王守德

上海城建市政工程（集團）有限公司 河南 鄭州 450000

引言

基于本車站位于老城區(qū)，車站圍護結(jié)構(gòu)地連墻施工期間，熱力管道已進行臨時切斷，在車站冠梁支撐完成后，在新路由位置恢復管道，因工期7天內(nèi)完成懸吊要求，在結(jié)構(gòu)施工期間進行懸吊保護。為保證車站順利施工，解決便捷管線懸吊施工技術(shù)問題，項目采用“便捷法”懸吊大直徑高壓管線技術(shù)來解決此難題[1]。

1 工程基本情況

城東路站是鄭州市軌道交通3號線一期工程的第十二個車站主體結(jié)構(gòu)外包長度為167.0m。城東路站為地下三層島式站臺車站，車站主體結(jié)構(gòu)長約167m，標準段寬22.5m，站臺寬13m，車站標準段基坑深約23.54m。車站覆土埋深3m。

根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)查，在車站中兩根熱力管線橫穿基坑上方，為鄭州市市區(qū)主干熱力管，管道外徑為900mm的鐵質(zhì)管道，2根，壓力16兆帕，流速3m/s，其中管道內(nèi)徑720mm，保溫層180mm，管道壁厚8mm。管頂埋深1.7m，距離頂板結(jié)構(gòu)360mm。影響城東路站圍護結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)施工?？缁?2.5m，需要懸吊保護長度22.5m。

2 管線懸吊施工情況調(diào)查

周圍地面自上而下依次由人工填土層、砂質(zhì)粉土填土、第四系全新統(tǒng)沖洪積層構(gòu)成，地下水埋深8.1m。

現(xiàn)有橫跨基坑的兩根管線埋深在1.7m，位于冠梁下方，侵入冠梁0.3m，熱力管道鐵質(zhì)，強度高，壓力高，韌性好。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，此類管線采用傳統(tǒng)軍用梁方法與冠梁標高沖突，且工期緊任務(wù)重，需施工兩端承臺無法成功實現(xiàn)，通過實際情況分析，若采用混凝土撐懸吊，無支撐空間和施工工期。

為確保管線懸吊施工，選擇橫梁為工字鋼懸吊施工，支撐梁間托架支撐保護技術(shù)，在本車站運用解決此類問題。

3 懸吊方案設(shè)計

本站共有2根熱力主管線橫跨車站，管道南北向跨車站懸吊保護，項目決定對熱力管線采取原管線就地車站支撐梁間托架支撐保護的辦法。熱力管兩側(cè)懸吊支墩為支撐梁上，且梁下有格構(gòu)柱，需新增東西方向5條鋼縱梁。固定支撐梁上，南北向熱力管道上方為I45a雙拼工鋼放置在東西方向工字鋼梁上[2]。

4 “便捷法”雙排大直徑高壓管線懸吊技術(shù)

4.1 管線懸吊技術(shù)

南北向需懸吊保護熱力管線，懸吊縱梁采用I 45a雙拼工鋼，單根長度9m（支撐間距）間距4.5m，管道上方橫梁采用45a工字鋼，橫跨基坑上部，使用直徑18mm鋼絲繩每隔1m懸吊一處[3]。

4.2 施工技術(shù)措施

4.2.1 施工前，開挖探溝探明熱力管道在施工場地的具體位置，深度?，F(xiàn)行進行截斷處理，因工期較緊張，施工地連墻完成，熱力管道鋪設(shè)完成，施工冠梁支撐。

4.2.2 對冠梁施工期間，對管線進行包裹3mm橡膠層保護，保護空間為管道直徑+5cm，防止冠梁擋墻阻礙熱力管線熱脹冷縮，對管道造成破壞。

4.2.3 懸吊前首先要清除管下放積土，使用磚砌立柱做支撐點，管線上方覆土清理采用人工開挖方式進行，禁止使用機械開挖。

4.2.4 縱梁采用雙拼45a工字鋼雙拼連接采用10*10鋼板2m間距，連接方式焊接。

4.2.5 兩側(cè)支墩采用鋼板+槽鋼連接，鋼板使用M12膨脹螺栓固定在支撐梁上。

4.2.6 現(xiàn)場焊接焊縫必須飽滿，施工完成安排專人檢查焊接質(zhì)量。

4.2.7 管道、橫梁和懸吊鋼絲繩之間必須使用1cm橡膠布作為緩沖，嚴禁直接懸吊。

4.2.8 為確保施工期間中壓熱力管變形不超過規(guī)定允許值，加強現(xiàn)場監(jiān)測。監(jiān)測點結(jié)合產(chǎn)權(quán)單位及相關(guān)規(guī)范要求布置，一般在懸吊熱力管線托架上每隔3m設(shè)一個沉降觀測點。

4.2.9 在懸吊管線兩側(cè)設(shè)置圍護欄桿并懸掛嚴禁翻越、禁止通行警示牌以及黃色安全標志牌，在混凝土梁兩側(cè)安裝LED警示燈，防止施工時機械碰撞。

4.2.10 車站結(jié)構(gòu)施工完畢后，在對該管道進行原位原狀恢復。

4.3 受力驗算

鋼材彈性模量E=2.06×105 N/mm2；普通Q235鋼材強度設(shè)計值：

抗拉抗壓和抗彎f=215 N/mm2，抗剪.ft=125 N/mm2；普通Q235鋼材撓度變形允許值[w]=L/400；I 45a工字鋼密度：94.5 kg/m。

支架結(jié)構(gòu)驗算

材料自重計算

熱力管道直徑720mm，壁厚10mm鋼管自重175.097kg/m，兩根空管重1.96t，管跨度1m，每延米水重0.4t，總重10.96t，即F1=10.95kN。

I 45a工鋼80.4kg/m，工鋼單根長22.5m。

F= F1+ F2+ F3=90.6 kN

45a#工字鋼計算過程

荷載： 鋼管荷載q1=1.75N/mm

鋼管內(nèi)滿載水時荷載q2=4N/mm

荷載組合（考慮到壓力的沖擊力，按照1.4倍系數(shù)則）：

Q= q1+1.4 q2=1.75+1.4×4=7.35N/mm。

鋼絲繩按照每2m均布布置，受力為集中荷載，集中荷載力

P=7.36×2000=14700N/m。

M=Pl/4=147000×1400/4=5.2×106N.mm。

查型鋼鋼絲繩表知工字鋼截面性質(zhì)：I=2170×104cm4，W= 1430000mm3。

強度σ=M/W=5.2×106/1430000=3.6MPa＜f=210 MPa。

變形ω=Pl3/48EI=4500×14003/48×5.2×106×2170×104=0.0148mm=1/675＜2/400=5mm，滿足要求。

結(jié)論：采用鋼絲繩受力滿足要求[4]。

5 管線保護組織管理措施

成立管線保護領(lǐng)導小組，組長由項目經(jīng)理擔任，確保施工期間各種管線的安全；

貫徹鄭州市有關(guān)管線保護條例、辦法和制度，指派專人負責管線保護工作，落實層層管線交底制度，雙監(jiān)護辦法，現(xiàn)場懸掛“管線保護十不準”等管線保護警示牌，加強施工作業(yè)人員的教育，提高管線保護意識，制定一系列有針對性的切實可行的保護措施，確保施工區(qū)域內(nèi)管線安全無恙，施工正常進行；

加強和產(chǎn)權(quán)單位溝通配合工作；

現(xiàn)場交底明確管線的位置埋深與地鐵基坑的關(guān)系，安排人員在現(xiàn)場配合管道產(chǎn)權(quán)單位開挖探坑、查明信息管道準確位置；

與施工勞務(wù)分包單位簽訂《施工安全協(xié)議》，對施工現(xiàn)場定期進行巡視、檢查，對發(fā)現(xiàn)有違反信息管道安全的行為權(quán)屬單位有權(quán)制止，直到停止施工工作；

設(shè)專人看管，值班人要有高度的責任心和自覺性，要樹立安全意識，確保管道及其附屬設(shè)施的安全。

6 施工監(jiān)測

由于管線自身變形、懸吊支托裝置變形、頂板上基坑回填土、圍護結(jié)構(gòu)變形等原因，引起管線沉降超過允許值，將進行調(diào)整，調(diào)整前請專家分析確定，嚴禁現(xiàn)場私自調(diào)整管道高程；

懸吊期間調(diào)整采用懸吊螺栓直接進行調(diào)整；

管線調(diào)整時請熱力公司監(jiān)護人員現(xiàn)場監(jiān)督。

預警值結(jié)合熱力管線保護規(guī)范要求結(jié)合現(xiàn)場實際情況設(shè)定，監(jiān)測各工序施工期間每天沉降數(shù)據(jù)、沉降速率及累計沉降數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)每天報熱力公司、監(jiān)理、第三方監(jiān)測單位、建設(shè)單位等，并將日數(shù)據(jù)、累計數(shù)據(jù)以及沉降速率與設(shè)計允許變形值進行比較，以便指導施工及時加固。

7 結(jié)束語

根據(jù)實施方案管線的變形符合產(chǎn)權(quán)單位和相關(guān)規(guī)范要求，保證了車站的正常施工，通過該設(shè)計方案和相應(yīng)的施工措施成功實施，證明了“便捷法”懸吊大直徑高壓管線的穩(wěn)定；同時，鑒于管線的懸吊的便捷性、簡易性效果，可隨時懸吊大直徑高壓管線作業(yè)，有效應(yīng)對施工中管線懸吊困難的風險；最后，“便捷法”雙排大直徑高壓管線懸吊技術(shù)，在地鐵施工中適用范圍廣。為今后城市軌道交通施工大直徑高壓及其他類型的管線懸吊保護提供了借鑒經(jīng)驗。