铁路枢纽南环线工程徽州大道框架桥排水管线迁改方案比选

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摘要：文章以合肥铁路枢纽南环线工程跨徽州大道框架桥建设中排水管线改迁设计为实例，主要阐述了跨城市既有主要干道铁路框架桥施工过程中，对于影响框架桥施工的现状市政排水管线迁改的设计原则、设计难点及后续的施工工法等内容，通过方案比选提出合理可行的设计方案，在节约投资的情况下对框架桥施工的影响降至最低，保证工程的顺利实施。

关键词：框架桥排水管线迁改方案比选

中图分类号： U173 文献标识码： A

引言：近年来，随着我国大中城市的交通迅速发展，高速铁路的建设与城市道路交通交叉的情况也日益增多。由于很多高速铁路的选线需要跨越已建成的市政道路，铁路施工过程中难免对既有的市政排水管线造成影响，前期的管线迁改与保护已成为铁路建设施工中控制工期、影响工程风险的重要因素之一，因此现状排水管线的改迁设计在铁路建设中的重要性日益凸显。文章结合合肥铁路枢纽南环线徽州大道框架桥施工过程中排水管线迁改方案进行技术经济比选，确定合理的迁改方案，为今后铁路建设中排水管线迁改提供参考。

1工程概况

合肥铁路枢纽南环线工程是沪汉蓉快速通道的组成部分，始于合宁铁路肥东站，终至合武铁路长安集站，将合宁、合武铁路在枢纽内以高标准线路贯通[1]。工程将改建肥东站、长安集站，新建合肥南站。其中合肥铁路枢纽南环线控制性工程为合肥南站场，该场采用分场设计方案（沪汉蓉场7台14线，合福场5台12线）共12台26线，坐落于合肥滨湖新区至合肥市区的主干道徽州大道上，站场两侧均为路基。该场跨越徽州大道的框架桥施工方案是将原徽州大道整体下挖后浇筑框架桥，这就须将原徽州大道上的排水管线全部拆除后才能浇筑。由于框架桥施工工期较长，在施工过程中须对徽州大道上既有排水管线采取过渡。

2排水管线迁改方案

2.1框架桥设计概况

根据南环线跨越徽州大道框架桥设计要求，采用大开挖施工，框架桥总高度14.8米，其中地上高度10米，地下深度4.8米，总宽度74米，纵向长度130米，共5孔。框架桥施工时首先对徽州大道进行放坡开挖，开挖至设计深度后进行地基处理，达到设计要求参数后进行钢筋混凝土底板浇筑。根据地下物探及现场调查资料可确认，目前徽州大道从东至西存在既有排水管线依次为d400污水管、d800雨水管、d1200雨水管、d400污水管框架桥与徽州大道排水管线交叉情况见图1。

图1 框架桥与徽州大道排水管线交叉情况

根据现场测量，管线概况见表1。

表1徽州大道现状排水管线概况

序号 范围 排水管类型 管径 平均埋深（米） 坡度(‰) 管材

1 东侧 污水管 d400 3.6 3 HDPE双壁波纹管

2 雨水管 d800 2.2 1 钢筋混凝土管

3 西侧 污水管 d400 4.2 3 HDPE双壁波纹管

4 雨水管 d1200 3.2 0.8 钢筋混凝土管

2.2迁改方案比选

文章通过两种不同的方案对徽州大道框架桥排水管迁改进行技术经济分析。方案一为重力管过渡方案（见图2），是在框架桥外侧路基段根据现状排水管道标高、管径、坡度敷设过渡排水管，采取合理的封堵措施连接框架桥上下游排水管，连接后废除框架桥内部排水管线即可开展框架桥施工。方案二压力管过渡方案（见图3），是在框架桥外侧分别建设雨污水过渡水池，同时根据现状排水管道过流能力，参照排水泵站设计规范确定水池容积、水泵扬程、流量，设置压力管抽排后接入框架桥下游排水管后即可。两种方案皆是在框架桥施工完成后再将排水管回迁至框架桥内[2]。

图2重力管过渡方案 图3压力管过渡方案

方案一根据现状管道情况维持徽州大道原设计规模，不再重复验算。方案二需根据原设计规模，查阅合肥市城建档案馆徽州大道排水设计资料（见表2）。

表2徽州大道排水管线设计参数

序号 范围 排水管类型 管径(mm) 流速(m/s) 充满度 坡度(‰) 流量(m3/h)

1 东侧 污水管 d400 0.91 0.5 3 205.31

2 雨水管 d800 0.77 1.0 1 1037.88

3 西侧 污水管 d400 0.91 0.5 3 205.31

4 雨水管 d1200 0.91 1.0 0.8 3686.26

根据表2相关设计参数，参照相关设计规范中关于雨污水泵站的设计计算要求，可确定水泵流量和扬程，蓄水池容积，压力管管径等技术参数[3-4]（见表3）。因本方案为过渡方案，在复核雨污水量，保证维持原设计规模的前提下计算参数均按照规范低值选取。

表3方案二技术参数

Table 3Scheme 2 technical parameters

序号 范围 类型 水泵扬程(m) 水泵台数 水泵流量(m3/h) 单台功率(KW) 蓄水池净容积(m3) 蓄水池尺寸(L×B×H) 压力管管径(mm)

1 东侧 污水过渡 7 两用一备 205.31 15 11 3×2×8.6 D200

2 雨水过渡 6 两台 1037.88 55 12 4×3×7 D600

3 西侧 污水过渡 7 两用一备 205.31 15 11 3×2×8.6 D200

4 雨水过渡 6.5 两台 3686.26 255 30 6×3×8.5 D800

因框架桥两侧均为比现状道路高出3米的土坡，因此方案一敷设过渡管道时管沟开挖深度约为6.6米，拟采用雨污水同槽施工两级开挖的设计方案，第一级采用放坡开挖，开挖深度为4米，底部开挖宽度为3米，边坡系数m=1.0；第二级采用直槽开挖加6米拉森钢板桩支护，开挖宽度为3米，开挖深度为3米，钢板桩入土深度为2.5米[4]。方案二通过提升后敷设重力管，沟槽开挖深度2米，开挖宽度为3米，雨污水同槽直槽开挖施工。根据以上两种方案统计工程量（见表4）。

表4主要工程量对比

方案 重力管管长（m） 压力管管长（m） 挖土方（m3） 填土方（m3） 钢板桩（t） 水泵（台） 蓄水池

方案一 d400 560 D200 0 22500 22050 1000 无 无

d800 240 D600 0

d1200 240 D800 0

方案二 d400 440 D200 50 2800 2350 0 3 2

d800 200 D600 12 2 1

d1200 200 D800 12 2 1

对以上两种方案的直接工程费进行分析，两种方案主要经济指标对比见表5。

表5主要经济指标对比

方案 管径 管长 综合单价

（万元/m） 构筑物(个) 构筑物

（万元） 设备

（台） 设备费

（万元） 直接工程费（万元） 工程费合计

（万元）

方案一 d400 560 0.165 0 0 0 0 92.4 205.44

d800 240 0.228 0 0 0 0 54.72

d1200 240 0.243 0 0 0 0 58.32

方案二 d400 440 0.068 2 8.8 6 0.65 51.42 153.22

d800 200 0.096 1 11.2 2 3.2 36.8

d1200 200 0.125 1 14.6 2 12.7 65

从表4和表5可以看出，方案一采用重力流过渡方案，管道埋深较大，且管沟施工时需采用合理的支护措施，直接工程费约为205.44万元；方案二前端采用压力管提升，使得压力提升后端重力管埋深大大降低，土方开挖、回填及管沟支护的工程量较之方案一大大减少，直接工程费约为153.22万元。

方案二雨污水均采用压力管过渡，方案实施的过程中应考虑过渡期间水泵运行过程中的电费、设备维护、专人值守等费用。根据框架桥施工工期安排，框架桥施工期为2010年10月至2011年2月，施工工期为5个月，污水泵耗电量为216000度；根据合肥市多年气象资料，查阅合肥市年平均降雨量及降雨天数，施工期处于降水低值的时间段，降雨天数约22天，根据压力管过渡选择的雨水泵，耗电量为327360度；雨污水过渡期总耗电量为543360度。合肥市工业电价为0.91元/度，电费约为45万元。方案二总费用约为198.22万元。

3结语

管线迁改与保护已成为铁路建设施工中控制工期、影响工程风险的重要因素之一，因此现状排水管线迁改的方案可行性、迁改工期、迁改费用、迁改的顺利实施在各个方面直接制约主体工程建设的进度，应充分考虑管线迁改的迫切性和重要性，结合各类管线特点，前期做好地下管线迁改的资料收集、分析工作[5]。同时在后期迁改的过程中应加强现场安全、施工管理，确保迁改的顺利实施。

参考文献

[1]储柱全，合肥南环线铁路中地下管线迁改工程总承包的组织实施[J].铁道建筑，2012,1（3）：127-129.

[2]孟凡良，徐辉，深圳地铁3号线施工中管线迁改设计[J].城市道桥与防洪，2011,11（11）：117-118.（11）：117-118.

[3]中华人民共和国建设部，GB50014-2006室外排水设计规范[S].北京：中国计划出版社，2011.