陳小林

（中鐵二十一局集團軌道交通工程有限公司，山東 濟南 250000）

0 引言

隨著地鐵隧道項目建設(shè)數(shù)量的增多，其內(nèi)部穿地下管線的安裝與使用已愈發(fā)引起人們的關(guān)注，為確保復(fù)雜環(huán)境條件中地鐵隧道穿燃氣管線的運行安全，可依照該項目建設(shè)的實際情況，合理采用穿燃氣管線施工工藝，切實保障地鐵隧道的應(yīng)用安全。

1 控制穿燃氣管道變形標準

一般來講，復(fù)雜環(huán)境條件內(nèi)的地鐵隧道穿燃氣管道中的覆土體在遭受施工擾動后會產(chǎn)生附加變形與附加力，再加上其內(nèi)部的管線剛度要超出土體剛度，該現(xiàn)象會讓土體變位移動生成抵抗力，繼而讓地下管線出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，不僅縮減了燃氣管線的內(nèi)部功能，還破壞其整體結(jié)構(gòu)。為更好地提升穿燃氣管道的應(yīng)用質(zhì)量，在正式使用前需精準控制穿燃氣管道的變形標準，利用對該標準的控制來發(fā)現(xiàn)其在使用過程中出現(xiàn)的各項問題，提升穿燃氣管線施工的針對性。比如，當前地鐵隧道內(nèi)的穿地下管線沉降與傾斜控制標準存在于項目的多個位置中，如煤氣管接頭與焊接接頭間、水管接頭與焊接接頭間、各類承插式接頭間等，其具體的管線沉降標準值皆在30mm 左右，而傾斜最大允許值則出現(xiàn)較大變化，依照文中順序依次為0.20%、0.60%與0.25%。

2 復(fù)雜環(huán)境條件中地鐵隧道穿燃氣管線施工方案

2.1 地鐵隧道施工工程概況

在明確燃氣管道的變形標準后，下文以某復(fù)雜環(huán)境條件中的地鐵隧道項目為例，詳細闡述了穿燃氣管線施工工藝在該工程項目中的應(yīng)用過程。

具體來看，施工人員要在某地鐵隧道項目內(nèi)設(shè)計穿燃氣管線，在對施工現(xiàn)場全面調(diào)查后，可看出該燃氣管線材質(zhì)為D400mm，其管線走向帶有極大的傾斜度，依照圖紙設(shè)計內(nèi)容來獲取燃氣線數(shù)據(jù)信息，利用合適的物探技術(shù)來測算出該燃氣線的具體里程。在完成科學的地質(zhì)掃描后，施工人員可看出在該項目100m 附近存有諸多空洞，該類空洞會對施工質(zhì)量造成極大影響，比如，若在該位置處開展爆破施工，受該區(qū)域空洞影響，諸多管線、地表將產(chǎn)生沉降現(xiàn)象或出現(xiàn)沉降預(yù)警，若仍然在該處施工極易生成更大隱患。為增強穿燃氣管線施工安全，施工人員應(yīng)采取更多的加固舉措，利用雙液漿的使用來固定管線位置。此外，經(jīng)過實地探測后，該燃氣管道周遭皆為黏土，該黏土的厚度較大，雖然土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較強，但在軟弱不均的情況下，極易遭受擾動破壞，因而技術(shù)人員應(yīng)依照該現(xiàn)實情況，科學設(shè)計穿燃氣管線施工方案，以增強地鐵隧道的安全性。

2.2 地鐵隧道穿燃氣管線施工方案

在開展地鐵隧道穿燃氣管線施工前，項目管理者應(yīng)根據(jù)該隧道地鐵內(nèi)的實際情況，合理設(shè)置穿燃氣管線施工方案。首先，設(shè)計人員在正式施工前需確認穿燃氣管線的加固范圍，并在該范圍內(nèi)找尋適宜的加固材料。傳統(tǒng)鋼筋格柵的間距在0.8m 左右，若采取一定的加固措施，其間距將縮減到0.5m，隧道內(nèi)部的小導(dǎo)管間距應(yīng)由此前的3.5m 減低至2.0m，并在拱形外側(cè)的160°位置處設(shè)計小導(dǎo)管，其仰角與長度需分別保持在25°、2.5m，其環(huán)向間距與縱向間距為30cm、100cm。其次，施工人員還應(yīng)在隧道地鐵內(nèi)添加合適的沉降觀測點，每道位置需保持在5m 左右，并在隧道內(nèi)部添加收斂點，當穿燃氣管線下降至其規(guī)定的高度后，會自動發(fā)出橙色預(yù)警，在隧道地鐵內(nèi)部安設(shè)注漿管，其具體配置為2m×2m，在完成注漿管的補充后，要及時檢查穿燃氣管線的運行質(zhì)量。最后，在開展?jié){液注漿活動時，要合理選擇注漿液，根據(jù)該工程項目的內(nèi)在性質(zhì)，采取水玻璃水泥雙漿液會提升應(yīng)用效果[1]。

3 穿燃氣管線施工工藝在復(fù)雜環(huán)境條件內(nèi)地鐵隧道中的應(yīng)用過程

3.1 設(shè)計注漿參數(shù)

在進行注漿參數(shù)設(shè)計前，施工人員應(yīng)科學挑選注漿原材料。一般來講，注漿水泥多為P.O42.5 類型的硅酸鹽水泥，在完成質(zhì)量檢測工作后可正式投入使用，35波美度為最佳的水玻璃濃度，且借助自來水完成對應(yīng)性供水工作。施工人員還需依照該項目建設(shè)的具體情況來選擇添加劑，并及時準備堵漏劑、止?jié){栓塞、波紋管與止水閥等材料。在進行注漿參數(shù)的設(shè)計時，施工人員需明確該注漿液的具體性質(zhì)，該施工過程內(nèi)的注漿液為水玻璃水泥的雙漿液，水玻璃濃度在35 波美度左右，水泥材料為42.5 型號的硅酸鹽類水泥，水玻璃摻量比與水灰質(zhì)量比分別為40%、1:1。在進行正式施工前，還應(yīng)密切注意注漿孔的深度與開孔直徑，其具體數(shù)值分別在3.0m、50mm 左右，且孔位布置在0.8m×0.8m 形態(tài)的梅花形內(nèi)，兩處0.8m 分別代表著縱向、橫向。在設(shè)計孔口套管的過程中，需采用3.0m 長度的無縫套管，其套管尾部需安置在止水閥門內(nèi)，并合理設(shè)計注漿凝結(jié)時間、長度、擴散半徑與壓力，其具體數(shù)值分別為：注漿時間在80~120s、注漿長度為3.0m、擴散半徑為1m、注漿壓力在0.3MPa~0.5MPa，在完成該項參數(shù)設(shè)計后，施工人員應(yīng)依照正確方式開展注漿活動。

3.2 執(zhí)行注漿流程

3.2.1 施工前準備

在開展穿燃氣管線的內(nèi)部注漿活動前，施工人員需科學制作水泥漿，在豎井口內(nèi)設(shè)計適宜的存放箱，可科學保護注漿施工材料，如水玻璃、水泥等。在進行鉆孔開鉆前，需及時檢查施工位置處的地質(zhì)巖層狀況，確認具體的地質(zhì)情況后，再實行進尺開挖。若在開挖過程中遭遇空洞，仍需根據(jù)施工圖紙來完成對應(yīng)施工，科學管控施工進尺的數(shù)量，對部分小導(dǎo)管采取適宜的注漿施工，其開挖作業(yè)面與注漿位置需保持在5m 左右。

3.2.2 安裝套管與布孔

施工人員在進行布孔操作時，可及時依照出水點位置而定，注漿孔的深度與開孔直徑需分別保持在3.0m、50mm 左右，鉆孔操作需嚴格遵循此前制定的施工計劃。針對當前施工的鉆孔操作而言，若發(fā)現(xiàn)其出水量增加，需停止當前的鉆進活動，并及時控制該位置的排出水量。同時，在縮減出水量的過程中，相關(guān)人員應(yīng)在注漿孔的管口位置處安設(shè)長度在1m 左右的無縫鋼管，將其安置在止水閥門內(nèi)，如有遺漏，應(yīng)利用堵漏粉及時填補注漿孔與注漿套管間的縫隙[2]。此外，為控制出水點內(nèi)的滲漏情況，施工人員可借助分層回填的形式來控制水流方向，透過適宜方式來填補薄弱區(qū)域，精準提升水分流失的控制效果，適時增強該出水位置的安全性，該改進方式的具體形態(tài)如圖1 所示，有效增強了穿燃氣管線的運行質(zhì)量與安全。

圖1 地鐵隧道內(nèi)出水點位置的水分控制形態(tài)

3.2.3 注漿過程控制

在當前的注漿過程控制中，施工人員應(yīng)明確注漿液的具體類型，即水玻璃水泥雙漿液。在使用雙漿液期間，可借助雙液注漿泵設(shè)備，0.3MPa~0.5MPa 設(shè)置成標準的注漿壓力值，將水玻璃與水泥漿稀釋液的體積配比控制在0.3:1，并設(shè)計1:1 的水泥漿水灰比，再將漿液具體的凝結(jié)時間管控在80~120s，其具體的施工流程如圖2 所示。施工人員在注漿泵附近設(shè)置泵口壓力表與攪拌機，透過對球閥、孔口壓力表、混合器與管路的合理使用，將漿液注入到對應(yīng)的地層小導(dǎo)管中，利用對當前注漿過程的合理控制，可有效提升管道注漿水平，提升管道施工的安全性。

圖2 注漿過程控制

3.3 計算注漿量

在完成注漿過程的合理控制后，為確保注漿數(shù)值的準確性，應(yīng)科學計算注漿量。具體來看，透過此前的勘查報告可看出當前地表黏土的孔隙比在0.691 左右，3.74 為其對應(yīng)的滲透系數(shù)，在注漿量的計算前，需適時明確注漿斷面的鋼管數(shù)量，在該工程項目內(nèi)帶有62 根，且任意一根的固土體積在0.785m3左右，根據(jù)適宜的計算后，可發(fā)現(xiàn)其注漿管具體的注漿量約為230L/m，14260L 為其1m 的總注漿量。受復(fù)雜環(huán)境條件影響，該隧道地鐵在進行穿燃氣管線的改造時，依照該穿燃氣的具體影響范圍，要在其左右兩側(cè)各添加5m，其長度接近30m，在實際計算中當每根注漿管的長度為3m，且開挖長度也為3m 時，依照具體的計算公式可看出其總的注漿量約為55.8m3。

3.4 監(jiān)測儀器沉降狀態(tài)

為切實掌握穿燃氣管線的沉降狀態(tài)，施工人員在應(yīng)用穿燃氣管線施工技術(shù)期間，可利用合適的監(jiān)測儀器來監(jiān)控其沉降狀態(tài)。具體來看，工作人員可將項目基準點引入到沉降監(jiān)測工作內(nèi)，及時監(jiān)測平面坐標點與高程點，其具體的監(jiān)測數(shù)字分別為3、2。針對監(jiān)測點的設(shè)計而言，若采取常規(guī)方式來測量該類測量點，在使用鋼制測釘時，不要讓其接觸到對應(yīng)的穿燃氣管線，增強該穿燃氣管線運行的安全性。同時，穿燃氣管線的監(jiān)測時間應(yīng)放置在具體的爆破后，在完成不同路段的穿燃氣管線施工時也要進行適宜監(jiān)測，其監(jiān)測次數(shù)可保持在3 次左右。在實際監(jiān)測中，當該類數(shù)據(jù)信息發(fā)生較大變化時，不僅要及時查明數(shù)據(jù)生出變化的原因，還要及時增加該位置的監(jiān)測頻次與次數(shù)，利用監(jiān)測數(shù)量的增加來更好地控制該項數(shù)值，提升數(shù)據(jù)監(jiān)測工作的穩(wěn)定度[3]。此外，當?shù)孛娉两抵翟?mm~4mm/d 之間時，受其累積沉降值的影響，可發(fā)現(xiàn)該穿燃氣管線的數(shù)據(jù)變化范圍較大，施工人員在遭遇該現(xiàn)象后要立即停工并發(fā)出適宜預(yù)警，只有在找出具體原因后才能開展對應(yīng)性處理，當沉降速率值處在穩(wěn)定狀態(tài)后，其設(shè)計的預(yù)警平臺才能消除告警，再度開展燃氣管線施工。項目管理者在日常工作中，還應(yīng)根據(jù)此前接收的監(jiān)測點與監(jiān)測日報信息數(shù)值來及時關(guān)注該穿燃氣管線沉降數(shù)據(jù)，再將該信息數(shù)據(jù)傳送到對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺后，需及時分析產(chǎn)生數(shù)據(jù)預(yù)警的原因，根據(jù)其產(chǎn)生的現(xiàn)象設(shè)置出適宜的解決對策。

3.5 解決穿燃氣管線沉降問題

為更好地解決穿燃氣管線沉降問題，施工人員在進行穿燃氣管線施工時應(yīng)遵照合適的圖紙設(shè)計內(nèi)容，透過與多個設(shè)計部門、設(shè)計人員的合理溝通來確認其監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，并運用可視化狀態(tài)的監(jiān)測平臺來檢查對應(yīng)的信息數(shù)據(jù)。同時，項目管理者應(yīng)定期檢查路面狀況，對道路的變化情況不僅要及時保留適宜的影像資料，還要對該數(shù)據(jù)信息的各項變化進行詳細記錄，適時保障道路安全[4]。在進行隧道開挖時，要對其具體情況實行超前性質(zhì)的地質(zhì)預(yù)報活動，實行鉆孔開挖前需明確對應(yīng)的施工位置，只有在完成拱部探孔工作后才能進行進尺開挖活動，提升該項施工工作的針對性。此外，在施工期間受多重要素影響，沉降現(xiàn)象難以避免，經(jīng)過實地勘探研究后，需將沉降值管控在2cm 以下，其沉降速率應(yīng)保持在2mm~4mm/d 之間，在進行實際調(diào)整時只有合理控制了沉降速率才能在預(yù)警平臺完成及時地消警工作，科學控制管線沉降值。值得一提的是，在當前的管線注漿內(nèi)，施工人員應(yīng)及時觀察地面監(jiān)測點的積計值，若該累計范圍在8mm 以上，要及時調(diào)整該階段的注漿壓力，并停止該部分的注漿工作，也就是說，過大的注漿壓力會引發(fā)地面隆起，地面在產(chǎn)生該類形態(tài)后會出現(xiàn)較大損傷，因而在日常施工中，項目管理者需與施工人員共同控制穿燃氣管線的沉降范圍，借助對該項數(shù)值的控制來增進隧道地鐵的運行安全。

4 結(jié)語

綜上所述，為解決地鐵隧道內(nèi)穿燃氣管線的應(yīng)用安全，施工人員可借用穿燃氣管線施工技術(shù)合理管控各施工環(huán)節(jié)，在加強注漿施工程序的基礎(chǔ)上，及時監(jiān)測地表沉降情況，不僅有效鞏固了穿燃氣管線的運行質(zhì)量，還保障了隧道地鐵運行的順利性，提升人員與貨物的運行安全。