燃氣管線懸吊保護施工技術

高越

（中鐵十八局集團第一工程有限公司 河北涿州 072750）

1 引言

工程施工中不可避免會遇到燃氣管道阻礙，本文以實際管廊明挖區間工程為例，結合工程實際施工特點，分析了懸吊法的主要工藝，主要對其工藝流程要點展開了深入的探討，從安全性、操作性、經濟行等總結燃氣管線懸吊保護施工技術，降低因施工不當造成的風險隱患，可為今后類似工程提供借鑒。

2 工程概況

石家莊市匯明路地下綜合管廊建設工程位于石家莊市西南（南北方向為規劃吉恒街，東西方向為現狀匯明路）。項目起自槐安路，至清水街止。綜合艙主體全長6 975 m，共包含3 種標準斷面，設有電力艙、綜合艙、熱力艙、污水艙、燃氣艙。

本段設計管廊為4 艙和5 艙(友誼大街～紅旗大街街5 艙、紅旗大街～清水街4 艙)，廊體凈寬度分為：15.9 m、19.5m 兩個寬度。

通過現場調查，位于人民醫專學校食堂南側埋設有眾和燃氣管線，該段由燃氣井引出2 條DN150、PE 材質燃氣管道，大體東西走向，埋深現狀地貌以下1.5(低于冠梁標高以下10cm)。一條管線在里程5+346 處向北側延伸至豐河苑小區；另一條燃氣管道在5+356.8 處向南延伸，變為橫跨管廊結構方向(南北走向)，埋深由北向南逐漸變大，到管廊南側圍護樁處埋深為4.7 m，已侵入管廊結構內。影響施工里程范圍為5+334.8～5+356.8，影響施工范圍為約22 m。此段管廊結構跨度為19.5 m，圍護結構設計采用樁+撐明挖施工。如圖1 所示。

圖1 燃氣管道平面示意圖

3 懸吊保護方案

管廊基坑方向為東西，建設區域內煤氣管道方向大致也是東西方向，并侵入基坑范圍內，同時在5+356.8 里程位置煤氣管道走向從東西向轉為南北向并穿過整個管道的走廊結構，埋深由北往南逐漸變大，到管道的走廊南側圍護工程樁處埋深為4.7 m 左右，影響基坑土方開挖和管廊結構施做。因此須實施燃氣臨時懸吊防護。依據現場施工要求擬采取如下懸吊防護方法。該段懸吊保護平面圖見圖2。

圖2 懸吊保護平面圖

3.1 圍護樁施工

圍護樁在施工期間，通過人工開挖探溝，適當調整樁間距，避讓開燃氣管道進出基坑圍護范圍。

3.2 冠梁施工

由于燃氣管道與設計冠梁高程有沖突，冠梁采用鋼管抱箍保護燃氣方法，已對冠梁進行了澆筑。

3.3 燃氣管道懸吊

根據探明的燃氣管道走向、深度，繪制好明挖基坑范圍內燃氣平面布置圖。

采用架設鋼支撐為主楞承重，槽鋼為次楞加鋼絲繩懸吊25#槽鋼兜底燃氣管道，吊點間距2 m。

（1）根據現場基坑寬度拼接鋼支撐，每道鋼支撐長度為21.7 m。然后將鋼支撐吊裝橫跨在冠梁上方，在鋼支撐下方墊兩塊10*10 方木。鋼支撐布設間距分別為4.3 m，4.2 m，6 m 和5.3 m。鋼支撐兩端需伸出冠梁外側各1m，在冠梁上電鉆鉆孔，并預埋膨脹螺栓(3M25)，用金屬箍(50*4 的鋼板)將鋼支撐包裹固定，同時用方木填充鋼支撐與抱箍之間的間隙，以固定鋼支撐使其不發生滾動。鋼支撐安裝示意見圖3。

圖3 鋼支撐安裝圖

（2）破除現狀燃氣檢查井1 座，破除前為防止破壞燃氣管道及閥門，先用沙土將檢查井回填至井頂部，空壓機破除預制混凝土井蓋，人工破除四周磚砌井室。

（3）人工開挖探溝燃氣管線至管底位置，并將管道周圍1.5 m 范圍內土方均人工開挖至此標高。開挖時注意保護管道外皮，當挖至管線底部時，掏一個20cm 左右的小洞以保證承托槽鋼能夠穿過。

（4）安裝25#槽鋼至鋼支撐上，與鋼支撐焊接到位。為保證槽鋼連接處的穩定，在槽鋼端頭部位分別焊接兩根Φ25 鋼筋作為固定支架。槽鋼之間的接頭使用剛性連接方式，應嚴格控制焊縫質量，充分保證槽鋼接頭處連接可靠牢固。

（5）懸吊之前，在燃氣管道外側包裹一層防火巖棉。防火巖棉纏繞一圈，將管道嚴密封裹。

（6）吊點間距計算

鋼絲繩懸吊主要承受拉力為底部槽鋼重量，燃氣管道材質較輕，計算時取安全系數為1.5。

a.Φ10 鋼絲繩破斷拉力為4 700 kg，根據鋼絲繩使用安全系數規定要求取安全系數為7，則單股鋼絲繩破斷力為671 kg。

b.25#槽鋼每米質量為31 kg，懸吊總長度為44 m，取安全系數為1.5，則懸吊總重量為2 046 kg。

c.按每2 m 設置一個懸吊點，吊點數量N為23，則每個吊點鋼絲繩承受應力為q=F/N=2046/23=89 kg。671 kg＞89 kg，則2 m 一個吊點，鋼絲繩承受力滿足要求。

（7）燃氣管道采用25#槽鋼下部兜底，避免出現斷裂，在槽鋼側面鉆Φ12 孔，用10 mm 鋼絲繩懸吊槽鋼將其與鋼管支撐連接牢固，每側鋼絲繩開口處用3 道鋼絲夾鎖死，鋼絲繩吊點間距為。管線懸吊立面見下圖4 和圖5。

圖4 管線懸吊立面圖

圖5 管線懸吊立面圖

（8）在鋼支撐與燃氣管道外圍采用10#槽鋼封包進行剛性保護，防止大風和碰撞等情況發生導致燃氣管線破壞。槽鋼之間連接采用焊接，上部與鋼支撐進行焊接，布設間距為3 m。剛性保護示意見圖6。

圖6 剛性保護示意圖

（9）下部土方開挖時先挖除燃氣管線南側土方，待燃氣管道出露后挖機緩慢倒挖其下部土方，待開挖到距離管線一定距離再開始正鏟開挖。

3.4 施工質量保證措施

（1）管道懸吊的施工結構，應經監理機構檢驗和管道所有權方的主管部門審查通過，后方可開展下一步土方施工；（2）為了確保預埋件的與工字鋼連接良好，為了防止發生安全事故必須先由技能較好、有證書的人負責連接，并對焊接的槍機進行了仔細檢查，最后再由項目部的專職質檢員檢查；（3）在線路兩側1.5 m、頂部50 cm 范圍內進行人工開挖，避免因開挖碰觸線路而產生損傷；（4）施工過程中定時檢測管道的狀況，包括管道是否有損壞，管道高度是否有變動及有無出現水位移動。

4 管線保護及監測措施

4.1 管線保護措施

（1）管道懸吊保護項目開展前向管道產權機構提交保護的書面申請，并將具體方案對有關施工人員作出詳盡的說明；（2）在管道懸吊及維護項目開展時應對參加過該項目施工的人員，作出“維護公共事業管道必要性及破壞公共管道危害”的知識宣傳教育工作；（3）施工過程中對可以發生意外狀況的場合，裝備好搶險儀器做好防患于未然；（4）如果出現管道破裂事故及時根據報告程序向上級部門或者施工單位報告。同步告知管道產權單位及有關部門主動參加搶修工作；（5）對人為因素引起的破壞地下管道事件按照“四不放過”的原則加以解決。

4.2 管線監測措施

4.2.1 監測內容。(1)管線高程；(2)管線是否損壞。

4.2.2 沉降監測點布置。在懸吊管線工字鋼上距冠柱一米處設置一個沉降觀察點，各道槽鋼板均布設，控制變形在10mm 之內。

4.2.3 測量方法。采用精密水準測量方法?；c與附近水平點聯測取得初始高度。第一次觀測應對測點連續三個觀測，三個高程之差應等于±0.5 mm，取平均值為初始值。

實施階段做好對懸吊管線變形的檢測工作，并將檢測情況及時上報到有關單位。當管道變形或增大后要及時分析原因，并采取相應方法加以解決。目前通常采取的辦法包括：(1)逐步增大吊點位置，(2)架設斜支撐。

6 產生的效益

燃氣管線懸吊保護施工方案，在安全的前提下，加快了施工進度，保證了工程的質量，同時為項目創造效益。本項批準簽證金額82 萬元，產生效益約20 萬元。

7 結語

總之，燃氣管線懸吊施工中，要特別重視施工質量和安全，必須嚴格遵循施工工藝流程，精準掌握質量控制要點。同時還需要提高施工人員技術和素質，從而保證施工效果和工程建設安全質量。