摘要：郑州惠济管廊施工中需穿越既有高压天然气管线，为避免施工中因管廊工况变化影响燃气管道运营安全，施工时必须加以保护。为此提出了高压燃气管线的保护方案，并介绍了该保护方案的施工控制要点及燃气管道监测方案。监测结果显示，该保护技术具有良好的适应性，可在类似工程中推广。
关键词：管廊施工;高压燃气管线;保护技术;监测分析
1现状分析
郑州市中心城区地下综合管廊工程惠济花园口镇区段位于郑州市北部，由迎宾路和京水路2段组成。管廊高约4.4m，底板埋深7.9～8.9m。
根据市政管线调查资料及现场实际勘探，在北四环北侧距离路边3m处，有一条DN800mm高压燃气管线，埋深约3.0m。
燃气管道横穿京水路(AK0+587)地下管廊，燃气管道底高出管廊顶600mm，基坑开挖后约有30m燃气管道悬空(图1)。因此为确保燃气管道运营安全，施工时需加以保护。
2燃气管道的影响辨识
2.1施工对燃气管道的影响辨识
京水路管廊工程施工对燃气管线的影响主要有5大块：一是前期降水施工;二是土方开挖、基坑支护施工;三是管廊主体结构施工;四是土方回填施工;五是管线暴露期间的保护[1-4]。
2.2基坑施工概述
管廊基坑采用明挖法施工，土方开挖采用机械开挖、1∶0.7自然放坡结合土钉墙的支护形式(表1)，自然放坡采用一级放坡。坡面挂网喷厚80mm的C20细石混凝土，钢筋为φ8mm的HRB400级钢筋，网格间距200mm，设置4根φ14mm的加强钢筋，土钉水平间距1.5m，垂直间距1.5m，第一排土钉与地面垂直距离1m，土钉钢筋保护层厚度20mm，φ50mm的PVC泄水管纵横间距2000mm矩形布置，坡顶和坡底均设有300mm×300mm的排水沟。
2.3施工与燃气管道的相对关系及影响
2.3.1边坡防护施工
高压燃气管位于地面以下3m，横穿京水路综合管廊基坑(图2)。土方开挖及降水、支护施工期间需对燃气管道进行支撑保护。
2.3.2管廊主体结构施工
燃气管道位于管廊主体结构上方600mm位置，与管廊垂直相交。施工期间需采用格构柱对燃气管道进行支撑加固。
3燃气管道的保护方案
3.1方案设计
在管廊施工期间采用格构柱支撑法对燃气管道进行保护。格构柱锚入灌注桩，沿燃气管道方向格构柱布置在管廊各仓内。每组柱之间通过工字钢连接，燃气管道横担在工字钢上。
管廊结构主体施工完毕后，在管廊分隔墙位置顶板，浇筑混凝土支墩。支墩施工完毕具备强度后，将外露在顶板的格构柱切割，混凝土支墩作为燃气管道永久支墩，防止回填施工下沉导致燃气管道变形。
燃气管道上方覆土采用人工开挖，暴露燃气管道后，再施工灌注桩，安装格构柱、工字钢横梁。
3.2管廊施工保护措施
3.2.1现场临建施工阶段
现场临建施工阶段，与地下管线相关联的施工内容主要包括：临时道路、场地、大门、洗车池及沉淀池、围墙施工、办公室施工、临时厕所及化粪池建设等。
临建施工前，明确标示燃气管道位置，并由熟悉管道位置的专业工程师现场指挥，全程监督作业。
沉淀池做好防水处理工作，防止向地下土体渗水。施工现场临时厕所及化粪池布置在没有燃气管道的位置。生活区的厕所及化粪池远离燃气管道设置。
临时道路施工时，表面铺设厚300mm级配碎石，浇筑厚200mm混凝土路面。燃气管线控制及保护区采取人工作业的方式，不使用大型设备。
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现场加强对燃气管线的监控量测，必要时在燃气管线通过路段铺设钢板。
3.2.2基坑土方开挖、支护降水阶段
土方开挖遵循“分层开挖、先撑后挖、严禁超挖、降水辅助”的原则进行施工。
1)基坑开挖采用分层开挖，每层开挖深度1.0m。
2)土方开挖完成后，及时组织钢筋网、土钉及注浆、喷混凝土施工，尽量缩短基坑施工时间，在上层支护强度达到规范要求前，严禁开挖下层土方。
3)地下水位监测：本工程基坑周边采用管井井点降水。
4)管廊基坑支护结构采用自然放坡结合土钉墙的支护形式。
5)土钉施工过程中，特别是第1道锚杆施工时，应按照图纸上的锚杆位置及角度施打，施打压力适中，锚杆施工紧密与土方分层开挖结合，每支护1道锚杆才挖1层土。
6)对车辆进出口道路，除进行厚20cm硬化外，还应设置限载牌，并由专人看管控制运输车辆及施工设备。
7)限制基坑周边堆载：在施工过程中，严格控制基坑周边堆载。
8)基坑监测：除施工单位自行监测外，另外由第三方有资质单位进行基坑监测。在燃气管线开挖范围内加密监测。管监测项目有：基坑变形、地表沉降、支撑结构变形、管线沉降、地面建筑物沉降、倾斜及裂缝、围护结构内力、支撑内力、地下水位、地中土体垂直位移、地中土体水平位移等。土方开挖时密切监测基坑变形，遇到变形异常情况及超出预警值的情况应立即停止开挖，组织监测和设计等技术单位共同商量对策。
3.2.3施工过程中燃气管道支护措施
燃气管道保护从土方开挖开始，主体施工、土方回填施工全过程进行保护，保护时间120d。
在管廊基坑开挖期间采用格构柱对燃气管道进行支撑保护。燃气管道两侧1m位置各设置1根300mm×300mm格构柱，格构柱长10900mm，锚入灌注桩1000mm，灌注桩直径600mm，桩长6000mm，格构柱沿燃气管道方向布置在管廊各仓内，间距6000mm左右。每组柱之间通过16#工字钢连接，燃气管道横担在工字钢上。
70mm×6mm角钢格构柱通过厚10mm连接板焊接成300mm×300mm钢柱，锚入灌注桩1000mm。格构柱材质为Q235，采用加工厂加工，运至施工现场安装。在底板、主体施工时，将格构柱浇筑在混凝土内。
灌注桩为直径600mm、桩长6000mm的C30混凝土钻孔灌注桩，钢筋笼采用HRB400钢筋制作;混凝土灌注完毕后，立即将焊接成型的格构柱插入混凝土内，施工时注意位置、标高。灌注桩有效顶标高为结构垫层底标高。
管廊结构主体施工完毕后，在管廊分隔墙位置顶板，浇筑C30混凝土支墩，支墩尺寸为300mm×1000mm×600mm。
支墩施工完毕7d后，将外露在顶板的格构柱切割，混凝土支墩作为燃气管道永久支墩，防止回填施工下沉导致燃气管道变形。
钢格构柱穿底板、顶板，在结构居中部位焊接厚4mm镀锌500mm×500mm止水钢板(图3、图4)。
燃气管道与支架间不允许固定。管道采用岩棉进行保温，外包玻纤布防止吸热。
施工时，先将燃气管道上覆土采用人工开挖，外露燃气管道后，再施工灌注桩，安装格构柱、16#工字钢横梁。
在施工过程中，管理人员旁站，禁止无关人员、机械进入燃气管道保护范围10m内。施工现场禁止吸烟，动火作业必须有动火证并在作业点配置干粉灭火器。
进行土方开挖时，在管道两侧5m范围内采用人工开挖，禁止扰动燃气管道、格构柱。在主体施工时，在管道两侧5m范围内，禁止吊车臂靠近，并设置警示标志，施工材料由人工搬运。
在施工前，必须先办理施工许可手续。在施工过程中，必须邀请燃气管理单位进行指导、旁站。
施工期间，如监测发现管道有下沉现象，应通过千斤顶对工字钢高度进行微调，确保燃气管道变形在允许范围内。
4燃气管道监测
4.1监测点的布置
此燃气管道位于北四环北侧上，燃气管线为钢管，布置监测点之前采用物理探测的方法先探明管线的准确位置，而后在距管线1m左右布设监测点。
监测点的布设方法：用钻机钻孔后，下放φ130mm的短护筒，在护筒内放入净砂填实，以防与原水泥路面成为一体，孔内放长1.6m的φ18mm钢筋作为测杆，要求钢筋埋深不小于管线的埋深。基点选择在施工影响范围之外、通视良好的地方(图5)。
在燃气管线竖井影响50m的范围内布设监测点，监测点间距为10m，其中一点布在燃气检查井位置的管线上(图6)。
4.2监测时效
燃气管线的监测从施工单位进场施工临建布置开始直至工程完工验收，场地绿化恢复完成后方能停止。在土方开挖及支护降水施工阶段、主体结构施工阶段、运输土方时均应按监测要求进行监测。
4.3监测报警
本工程为高压燃气管道，管道材质为钢管，累计报警值10mm，变化速率3mm/d，当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施[5-8]。
1)当监测数据达到监测报警值。
2)基坑支护结构或周边土体的位移突然明显增长或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等。
3)基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象。
4)周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝
5)周边管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄漏等。
6)根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。
5安全注意事项
管廊施工前要做好施工区的围闭工作，并在燃气管道工作区域悬挂“燃气管道施工区域，严禁非施工人员进入”等安全警示标志;遵照《燃气管道安全保护协议》上的条款，严格按照条款规定进行施工，在工程开工前，应根据施工现场的实际情况和施工方案，将已制订的燃气管道及设施保护方案和应急处置措施通过技术安全交底落实到作业层。
在控制范围和保护范围内施工，应提前24h告知燃气公司;施工作业超出正常施工作业时间之外，以及施工工期发生变更时，应提前24h以书面形式将变更告知燃气公司联系人并签字确认;施工时一定要通知燃气公司相关人员到现场指导施工，并服从燃气公司相关人员指导;施工回填完毕要根据燃气管道施工规定，恢复管线标志并经燃气公司验收通过。
6结语
综上所述，支撑法保护燃气管道的方案，通过惠济花园口镇管廊的应用，可以确保燃气管线的安全，节省费用，缩短工期，为今后类似工程施工提供一定的参考。
