管线改移及悬吊保护方案
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第 10 章 管线改移及悬吊保护方案 10.1 地下管线概况 根据管线资料和现场调查, 车站施工范围内管线众多。 由于车站主体结构的两端 设有盖挖竖井,因此,在盖挖竖井和风道、出入口明挖段位置有多条管线需要处理。 10.1.1 十号线车站范围内的管线 在十号线方向海淀南路和知春路下需要改移或悬吊保护的管线: D1400自来水管,管外顶高程 49.22m ; 78cm X74cm 电信管,管外顶高程 50.37m ; 60cm X15cm宽带网线管,管外顶高程50.08m ; DN800自来水管,管外 顶高程 49.0m ; 2 根 DN300 天然气管,管外顶高程 50.09m ; DN300 自来水管, 管外顶高程 49.34m ; D1000 雨水管, 管内底高程 48.24m ; 2.0mX2.3m 电力隧道, 管内底高程 42.53m 。 10.1.2 四号线车站范围内的管线
四号线方向中关村大街路面下的管线较少, 盖挖和明挖施工涉及到七根雨污水管 线, 1 根上水管,分别为: D500 污水管,管内底高程 47.82m ;D1000 雨水管,管内底高程 48.80m ;D800 污水管,管内底高程 48.87m ; DN800 自来水管,管外顶高程 50.13m ; DN400 污 水管,管内底高程 47.49m ; DN1000 雨水管,管内底高程 48.42m ; DN800 雨水 管,管内底高程 48.72m ;污水管 DN400 ,管内底高程 48.25m ;三号出入口处 52cm X36cm 电信管线,管外顶高程 50.3m ;及五号出入口处的一条直埋电缆和一 根 DN600
的上水管。 上述站址地下管线现状如图 10-1 。
10.2 管线核实调查 在施工准备期间, 在现有设计提供管线资料及保护方案基础上, 会同行业、 监理 工程师和相关单位一起对施工影响范围内的各种管线进行调查和复核, 核实地下管线 的类型、规格、埋深,并经有关部门或单位确认,然后按设计要求进行拆迁、改移或 采取措施进行悬吊或支托保护, 当发现与设计所提供地下管线现状图不符的管线, 及 时报告有关单位,并请其进行复核。核对后,确定处理方案并进行处理。 地下市政管线核查的主要工作内容包括: ① 制定详尽细致的核查计划和核查方案: 施工前组织专门的管线调查小组, 配备 探地雷达进行地下管线探测调查工作。 ② 对设计单位及业主提供的管线资料进行认真整理和确认: 对照业主提供的管线 资料,进一步确定在工程影响范围内有无未显示管线情况。 黄庄站址主要地下管网现状示意图 ③ 走访施工辖区影响范围内所有管线的业主及产权或主管单位,搜集施工影响范 围内的全部的管线资料,对地下所有管线进行探察和确认。 ④ 准确探察和测定施工区域内所有管线的种类,位置、埋深、形状、尺寸等,并 将核查结果报相应部门确认。必要时,到现场进行人工挖槽探测。 ⑤ 向有关部门确认各类管线的容许变形量。 在管线调查的基础上,根据以下方法确定各类管线的允许变形, 并与有关单位协 商确定后报监理工程师备案。 对管线适应变形的能力重点分析长管(如采用焊接接头的煤气、上水管等)的适应 性
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52cm X36cm电信管块(管外顶50. 3)
DN800自来水管(管外顶50.03) D800污水管(管内底48.87)
D1000雨水管(管内底48.80) D500污水管(管内底47.82)
直埋电缆(顶高程50.55)
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aotD 与接头管 (即管线采用管节构造接头 )的适应性,对管线的适应变形后能力主要采用 “允许曲率半径” 来进行判断, 两种管线的允许曲率半径可分别采用以下两式进行计 算: 长管: Rp Ep d/2 p
接头管: Rp Lp DP /
其中: RP :管道允许曲率半径; EP :管道的弹性模量; d :管道的直径; p : 管道的
允许应力; Lp :管节长度; Dp :管道外径; :管节接缝允许张开值;
上述两式较为关键的两个值分别为管道的允许应力和管节接缝允许张开值, 可依 据管线类别、材质和相关的规范确定。 ⑥ 将经过确认的所有地下管线的资料标注到车站平面及剖面图上。 ⑦ 向监理工程师及有关部门提交一份完整准确的地下管线核查报告。 在调查清楚后, 编写详细的地下管线保护方案报监理工程师批准, 批准后, 严格 按照设计图纸和方案进行施工。 10.3 地下管线保护原则 (1) 施工前,调查所有与施工有关及基坑开挖影响范围内的各种管线,查明管线 的类型、规格、材质、位置及走向等基础资料; (2) 根据查明的管线资料,针对各种管线的不同控制要求,对基坑开挖中不需拆 迁和改移的管线,做出具体的设计方案和保护措施; (3) 管线保护的设计方案及其技术措施在得到业主和监理工程师的认可,同时要 和管线主管部门共同商讨,并达成一致意见; (4) 悬吊或支托结构必须坐落在坚实稳定可靠的基础上; (5) 管线在其下原状土开挖前悬吊牢固,并经检查合格后再采用人工方法开挖下 部土方; (6) 管线漏水 (气)时,必须修理好后方可进行悬吊或支托, 对跨越基坑较长或接口 有断裂危险的管线,应先采取加固措施,再进行悬吊或直接架设在钢梁上; (7) 在施工过程中,必须对悬吊或支托的刚性管道进行监测。
10.4 管线保护设计方案 10.4.1 地下电力隧道悬吊保护处理方案 10.4.1.1 工程概况及地下电力电缆情况 地铁四号线黄庄车站南北向布置,横跨中关村大街和知春路相交的十字路 口。本车站为换乘站,地铁十号线的黄庄站与本站在平面上斜交,与本站同步设 计施工,这两座车站均为暗挖车站。 四号线车站纵向由五部分组成:车站两端为盖挖竖井( 23.2 Xl5.3m ),两层多 跨矩形框架结构,长15.75m,净宽46.0m,覆土厚度4.5m左右;车站两端厅是顶 部为三连拱的两层三跨框架结构,暗挖施工,长分别为 63.7m,净宽21.5m,拱顶 覆土 6.85m ;中间为单层三跨三连拱结构,暗挖施工,长约 33.80,净宽22.1m, 拱顶覆土 11.95m。 十号线车站纵向由三部分组成:车站两端为盖挖竖井( 23.2 X15.3m ),两层三 跨矩形框架结构,长13.5m,净宽21.6m,覆土厚度3.9m左右;中间是顶部为三 连拱的两层三跨框架结构,暗挖法施工,中间暗挖结构长分别为 126.3m,净宽 21.6m,拱顶覆土 5.33m 。
竖井采用盖挖顺做的施工方法,部分出入口浅埋部分及风道浅埋部分采用明挖 施工。 盖挖及出入口明挖范围内地下管线众多,其 中施工中有一处电力隧道处于明挖范围内,需要 悬吊保护。具体位置见《北京地铁四号线黄庄站 电力隧道处理位置图》。 电力隧道影响长度为13m,隧道断面为一 般断面,断面尺寸选择为 2.54m X2.9m,具体 形式见左图。 电力隧道与地铁站机构的位置关系见图 1所示。 悬吊方案设计及相关计算如下。 10.4.1.2悬吊管线处理方案 1、电缆隧道悬吊方案 (1) 采用六四式军用梁作为路面盖板和电缆隧道悬吊的承重构件, 以电缆隧道为
中心。 ⑵电缆隧道底和顶部分别放置I16型钢梁,间距50cm,上、下梁两端通过2 根①28
螺杆栓接成整体;上梁上设5个悬吊点,通过①22调节丝杠吊于军用梁上弦 杆上。 (3)电力隧道悬吊大样见图《北京地铁四号线黄庄站电力隧道悬吊保护方案》 。 2、电力隧道悬吊保护的设计检算 计算把电力隧道作为研究对象,电力隧道悬吊长度为 12.7m。悬吊承重结构选 用六四式军用梁体系,军用梁的跨度采用 14m。 (1)荷载组合
电力廉崔年忑吧罠圧 为了避免车辆的活载,在设计悬吊方案时,我们考虑让承担电力隧道的军用梁 低于路面系的军用梁,从而避开车辆活载和桥面系自重。 作用于军用梁上的荷载主要有悬吊用构件自重、军用梁自重、悬吊的电力隧道 结构重量、隧道内的电力线及其支托构件重量。 悬吊构件主要为16号工字钢的自重; 在分析管道对军用梁的悬吊荷载时,为安全起见,忽略两端土体对管道的约束作用, 悬吊荷载按管道的完全自重考虑。具体荷载计算结果见下表。
表10-1军用梁计算外荷载组合 荷载类型 荷载值 备注 悬吊构件自重 2.05 kN/m 2 主要考虑工字钢和丝杠的荷载。
军用梁自重 1.87kN/m 单片梁自重
片密排(无悬吊管线部位军用梁间距渕3电力隧道悬吊计算距型).5m。具体计算模型见图3 军用梁构件均采用16锰钢材料,弹性模量为210GPa,材料密度为78.5 kN/m 3 (3 )计算结果 军用梁杆系概况及承载力见表10-2
表10-2军用梁杆系概况及承载力 构件和杆件名称 钢材材质 截面性质 杆件允许承载力 t/片 截面 截面
标准二角 弦杆 16锰钢 2 [ 16b 面积/cm 2 50.3 ±100 斜腹杆 2 [ 8 20.48 ±42