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1工程概述
某市政桥梁项目线路全长3.04km,其中主线桥桥长1.98km。道路红线宽50~70m,现有三环线段设置互通式立体交叉(包含A、B、C、D、E、F匝道及U形槽路段),实现三环线与主线桥连接。三环线南侧有一处地埋高压燃气管道,位于拟建桥梁C、F匝道南侧,大体平行于三环线走向,如图1所示:(详见图1)。根据燃气管道规范及天然气高压管道保护办法的要求,管道两侧6.5m范围不允许有建筑物。拟建桥梁桩基边缘距离天然气管线边线均不满足6.5m净距要求,需调整桥梁桩基础位置或者天然气管线位置,但三环线预留匝道位置已固定,桥梁位置无法调整,只能考虑实施天然气管线迁改。该项目红线范围内已无迁改断面,且等待征地拆迁的周期漫长,该项目又是城市是缓解本区域交通的重点控制性工程,长期断头路的问题市民反应强烈,在此背景下提出了采取兼顾近期保护、远期迁改的实施方案。
2桥梁实施背景
2.1桥梁基础与燃气管道净距过小原C、F匝道桥施工图下构采用花瓶墩方案,桩基与燃气管道平均距离约2.8m,管道埋深约5m。根据《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)及《武汉市高压燃气管道设施保护办法》的第七条及第八条的规定:“埋地高压管道的管壁两侧水平净距6.5m范围内的区域,为高压管道设施安全保护范围;管壁两侧水平净距6.5m至50m范围内的区域,为高压管道设施安全控制范围”[1]。综合以上,原设计方案不满足安全净距要求。
2.2交通流量大、工期要求紧现有三环线2010年底通车,并预留了与新建桥梁的互通匝道接口,新建桥梁主线部分于2019年底通车。随着社会经济的发展,交通流量急剧增大,该地段每逢节假日异常拥堵,互通匝道长期未接通问题尤为突出。该项目的建设是缓解本区域交通的重点控制性工程,急需在2020年底之前建成互通匝道,以缓解交通压力。
2.3场地受限、征拆难度大由于该项目建设地点属于城中村改造区域,大量民房紧邻项目红线,且红线范围内已无迁改断面。如考虑红线外实施管线迁改,管线迁改长度约664m,需征拆房屋11栋,建筑面积约3395㎡,征地面积约8632㎡。考虑到红线外的土地征用及房屋拆迁等因素,燃气管道短期内实施难度大,不满足紧迫的工期要求。
3应对措施
3.1管线探查为查明管道与拟建桥梁基础的准确位置关系,委托了具有相应资质的管线探测单位对该区域内管道进行探查[2]。同时为进一步明确管线具体位置及高程,以管线探查成果作参考,采用人工开挖探坑,保证管道可见。根据管道权属单位的要求管道直线段每50m设置一处探坑、弯折处适当增加数量,地表设置指示牌标明管线的走向及埋深,在管线位置处拉安全彩带标识,实现全施工区域地埋管道走向可见[3]。
3.2设计方案调整
3.2.1桥台调整方案桥台桩基础距离天然气管道间距小于6.5m,且桥台处天然气管道已进入桥面范围内,为避免桥台施工影响天然气管道,桥台由常规承台调整为梁式承台跨越方案,并采用相应保护措施。断面布置(详见图2、3)。
3.2.2墩排调整方案墩排桩基础距离天然气管道间距均小于6.5m,由花瓶墩调整为门式墩,每个桥墩处2根1.5m桩基调整为4根1.5m桩基,通过承台跨越、盖梁跨越等措施,调整桩位分布,保证桩基基础与管道间距6.5m以上[4]。断面布置(详见图4、5)。然气管道管底下方1m的距离进行人工挖孔,配合下放钢护筒至天然气管道管底下方1m处。天然气管底下方1m处至岩面采用采用反循环钻机钻进,至岩层桩底标高采用采用冲击钻小冲程高频率作业方式,减小孔底振动,钻进时行当增大泥浆浓度,保证护壁的完整密实。
3.3施工方案优化
3.3.1桩基施工施工区域上方禁止重型车辆及重物通行或加载,桩基施工机械设备均应布置于天然气管道另一侧,对部分条件受限制钻机机位难以避开管线的桩基,可采用铺垫钢板或浇筑混凝土面板等措施[5]。因现场现有三环线桥箱梁底面至地面净距小于14m,不满足旋挖钻机施工高度要求,且考虑到桩基需嵌入微风化基岩等问题,桩基施工采用反循环钻机钻至岩层+冲击钻钻进成孔工艺。桩基采用人工对地面至天然气管道管底下方1m的距离进行人工挖孔,配合下放钢护筒至天然气管道管底下方1m处。天然气管底下方1m处至岩面采用采用反循环钻机钻进,至岩层桩底标高采用采用冲击钻小冲程高频率作业方式,减小孔底振动,钻进时行当增大泥浆浓度,保证护壁的完整密实。图6管道保护结构平面图图7盖板涵保护结构断面图图8桥台箱涵保护结构图
3.3.2承台施工基坑开挖前做好地表防排水措施,防止地表水流入基坑内。基坑采用分层开挖,每层开挖高度为1m,分层开挖至围檩位置,施工支护围檩,以此类推,直至开挖至承台底标高,并按设计要求施做承台混凝土垫层。为确保施工时管线安全,基坑开挖过程中及后期承台施工中,都必须对板桩支护进行变形监测。开挖前分别在角点及跨中位置布置变形监测点,对变形进行监测,做好记录。发现变形异常,及时对型钢支护进行加固处理。施工技术3.4管道保护措施(1)对于C0桥台及引桥段上跨天然气管道处,委托具有相关资质的单位进行该段管道保护专项设计,引桥段采用盖板涵形式进行保护,桥台处采用箱涵保护。布置(详见图6、7、8)。(2)桥梁桩基、承台施工前,采取人工挖土及仪器探测方式探明天然气管道具体方位,做好标示,沿探测的管线走向布置围护栏杆,保证管线平面位置误差不超过50cm。及时通知天然气公司,做好管线监护工作。(3)在临近天然气管道施工前,及时通知业主单位、监理单位和天然气权属单位人员,在得到各方同意认可的前提下方可开挖作业,并签署动土作业令。(4)施工中要做好管坑周边的土体防护,确保附近建筑结构物的稳定。在施工过程中加强管线、基坑的监测及周围地面的沉降,发现异常情况要及时提出、及时处理,以保安全。管线保护重点如下:1)认真研究设计图纸提供的资料;2)积极主动联系管线权属单位,尽可能收集有关管线的资料;3)派专人对施工现场地下管线进行勘测调查;4)根据前三步工作的成果,比较精确地绘出有关管线图纸;5)注意管线走向、埋深,熟悉作业规范。
4工程效果
通过管线探测和探坑开挖的手段,准确探明了高压燃气管道的管位、埋深,为安全施工提供了保障;设计方案的调整,解决了高压燃气管道与桥梁基础净距不足的问题,在无法进行管线迁改的情况下,让互通匝道通车目标能如期实现成为了可能;通过施工措施的优化,减小了施工过程中对管道的扰动,使工程建设得以顺利完成;通过增加管道保护措施,极大限度保障的管道的运行安全。通过采用一系列应对措施,大幅提前了现有三环线与新建桥梁互通立交建成通车进程,极大的缓解了该区域的交通压力,解决了市民反应的焦点问题,对推动城市快速发展、加速区域发展具有巨大推进作用。
5结语
在城市高速的发展过程中,各项基础设施建设如雨后春笋拔地而起,城市土地资源又极其有限,地下管网的密集分布,征地拆迁的举步维艰,已成为当今城市发展的一大难题,在类似的工程项目中,如采取有效的应对措施对于既有高压管线进行避让或者就地保护,不仅降低了施工安全风险,还能节约有限的城市土地资源,也能大大加快城市建设进程,很好的解决了城市发展困局。
参考文献:
[1]GB50028-2006.城镇燃气设计规范[S].2006.
[2]鲁建良,宋鹏飞,郭建勇.天然气输送管道安全运行及质量管理[J].石化技术,2017,6:173.
[3]赵国庆,范小霞,杜德飞.浅谈高压燃气管道风险与管控措施[J].中国石油和化工标准与质量,2021,23:19-20.
[4]徐欣,彭道月,李伟.跨越式涉路工程安全评价技术研究[J].公路交通科技(应用技术版),2008,5:32-35+50.
[5]肖平华.地铁施工中燃气管道的迁改与保护[J].煤气与热力,2010,2:31-33.
作者:韩忠安 王新单位:中交第二航务工程勘察设计院有限公司