杂，地铁施工前期管线迁改速度严重制约地铁建设施工进展，特别是埋深较深的热力管切割存在一定的施工难度与风险性，采用钢沉箱切割埋深较深的热力管可以有效的缩短施工时间，并有效的减小施工风险，更好的促进地铁建设的发展。
关键词：土木工程；管线迁改；热力管切割；钢沉箱
1 钢沉箱应用背景
市政工程项目建设前期主要涉及管线迁改，热力管线是管线迁改中常见的管线，但是目前很多热力管线为顶管法施工，埋深较深。在地铁项目施工围护结构时因遇到热力管而导致施工进展缓慢，热力管切割因场地狭小，无法进行放坡开挖，地面下土质条件差，水位高。直接开挖切割人员安全风险性偏大等问题。而钢箱的密闭性以及安全性可以很好而且快速的解决因场地狭小、地质条件差、水位高等热力管切割的难题。
2 工程概况
2.1 工程概况及设计概况
商鼎路站为地下三层岛式车站。车站主体结构为钢筋混凝土箱型结构，采用明挖顺作法施工。主体结构外包长度为156.27m。车站标准段宽度为 21.9m，标准段埋深约 22.71m，商鼎路站围护结构采用地下连续墙 + 内支撑支护形式。
2.2 水文与地质
本场地勘探揭露65m 深度范围内地层从上到下依次主要为人工填土及第四系全新统（Q4）粉质黏土、粉土、粉细砂，第四系上更新统（Q3）粉质黏土、粉土等土层。其中热力管位于第②32层 ：黏质粉土（Q4-3al）。本场区设计地下水类型为潜水及微承压水。设计水位埋深10.9 ～ 11.6m，水位标高82.14 ～ 83.04m，主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流、人工开方式排泄。
2.3 站点现状情况
商鼎路站车站基坑中部有两根并排东西走向的热力管线，热力管埋设深度8.7m 左右（管底埋深），根据管线迁改计划，热力管为切割废除处理。商鼎路站车站基坑中部的热力管线施工时采用顶管法施工，顶管采用钢筋混凝土管，管径外径 1500mm，壁厚100mm，热力管为 DN1000 钢管，壁厚 10mm，热力钢管外包保温层50mm。地下连续墙开槽过程，实测地下水位埋深6m 左右，且在埋深6.5m 位置存在承压水，水呈股状流出，水量较大，并且在开挖深度范围内存在大量砖渣，槽壁塌孔严重，无法进行热力管切割井开挖作业。由于热力管位置埋设深度达8.7m，需开挖至坑底采取人工进行管道切割封堵作业，存在极大的安全隐患。而且基坑东侧紧邻施工围挡、西侧紧邻迁改电力管线，现场场地无法采用放坡开挖，计划热力管直接在地下连续墙位置开槽作为切割井，下放钢箱防护，在槽壁两侧进行切割封堵，封堵方式采用管内添堵1m 厚沙袋，孔口采用焊接20mm 厚钢板进行封堵处理。
3 钢沉箱切割埋深较深的热力管施工工艺与施工技术控制
3.1 施工工艺流程
施工准备——测量放线定位——钢箱制作、验收——沟槽开挖——钢箱下放——管道切割、封堵——回填。
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3.2 施工准备
为了做好热力管切割施工技术控制，首先需要做好施工准备 ：获取基本资料。在进行管道切割施工初期的时候，施工人员需要充分的了解基础资料，同时加强全面勘察。另外安排人员对现场的水文地质勘查进行分析，了解地质土层的情况下，做好规划工作。同时也需要了解到热力管道的走向。
3.3 测量定位放线
在进行切割施工之前，测量人员需要再次进行管线的核实，确保热力管线点位的控制。当完成检查工作后，需要根据施工方案，做好定位施工，确保整体的准确性和稳定性。
3.4 钢沉箱的制作
钢沉箱采用20mm 钢板进行制作，箱体全部采用焊接，焊接必须满足相关规范要求。根据需要切割深度的热力管制作同深度的钢箱，并在钢箱底部根据热力管直径切割比热力管直径大200mm-300mm 的拱形，钢箱宽度根据围护结构沟槽宽度制作。并在钢箱内部转角焊接加劲板，增强钢箱的整体性。根据钢箱制作的长宽，适当的增加横向支撑。支撑采用20b 工字钢制作。①根据热力管直径切割比热力管直径大200mm-300mm 的拱形。②20mm 钢板。③20mm 钢板。④钢箱内部转角加劲板。⑤20b 工字钢支撑。
3.5 切割沟槽
开挖沟槽开挖采用挖掘机并配套比围护结构导墙宽度稍微小一些的挖斗，热力管埋深较深时可以采用长臂挖机，沟槽开挖过程中如遇地下水可以采用添加膨润土或者其他外加剂进行泥浆护壁开挖。沟槽开挖必须定位准确避免钢箱无法准确下放到位。另外沟槽开挖速度必须要快，开挖完成后立即下放钢箱，避免因时间过长导致塌孔的情况。
3.6 钢箱下放
沟槽开挖完成后通过计算钢箱重量采用匹配的吊车将钢箱缓慢下放至热力管需切割部位，钢箱切割成比热力管大的拱形与热力管相嵌。热力管周边的泥土采用人工进行清理，随清理随将钢箱下放到位。
3.7 热力管切割
钢箱下放到位完成后，由专业切割人员通过爬梯下至热力管位置，先破除表层混凝土管，再清理热力管保温层，再对热力管切割成一个洞，放入水泵，把热力管管内的水抽完，切割热力管采取分块切割的方法，切割完成后对围护结构两侧的管道进行封堵，封堵采用钢板进行密闭焊接，焊接必须满足相关规范要求。
3.8 回填热力管切割封堵完成后，使用吊车将钢箱吊出，并对沟槽进行回填，回填土采用灰土回填，并分层压实，做好回填土的质量检测工作。
4 结论与体会
钢箱切割过程中经常遇到水位高，无法进行切割的情况，现场应根据地下水的状况及时采取抽排、导流或者采取措施增加止水帷幕。钢箱施工方法可以有效的解决热力管线埋深深、水位高、土质差、场地狭小而无法进行切割处理的难题，且钢箱密闭性好，刚度高，对于施工安全风险小。对于同类工程项目有较好的借鉴意义。
参考文献
[1]张明．结构可靠度分析—方法与程序 [M]．北京 ：科学出版社，2009.
[2]杨艳，吴洋．MATLAB 在结构可靠度分析中的应用 [J]．嘉应学院学报 ：自然科学版，2012，30（8）：34－37．
论文作者:陈彩方
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：热力论文; 管线论文; 沟槽论文; 沉箱论文; 结构论文; 水位论文; 较深论文; 《基层建设》2019年第14期论文;