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【摘 要】 结合西安地铁一号线通化门站工程实例，叙述天然气管道悬吊施工工艺与施工要点，对天然气管道横穿基坑的安全性和实用效果进行分析，对同类管线悬吊保护有一定借鉴意义。
【关键词】 地铁；天然气管道；悬吊保护；应用
1 应用实例工程概况
西安市地铁一号线一期工程金花路站土建工程位于西安市金花北路与长乐路“十”字路口西侧。该站为地铁一号线与中远期地铁三号线的换乘站，两部分车站一次建成。整个车站呈“T”型布置，地铁三号线车站沿金花路南北方向布置，一号线车站延长乐路东西方向布置。根据专家建议以及西安市近期规划，车站1、3号线同期施工，分期运营。
车站共设置三个风亭，一号风亭位于一号线南侧，二三号风亭与三号线车站主体结合；车站共设置7个出入口，其中Ⅶ号出入口为预留出入口，其他出入口分别设置于金花路十字路口的四个象限，满足出入车站、疏散及过街功能。
2 管线概况
本车站天然气管道横跨一号风亭基坑，管道为PE管外套Q235螺旋焊缝钢管，管道内压力20Mpa。PE管道为DN315，SDR11管道；Q235钢管为DN500，壁厚20mm。跨度33.5m，在基坑开挖前需悬吊保护。
3 管线悬吊方法
基坑开挖时先采用人工挖土将管线暴露至管底上方10cm处，再将2根63b工字钢沿管道走向放置在天然气管线正上方，并固定在冠梁预埋钢板上。在工字钢腹板上焊接10mm厚宽100mm钢板作为横向支架，用Φ14钢筋（间距≤1.5m）作为吊绳，提住天然气管并与上部横向钢板用花篮螺栓相连，架空保护管道。管道底部采用6mm厚钢板带做套箍，与吊筋双面焊接，焊缝长度≥15cm。因基坑开挖跨度较大，管线悬吊时需要在工字钢梁跨中增加两根施工临时立柱，临时立柱按照原施工设计施工。
为确保天然气管道悬吊过程中的安全性，在施工及吊装过程中，必须考虑天然气管道、工字钢及各种配件自重，并按最不利因素验算：
设计悬吊管线重量：PE管径DN315，单位重27.02kg/m；螺旋焊缝钢管DN500，单位重236.75kg/m；燃气20Mpa，单位重0.123kg/m。
采用两节63b工字钢组合梁悬吊，63b工字钢截面特性：，，，每米重131.298kg。
工字钢组合梁两端放置在冠梁上，按简支梁考虑，需验算该组合工字钢梁的强度（最大跨度为19.4m），且受天然气管变形控制，还应验算该组合工字钢梁的刚度，查表知天然气管允许最大挠度。
1、计算模型确定
按简支梁模型，受工字钢自重、天然气管自重及天然气自重，按均布荷载考虑。
2、荷载计算
工字钢及天然气管自重为永久荷载，管内天然气为可变荷载，取永久荷载的分项系数为1.2，可变荷载的分项系数为1.4，管内天然气按满管时候考虑，则（，，，）。
3、组合工字钢梁强度验算
弯曲正应力验算：
（其中是截面塑性发展系数，对于该组合工字钢，取1.05）
梁满足强度条件。
4、组合工字钢梁刚度验算（即正常使用极限状态，不考虑荷载分项系数）
组合工字钢梁刚度满足要求
4 管线悬吊施工方法
1、土方施工
（1）经前期探查，天燃气管道埋深1.1m，上部0.8m采用机械开挖，确定天然气管道走向后，两向下侧开挖1.5m深。
（2）开挖至管道上0.3m范围后，采用人工开挖，确保管道露出安全。
（3）安装并焊接b63工字钢及横向联系梁后，进行人工开挖，掏槽，安装套箍。
2、工字钢施工
（1）采用两节19.4m工字钢焊接连接，确保焊接满足要求。
（2）開挖至管道上0.3m范围后采取整体吊装，安装就位，与冠梁预埋钢板焊接固定。
（3）工字钢采用50t汽车吊进行起重作业。
3、管道与工字钢连接施工
（1）工字钢安装完成后人工在天然气管道下间隔1.5m进行掏槽，安装已加工完成套箍。
（2）安装花篮螺栓及预制套环钢筋后，与工字钢进行焊接连接，在焊接过程中设置隔离挡板，使焊接火花不接触天然气管道，确保管道安全。
4、管道高度微调
在管道悬吊安装基本完成情况下，联系天然气产权单位相关专业人员对管道高度进行测量，确定管线高度，并通过花篮螺杆进行微调，直到达到管道合理高度。
5 监控测量
天然气管道横跨基坑净距33.5m，按照每10m布设一个点位，总共工字钢布设3个监测点位，分布于工字钢顶部。点位布设为10cm长钢筋头，一端刻有十字丝，采用极坐标法监测工字钢及相连天然气管道水平位置量，同时也采用水准测量监测管道的垂直沉降量。
在施工期间，应加强对管道的监测，并每天上报监测情况，如有遇到特殊情况，需立即上报项目部同时联系管道产权单位，并可利用花篮螺杆对管道做出合理调整，花篮螺杆调节范围在25cm以内，调节时需两侧同时调整，严谨单侧调整过大，引起局部受力不均造成管道损坏。
6 安全保障措施
1、施工期间加强管线变形的监测工作，并将监测结果及时报告给相关部门。一旦管线变形增大时，应及时分析原因，采取有效措施进行处理。
2、施工前对工人进行安全交底，施工中要有专职安全员，特殊作业人员要求持证上岗。
3、管道开挖采用人工开挖，施工人员必须戴安全帽方可进入施工现场，开挖至管线预定埋深时，要避免震动，防止管道在开挖过程中人为损坏开裂，造成事故。
4、吊车作业要有专人统一协调指挥，吊车吊放要匀速、慢放，防止脱钩和碰撞事故发生，施工时要划定安全距离，非施工人员严禁入内。
7 结语
天然气管道的悬吊保护施工加快了结构施工工期、同时节约了成本、施工文明程度高，值得大力推广应用，施工时应优先考虑采用。
严密的施工组织与施工工艺，严格的施工质量控制与现场监测是保证天然气管道安全的前提；并满足设计要求及施工规范规定的衡量指标，应由管道产权单位进行检验。目前天然气管道悬吊的工程实践经验尚不够丰富，但随广泛应用和发展，以及人们对各类管道悬吊的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信天然气管道悬吊施工技术应用水平将会不断提高。
参考文献：
[1]建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社.2003
[2] GB50009-2001，建筑结构荷载规范[S].北京：中国计划出版社，2001.
[3] GB50017-2003，钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.
[4]苏无疾.某地铁车站高压电缆悬吊保护技术
【关键词】 地铁；天然气管道；悬吊保护；应用
1 应用实例工程概况
西安市地铁一号线一期工程金花路站土建工程位于西安市金花北路与长乐路“十”字路口西侧。该站为地铁一号线与中远期地铁三号线的换乘站，两部分车站一次建成。整个车站呈“T”型布置，地铁三号线车站沿金花路南北方向布置，一号线车站延长乐路东西方向布置。根据专家建议以及西安市近期规划，车站1、3号线同期施工，分期运营。
车站共设置三个风亭，一号风亭位于一号线南侧，二三号风亭与三号线车站主体结合；车站共设置7个出入口，其中Ⅶ号出入口为预留出入口，其他出入口分别设置于金花路十字路口的四个象限，满足出入车站、疏散及过街功能。
2 管线概况
本车站天然气管道横跨一号风亭基坑，管道为PE管外套Q235螺旋焊缝钢管，管道内压力20Mpa。PE管道为DN315，SDR11管道；Q235钢管为DN500，壁厚20mm。跨度33.5m，在基坑开挖前需悬吊保护。
3 管线悬吊方法
基坑开挖时先采用人工挖土将管线暴露至管底上方10cm处，再将2根63b工字钢沿管道走向放置在天然气管线正上方，并固定在冠梁预埋钢板上。在工字钢腹板上焊接10mm厚宽100mm钢板作为横向支架，用Φ14钢筋（间距≤1.5m）作为吊绳，提住天然气管并与上部横向钢板用花篮螺栓相连，架空保护管道。管道底部采用6mm厚钢板带做套箍，与吊筋双面焊接，焊缝长度≥15cm。因基坑开挖跨度较大，管线悬吊时需要在工字钢梁跨中增加两根施工临时立柱，临时立柱按照原施工设计施工。
为确保天然气管道悬吊过程中的安全性，在施工及吊装过程中，必须考虑天然气管道、工字钢及各种配件自重，并按最不利因素验算：
设计悬吊管线重量：PE管径DN315，单位重27.02kg/m；螺旋焊缝钢管DN500，单位重236.75kg/m；燃气20Mpa，单位重0.123kg/m。
采用两节63b工字钢组合梁悬吊，63b工字钢截面特性：，，，每米重131.298kg。
工字钢组合梁两端放置在冠梁上，按简支梁考虑，需验算该组合工字钢梁的强度（最大跨度为19.4m），且受天然气管变形控制，还应验算该组合工字钢梁的刚度，查表知天然气管允许最大挠度。
1、计算模型确定
按简支梁模型，受工字钢自重、天然气管自重及天然气自重，按均布荷载考虑。
2、荷载计算
工字钢及天然气管自重为永久荷载，管内天然气为可变荷载，取永久荷载的分项系数为1.2，可变荷载的分项系数为1.4，管内天然气按满管时候考虑，则（，，，）。
3、组合工字钢梁强度验算
弯曲正应力验算：
（其中是截面塑性发展系数，对于该组合工字钢，取1.05）
梁满足强度条件。
4、组合工字钢梁刚度验算（即正常使用极限状态，不考虑荷载分项系数）
组合工字钢梁刚度满足要求
4 管线悬吊施工方法
1、土方施工
（1）经前期探查，天燃气管道埋深1.1m，上部0.8m采用机械开挖，确定天然气管道走向后，两向下侧开挖1.5m深。
（2）开挖至管道上0.3m范围后，采用人工开挖，确保管道露出安全。
（3）安装并焊接b63工字钢及横向联系梁后，进行人工开挖，掏槽，安装套箍。
2、工字钢施工
（1）采用两节19.4m工字钢焊接连接，确保焊接满足要求。
（2）開挖至管道上0.3m范围后采取整体吊装，安装就位，与冠梁预埋钢板焊接固定。
（3）工字钢采用50t汽车吊进行起重作业。
3、管道与工字钢连接施工
（1）工字钢安装完成后人工在天然气管道下间隔1.5m进行掏槽，安装已加工完成套箍。
（2）安装花篮螺栓及预制套环钢筋后，与工字钢进行焊接连接，在焊接过程中设置隔离挡板，使焊接火花不接触天然气管道，确保管道安全。
4、管道高度微调
在管道悬吊安装基本完成情况下，联系天然气产权单位相关专业人员对管道高度进行测量，确定管线高度，并通过花篮螺杆进行微调，直到达到管道合理高度。
5 监控测量
天然气管道横跨基坑净距33.5m，按照每10m布设一个点位，总共工字钢布设3个监测点位，分布于工字钢顶部。点位布设为10cm长钢筋头，一端刻有十字丝，采用极坐标法监测工字钢及相连天然气管道水平位置量，同时也采用水准测量监测管道的垂直沉降量。
在施工期间，应加强对管道的监测，并每天上报监测情况，如有遇到特殊情况，需立即上报项目部同时联系管道产权单位，并可利用花篮螺杆对管道做出合理调整，花篮螺杆调节范围在25cm以内，调节时需两侧同时调整，严谨单侧调整过大，引起局部受力不均造成管道损坏。
6 安全保障措施
1、施工期间加强管线变形的监测工作，并将监测结果及时报告给相关部门。一旦管线变形增大时，应及时分析原因，采取有效措施进行处理。
2、施工前对工人进行安全交底，施工中要有专职安全员，特殊作业人员要求持证上岗。
3、管道开挖采用人工开挖，施工人员必须戴安全帽方可进入施工现场，开挖至管线预定埋深时，要避免震动，防止管道在开挖过程中人为损坏开裂，造成事故。
4、吊车作业要有专人统一协调指挥，吊车吊放要匀速、慢放，防止脱钩和碰撞事故发生，施工时要划定安全距离，非施工人员严禁入内。
7 结语
天然气管道的悬吊保护施工加快了结构施工工期、同时节约了成本、施工文明程度高，值得大力推广应用，施工时应优先考虑采用。
严密的施工组织与施工工艺，严格的施工质量控制与现场监测是保证天然气管道安全的前提；并满足设计要求及施工规范规定的衡量指标，应由管道产权单位进行检验。目前天然气管道悬吊的工程实践经验尚不够丰富，但随广泛应用和发展，以及人们对各类管道悬吊的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信天然气管道悬吊施工技术应用水平将会不断提高。
参考文献：
[1]建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社.2003
[2] GB50009-2001，建筑结构荷载规范[S].北京：中国计划出版社，2001.
[3] GB50017-2003，钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.
[4]苏无疾.某地铁车站高压电缆悬吊保护技术