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采用组合式贝雷架保护天然气 管道的关键技术 Ke y Te c h n o l o g y f o r Pr o t e c t i o n o f Na t u r a l Ga s Pi p e s b y Co mb i n e d B a i l e y Fr a me s 张少波 肖必建丁齐国 向东 李根海 中建七局 上海 有限公司上海 2 0 1 8 1 2 摘 要 为了保护西气东输天然气管道安全，在施工时，通过采取组合式贝雷架施工技术，成功实现了天然气管道原位 保护，也为以后类似工程提供参考借鉴。 关键词 组合式贝雷架西气东输天然气管道关键技术研究 中图分类号 U 4 5 ／ 文献标识码 B 【 文章编号】1 0 0 4 1 0 0 1 2 0 1 2 0 4 0 3 5 4 0 2 1 工程概况 上海辟筑阿克苏路穿越 G 1 5 0 1 道路桥梁及配套工程的 南侧地道 A 1 段基坑开挖深度达到了 1 1 m 。基坑北侧紧靠 G 1 5 0 1 道路 中央分隔带 ，且基坑施工时 ， G 1 5 0 1 北幅道路要 满足通 车要 求 ，同时基 坑南侧 有 1 根从 西 向东方 向的 8 1 3 m m天然气管道 图 1 。 西气东输管线 自 2 0 0 4 年 1 2 月 3 O日全线运营以来 ， 地 道下穿 4 , 8 1 3 m m西气东输天然气 管道保护工程在全国尚 属首次。 在没有类似施工经验可借鉴 的基础上 ， 对隧道下穿 西气东输天然气管道保护工程施工中必须 用到的、遇到关 键技术进行深化研究和总结 ，可以达到指导同类工程施工 的目的。 _ 城 一一一 两 路 憾 l ； l。 辅 道 一 ．一 ‘ J l { 1 l 一 ⋯ ⋯ 一 ． L●l- l i { 一一 一 ’1 图 1 本工程平面位置示意 2 西气东输天然气管道性能指标 本天然气管道为西气东输上海段主管道 ，是供上海宝 钢、 上钢五厂和石洞 口华能电厂及上海闵行、 长宁、 普陀、 嘉 作者简介 张少波 1 9 8 0 一 ， 男 ， 本科 ， 工程师 。 作者地址 上海市曹安路 3 0 5 5 号 2 0 1 8 1 2 。 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 2 0 3 5 4 l 2 0 1 2 4 B m 曲 l g 定、 宝山地 区居民用气 的。本管道为单线 ， 不能关闭。 经天然气 管理单位现场交底 ，得 出天然气管线内径 8 0 0 m il l ， 内压 6 ． 0 M P a ， 每次沉降或上浮不得超过 2 m m ， 累 计 沉降 不得 超过 8 m m ，天 然气 管 道 为钢 管 ，外 直 径 8 1 3 m m ， 壁厚 1 5 ． 9 m m， 每 m质量为 3 1 2 ． 6 k g ， 变形必须 严 格控制。 3 拟采取的保护方案 采用在天然气管线上搭设组合式贝雷架便桥 ，利用桥 结构 吊装下部包裹天然气管线的箱体 ，施工天然气管道下 面的隧道结构。 4 关键技术 4 ． 1组合式贝营架施工技术及吊架软回填充加固技术 在地道土方开挖时 ，需对 西8 1 3 m rr l 天然气管线进行 重点保护 ， 方案为 采用在天然气管线上贝蕾架便桥 ， 利 用 桥结构吊装下部包裹天然气管线的箱体。本方案的实施是 整个天然气管线的重点。 4 ． 2 桩基施工对天然气管线的保护技术 4 ． 2 ． i 天然气管线周边涉及的桩种类 a 本地道施 工由于采用大开挖技术 ， 此处 C 1 0节基坑 围护采 用 西8 0 0 m m S M W 工法桩 内插 7 0 0 m m x 3 0 0 m m x 1 3 m m2 4 m m H N型钢 ， 型钢长度为 2 3 ． 5 m 。 b 由于天然气管道两侧 2 ． 4 m范围内不能施工 S M W 工法桩 ， 原设计采用的压密注浆进行土体加固 ， 经我方分析 论证， 改用 西 8 0 0 m m高压旋喷桩。 c 为防止地道结构沉降引起天然气管道的沉降 ， 设计 采 用在地道底板以下厚 3 m的水泥土搅拌桩进行加固。 d 为了保证地道结构不上浮威胁天然气管道 ， 我方建 议设计在地道结构底板下增加了 2 5 根 8 0 0 m m钻孔灌 注桩。 4 ． 2 ． 2 施 工难点 及 对 策 1 所面临的难点一 由于 S M W 工法桩桩长为 2 3 ． 5 m ，一般的履带式三轴搅 拌桩机根本无法达到此深度 ， 只能选用步履式桩机。 步履式 桩机 自重达 1 6 0 t ，而基坑东侧天然气管道的埋深达到 了 5 m ， 5 m埋深范围内桩机钻杆若不垂直 ，将碰到其天然气 管道， 所以必须开挖样洞 ， 摸清楚天然气管道 的具体位置后 才能施工。 由于上海地质条件为软弱土质， 开挖深 5 m的样 洞必须放坡开挖 ，为此造成样洞开挖后步履式桩机将无停 机位置 ， 或者停机后样洞塌方 ， 造成工法桩机倾斜倒塌 ， 造 成机械事故。 对策 此处工法桩施工前 ， 先人工开挖样洞 ， 将天然气 管道暴露 ， 测定其标高和位置 图 2 ， 用钢抱箍抱紧天然气 管道 ， 在抱箍上设钢立杆直到地面， 立杆外侧套 D N I O 0 m m P V C 塑料套管 ，高度同钢立杆 ；然后在天然气管每边外侧 3 0 0 m m的距离各设立整体 1 0 0 m mx 1 0 0 m m角钢 ，直到地 面后回填土方并用经纬仪观测 ，确保钢立杆和角钢的垂直 度 ，以便后 期观 测数据 准确 ，土方 回填到原 地 面标 高 4 ． 0 0 0 m 压实 最后将工法桩机移机到位。开始施工前必 须用经纬仪对工法桩机钻杆进行垂直度校 正，其后开始下 钻， 在下钻的过程 中， 派专人用经纬仪对桩基钻杆垂直度和 所埋设的 1 0 0 m m x 1 0 0 m m角钢进行观测 ，若发现钻杆不 垂直立即校正 、 若发现角钢位移应立即停机 ， 钻头在通过天 然气管标高前 ， 须 以慢档钻进 ， 以确保天然气管道的安全。 2 所面临的难点二 在天然气管道两边 ， 为 了确保土体稳固， 密插 2排型钢 图 3 。而 S M W工法桩施工为了保证围护的止水效果， 必须 进行套打 ， 若前组桩打设完毕后 ， 立即插入型钢 ， 那后组桩 根本就不具备套打的条件 ， 且后组桩也无打桩的工作面 ， 若 要全部钻孔完毕后在插入型钢，天然气管线处又不允许快 档钻进 ， 先期钻进的孔位将面临水泥土凝固的危险 ， 造成型 钢插不进去。 对策 先期施 工基坑外 围素桩 ， 按施工需要插入型钢 的桩孔 ， 并按规 范要求进行慢档套打 ； 待套打完成后 ， 对需 要插入型钢的桩孔进行复钻 ； 复钻采用快档 ， 快速钻 完后 ， 立即插入型钢。 一 图 2 测定天然气管道标高位置 图3 密插型钢区域示意 4 ． 3 大型施工机械跨越天然气管道的保护 4 ． 3 ． 1 现场 条件 根据地道 A 1 节、 C 1 0 节施工需要 ， 施 工时有一条施工 便道需要跨越本煤气管道 ，因此常有大型机械和重型汽车 在便道通过 ， 为此应采取必要的保护措施。 4 ． 3 ． 2 具体 保 护措施 1 混凝土便桥 在施工便道过天然气管道上方设置 1 个混凝土便桥 ， 便桥宽度为 6 m ， 便桥长度为 5 m 。为了增加便桥的刚度和 整体稳定性 ，减少沉降，便桥 2 端设置 2 根宽 5 0 0 m m ， 高 6 0 0 m m的钢筋混凝土梁 ， 混凝土梁坐落在夯实的便道路基 上 。桥 面板 为厚 2 5 0 m m的 C 3 0混 凝 土 ， 内配 纵 向 2 0 m m 2 0 0 m m 、 横向 1 4 m m 2 0 0 m m的钢筋 图 4 。 便桥在混凝土强度达到 1 0 0 名后才能允许车辆通行 ， 便桥在平时使用时 ， 要加强监测 ， 主要检测其变形和沉降。 2 步履式桩机 J B 1 6 0进出场 步履式桩机 J B 1 6 0为现场需要跨越天然气管道质量最 大的机械 。桩机进场时采用解体分别运过 天然气管道后再 进行整体拼装 ； 出场时也采用现场解体 ， 分块运输的办法进 行 ， 以确保天然气管道的安全 图 5 。 图 4混凝土便桥 图 5 步履式桩机进 、 出场 3铺设道板箱 在施工机械或汽车需要通过天然气管道的地方铺设道 板箱 ， 把对管道的压 力分解到管道两边 的土体中 图 6 。 图 6 铺设道板箱 5 结语 为保护西气东输 天然气 管道采取的跳跃式 吊装 、 组合 式贝蕾架施工技术， 以及使用有效的施工监测手段 ， 使天然 气管道在有效位移和沉降范围内， 保证整体施工效果。 参考文献 [ 1 ] 顾晓婷， 张宏， 王国丽， 等． 大 口径天然气管线穿越断层 的管沟设计研究f J 】 ． 天然气工业， 2 o o 9 8 1 o 6 1 o 8 ． 建筑施工 第3 4 卷 第4 期J 3 5 5