1、无锡地铁 2 号线跨沪宁高速桥基坑围护暨石油管线保护设计摘要：本文结合无锡市地铁 2 号线跨沪宁高速节点桥的工程实例，介绍了该桥主墩承台基坑围护结构的设计及对承台附近高压石油管线的保护方案，以供类似工程项目的设计及施工参考。 关键词: ：预应力混凝土连续梁，转体施工，基坑围护，石油管线保护 中图分类号：TU37 文献标识码： A 1 概况 无锡地铁 2 号线工程高架段呈东西走向自西向东延伸，高架段需上跨现状沪宁高速公路，此处沪宁高速高架为与京沪高速并行段，桥面宽，交通量繁忙。地面道路锡沪路为城市主干道，重型车辆较多，现状锡沪路车辆穿越沪宁高速由 6 车道变为 4 车道从沪宁主孔下通行，2 车道
2、从边孔通行。 为减小桥梁施工对现状沪宁高速公路的通行影响，本次设计跨沪宁高速节点桥布置为 80+138+80m 预应力混凝土连续梁（见图 1） ，采用悬臂浇筑转体施工，桥梁主墩承台总高 7.1m。在承台附近有一高压石油管线，如图 2 所示。该石油管线为直径 323.9mm 的 L414 钢管线，设计压力10Mpa，是为苏南五市供油的重要管线。 本桥初步设计时主跨采用 136m 跨径，西侧承台长边方向沿顺桥向设置。探测到该石油管线后，发现管线距离承台很近，受线路及交通渠化的限制，若要避开并尽量远离管线，承台只能往西侧移动，即增大桥梁跨径。但是本桥原设计 136m 跨径，在同类型铁路桥梁中国内尚属
3、最大跨径，增大跨径无疑增加了设计、施工及运营的风险。为了尽量不增大太大的跨径，又能保证承台离管线有一定安全距离，经过多次方案讨论、论证，最终将跨径增大 2m，主跨为 138m，并将承台转了 90 度，即顺桥向为承台短边（如图 2 所示） ，同时将承台沿管线方向切了一个角。这样在施工期间管线中心距离围护结构的最近距离为 1.65m。 该桥建成后的实景为图 3 所示。 图 1 主桥桥型布置图 图 2 主墩承台平面及石油管线平面 图 3 桥梁建成后实景 2 基坑围护结构设计 2.1 荷载计算 1）永久荷载标准值 结构自重：钢筋混凝土容重 =25kN/m3；覆土重：覆土容重取=20kN/m3。 侧向水
4、土压力：施工阶段作用在围护结构的土压力采用朗金主动土压力，粘性土层采用水土合算，其他土层采用水土分算。使用阶段作用在侧墙上的土压力采用静止土压力，水土分算。 静水压力和浮力：水容重为 10kN/m3。按最不利水位考虑； 2）可变荷载：地面超载石油管线侧限载按 q=10kN/m2 取用，其余地面超载按 q=20kN/m2 取用。 2.2 主要材料及尺寸 地下水位于地面下 2m，计算开挖深度 7.8m。车行道侧施工及汽车超载 q120 kPa，管道侧车行道侧施工超载 q110 kPa。基坑侧壁安全等级为一级，基坑重要性系数为 1.1。 2.2.1 主要工程材料 1）围护桩： C35 水下混凝土 2
5、）支撑：C30 混凝土。 3）圈梁：C30 混凝土 4）承台低垫层：20cm 厚 C30 砼 5）钢筋：采用 HPB235、HRB335 钢筋，材质分别符合现行国家标准钢筋混凝土用热轧光圆钢筋 （GB1303）及钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 （GB1499） 。 6）焊条：用电弧焊接 A3 钢板和 HPB235 钢筋时采用 E43 焊条，焊接HRB335 钢筋时采用 E50 焊条，焊接熔敷金属的化学成分和力学性能应满足（GB/T5117-1995）和（GB/T5118-1995）的规定。 2.2.2 围护结构主要尺寸 1）桩基： 管线侧基坑 1m 桩基，间距 1.3m；其余基坑 0.8m 桩基，间
6、距 1.2m 2）冠梁：10.8m 及 0.80.8m； 3）斜撑：0.70.7m 4）围护结构的嵌固深度：10.2m。 图 4 围护结构断面图 2.3 止水措施 三轴水泥搅拌桩，直径 65cm，中心距 45cm。 2.4 防洪措施 基坑开挖前必须处理好地表水堵截和引排途径，以防地表水泛滥和浸没基坑。基坑内设置斜坡将水引至集水井内。 3 围护结构计算 围护结构计算采用理正深基坑软件，按平面问题进行分析。 首先分别采用单元简化计算对石油管线侧及其它方向的排桩进行了结构计算、整体稳定验算、抗倾覆稳定性验算、抗隆起验算、抗管涌验算、承压水验算等，然后通过理正的整体计算对位移和内力进行复核，最后对桩基
7、、圈梁及支撑的强度进行验算。 4 施工顺序 主要施工顺序如下： 1）在基坑范围内先破除现状路面结构，进行围护结构钻孔灌注排桩及水泥搅拌桩的施工， 2）施工工程桩至设计标高；设计标高以上桩基钢护筒在支撑没有达到强度要求前不得拆除。桩基要求钻一孔，浇筑一孔。 3）开挖至第一道支撑下 0.2 米，施工圈梁、支撑。 4）在支撑达到强度要求后，开挖基坑至承台下 0.2m,浇筑基坑底垫层。 5）施工下承台并张拉下承台预应力。 6）将基坑侧壁清除浮土整平后,用 C15 砼回填承台周围基坑。间隙较小处特别注意回填密实。回填砼与承台四周侧边用 2mm 厚油毛毡或其他有效措施与承台砼隔离。 7）基坑周围回填混凝土
8、强度达到 80要求后，拆除支撑。 8）浇筑上承台混凝土并张拉预应力。 9）进行桥墩及上部结构的施工及转体。 10）转体完成后，完成覆土。 5 施工监测 5.1 施工监测的目的 1）验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工。 2）保证基坑支护的安全。 3）保护既有建筑物及管线的安全，保证既有建筑物及管线正常使用功能。 4）总结工程经验，为完善设计分析提供依据。 5.2 监测项目 根据本站的地质情况、站址的周边环境，本站监测项目有下列内容：围护桩顶水平位移量测、围护桩变形监测 、支撑轴力和挠度监测、坑内外地下水位观测、基坑外地表沉降、地下管线沉降监测。 6 施工期间对石油管线的影响 6.1 基坑水平位移对管线影响 以下对该处管线的安全情况做一简单计算。 管线在基坑两侧为只可受压的地基土弹簧，在基坑范围（长度 18m）为可有限变形（根据基坑计算，基坑最大水平位移 7mm，按照 7mm 计算变形）的相对自由端。 ，体
