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1、跨地铁车站次高压燃气管带气原位支托保护施工工法中铁五局三公司深圳地铁5号线太安站 卢胜华 1、前言 在城市修建地铁车站时，不可避免需进行大量市政管道改迁，当不能改迁时则采用原位保护，但对横跨地铁车站的次高压燃气和高压燃气管等高风险源管道进行较大跨度的原位带气支托保护时，施工难度更大，风险更高，必须采取绝对安全可靠的施工方法确保施工期间管道运营安全和周边生命财产安全。全球曾发生过多起因施工不当造成城市天燃气管道漏气爆炸事故，教训很深刻。 深圳地铁5号线太安站是位于深圳市罗湖区东晓路上的三层换乘站，周边房屋密集，次高压燃气管道正位于该车站中部的交通频繁的布心路北侧绿化带下，跨车站时中间有一折线拐点
2、，要对该管道进行原位带气支托保护，在没有类似施工经验的情况下（曾有跨河、公路的燃气保护桥，但其是先施工再通气，没有安全风险），原位带气支托保护工程施工期间要保证高压燃气管道正常运营和周边生命财产安全是一项创新的重大的技术难题，是当时政府和地铁公司重点关注项目。 中国中铁五局虽从未做过类似高压燃气管道保护工程施工，但通过自主创新，积极配合设计单位的施工图设计，咨询燃气专家，自定详细施工方案并组织实施，安全顺利完成该次高压燃气管道原位带气支托保护工程的施工，形成了跨地铁车站高压燃气管道原位带气支托保护施工工法。由于该工法在高压燃气管道原位带气支托保护安全控制方面效果明显，技术先进，具有明显的社会效
3、益和经济效益。2、工法特点2.1、利用贝雷片组合梁桥对横跨地铁车站的既有（次）高压燃气管道进行原位带气悬吊、支托保护，能有效避免在繁华城区的（次）高压燃气管道停气改迁或带气迁改给社会造成非常大的负面影响和安全风险（因为，停气改迁不像停水改迁几个小时就能完成，而是要经停气、降压、燃放气、驳接、氮气置换、增压、通气等多工序作业至少10天，给20万居民和商业用户造成社会影响很大；带气改迁，鉴于深圳塘朗车辆段高压燃气管带气改迁施工过程中动用了大量的社会资源，在改移过程中，交通、消防、急救、公安、政符相关职能部门等均采取应急措施，并现场值班，且需疏散周边150m内的居民，再加上一次恢复迁改，负面影响和风
4、险更大）。2.2、利用本工法的三次支托转换技术，加上变形监测和变形调整技术，能确保（次）高压燃气管道原位带气支托保护工程施工安全，保证高压燃气管道正常运营安全和周边生命财产安全。2.3、采用钢箱涵内填充珍珠岩以及包覆聚氯乙烯泡沫管壳，确保了（次）高压燃气管保护期间完全裸露时的安全，避免了太阳直射引起钢管焊缝处较大的温差变形而带来的安全风险。2.4、本工法从经济投资方面分析，比改迁（无论是带气迁改还是停气迁改）总投资要小很多。3、适用范围 繁华城区既有（次）高压燃气管因长距离改迁或短距离改迁和恢复存在较大安全风险和耗费很大社会资原时，需采取临时架空原位带气支托保护工程的施工。4、工艺原理4.1、
5、利用支撑在距车站围护结构约5m以外一跨简支梁形式的两片三排单层加强型（TSR 双弦杆）贝雷架组合桥，作为支托保护桥主要受力构件，两片梁之间采用型钢上、下横梁连接，上、下横梁是悬吊支托直接受力构件。每片贝雷架组装好后进行预架设，并检查挠度值30mm。4.2、一次悬吊、支托转换，人工间隔掏挖管下土体，安装一序悬吊、支托体系，掏挖剩余管下预留土墩，安装二序支托体系，将（次）高压燃气管道完全转换到支托保护桥上。4.3、二次支托转换，待管下车站主体盖挖顶板（对于其他工程来说指全部主体结构）完成后，设置临时素混凝土支墩，墩顶通过支托体系与管道传力后，拆除上述保护桥和支托体系，将（次）高压燃气管道完全转换到
6、主体结构上。4.4、三次支托转换，待回填到（次）高压燃气管顶，再掏挖临时支墩处回填砂，拆除支托体系，继续回填，恢复原状。5、施工工艺流程和操作要点 5.1、施工工艺流程 施工工艺流程参见图“5.1 次高压燃气管原位带气支托保护施工流程图”图5.1 次高压燃气管原位带气支托保护施工流程图一次支托转换施工二次支托转换施工管线人工探查支座安装及贝雷梁吊装安装上横梁、保护箱底板、管线悬吊安装下横梁、管线支托二衬盖板及挡土墙施工临时支墩施工、支托转换保护桥拆除位置与设计是否相符是否单片单层三排贝雷梁拼装回填至管顶及包封箱涵施工盖挖段主体结构顺作拆除临时支墩下管托及木垫施工准备全程管线监测保护桥基坑开挖(
7、预留管周土体)设计调整上、下横梁、保护箱及管托加工管道两侧地连墙、盖挖中立柱、桩基及桥台施工原保护箱涵破除间隔掏挖管下土体管下剩余土体掏挖拆除燃气管下给水钢管保护箱安装及填珍珠岩基坑开挖及管下连续墙逆作回填及恢复原状三次支托转换施工5.2、操作要点 5.2.1、燃气管线位置人工探查根据施工图示的高压燃气管位置详见“图5.2.1次高压燃气管原位带气保护平面图”，进行管线实地放样工作，然后每隔10m距离及拐点处采用人工开挖探沟进行管线探查，探沟人工开挖时采用铁锹进行开挖，挖到警示板后应特别小心清土，直至露出管道为止，严禁采用挖机等机械和锋利尖锐工具进行开挖。然后测量管道中心线三维坐标并引至两侧地面
8、、做好标识，管线上方土体回填，将两侧标识引至管位。若查明管位与设计图纸不符时，及时联系设计、监理和业主单位现场查看，共同确定调整方案后再施工。主要是确定桥台孔桩位置。桥宽根据实际情况调整，确定方案后并立即组织施工。搅拌桩三排单层贝雷片梁桥单桩承台、型钢拉杆连接600高压喷桩已施工的一次盖挖段顶板待施工的二次盖挖段顶板次高压燃气管道图5.2.1次高压燃气管原位带气保护平面图5.2.2、管道两侧地连墙、盖挖中立柱施工要求深圳市然气管道设施保护办法第九条规定的“次高压安全保护距离为管线边缘外2.0米”是指在次高压燃气管线周边开展其他工程，而非指针对保护该管线工程的保护距离；根据专家意见，允许施工安全
9、距离缩短到保护设施边缘，使主体围护结构缺口尽可能小，利于主体围护结构封闭。故该管两侧地下连续墙施工至管边缘50cm。 为防止围护结构冲孔施工对管线造成挤压和震动破坏，在管线两侧地下连续墙施工前，先人工挖孔至管底1m，然后在管线两侧埋入90*450*2cm厚钢板，钢板上部与导墙钢筋连结，并在管道上方覆盖钢板防止重物坠落砸伤管体，如下图所示“图5.2.2 围护结构施工期间管线保护图”。500mm导墙保护钢板地连墙工字钢接头5.2.2围护结构施工期间燃气管线保护平面图次高压燃气管地下连续墙施工时应做到：紧靠燃气管两侧的孔采用人工开挖至管底下1m，防止冲孔时土体挤压管道；两侧围护结构施工时先采用旋转钻
10、机或旋挖钻机将土质部分成孔，其余采用冲击钻成孔。冲孔时采用小行程进行冲孔，每次提升控制在11.5m，并根据周边震动情况进行调整。中立柱冲孔时要求同地下连续墙冲孔成槽。地连墙和中立柱施工工艺本文不细述。5.2.3、支承桩及桥台施工1）桩基施工桩基采用冲击钻成孔，孔桩开孔前先采用人工探挖，开挖并护壁至管线下方1m，然后再进行冲孔。要求土质部分采用小行程冲孔，岩层已在地面下18m，可采用较大行程冲孔，小行程为11.5m，并根据地面震动情况调整行程及频率，保证管线安全。2）桥台施工桥台土方采用人工分层开挖，因开挖深度达4米，坑顶有施工动荷载，开挖前在桥台基坑三侧施工深10m、宽2.4m水泥搅拌桩，管线
11、下方采用木制挡板进行支挡，保证承台基坑周边土体密实，同时搅拌桩施工过程中震动小，可有效减小对管线的绕动。型钢拉杆在安装桥台钢筋前先吊装到位，吊装时用拉绳拉住以防碰撞燃气管道，尽量不要跨越次高压燃气管道。5.2.4、保护桥基坑开挖次高压燃气管两侧5m范围的混凝土路面采用人工风镐破除方法开挖。再人工开挖保护桥基坑至燃气管保护箱顶板，两侧开挖到梁底标高，由于下横梁要水平穿入，需在北侧开挖作业基坑，见下图5.2.4 。作业坑图5.2.4保护桥基坑开挖示意图一次盖挖挡土墙 5.2.5、包封箱涵破除（如果有）因管线位于道路下方，前期对管线进行了包封，包封混凝土破除采用人工配合风镐破除，破除前打开盖板，破除
12、时风镐方向向外倾斜，防止风镐凿破燃气管。 包封钢筋切除严禁采用明火切割，需采用铁钳切割钢筋。破除时如造成管线暴露，应及时采用沙袋或麻袋覆盖。图5.2.5包封箱破除 5.2.6、贝雷片梁制作与安装 1）、贝雷片梁拼装贝雷片租进场，贝雷片、销子、连接架等出厂合格证齐全，自验合格后，向监理工程师报验，经监理工程师验收合格，方可进行拼装。贝雷片梁拼装在现场进行，现场先按要求制拼装平台，钢梁拼装在平台上进行拼装，两侧共两片组合梁，单侧的三排单层贝雷梁在拼装台一次拼装完成。待钢桥基坑开挖完后用吊车吊至基坑拼装就位。2）、补充构件加工制作上横梁、下横梁、保护箱、型钢拉杆、管托、吊钩等补充钢构件可以在工地或工
13、厂加工。所有材料必须符合有生产厂家的生产合格证和材质单,并符合设计要求和现行标准的规定。3）、贝雷架梁吊装贝雷梁吊装时由于开挖基坑较宽，吊机臂倾斜较大，吊装位置较远，故采用一台160吨履带吊进行吊装（按吊车性能和吊件吨位进行了验算），吊装时低位吊装，吊件严禁跨越燃气管道上方，必须用拉绳定位顺管道方向平移推进。基坑开挖好后，清理桥台，要求桥台支座垫石面平整，放好定位线，安装支座板，再吊装贝雷架钢梁就位。待两侧贝雷梁全部安装完后，安装上横梁并与贝雷梁用U型螺栓固定在一起。由于支托保护桥有纵向坡度，安装结束后应安装纵向限位装置，在低端设置档块，即在低端桥端头设置1000*300*20的钢板，钢板与桥台背墙之间浇注C25混凝土填密实，高度50cm。图5.2.6-2次高压燃气管保护桥全景图5.2.6-1贝雷梁吊装 5.2.7、一次支托转换1）施工步序贝雷梁安装完成上横梁安装管线下方一序掏土开挖安装保护聚乙烯泡沫保护管线悬吊（安装底板1）安装底横梁支托施工一序施工完毕后进行二序掏槽施工安装底板2安装保护箱侧板回填珍珠岩保护箱顶板安装2）一次支托转换施工第一步：安装上横梁，上横梁间距3m，
