摘 要:以郑州市地铁一号线桐柏路站为例，结合该站的实际情况，介绍了中水管线的设计思路，进行了相应的设计计算，并提出了相应的施工技术措施和管线保护措施，为今后类似管线的保护及施工提供了经验。

关键词:中水管线，悬吊保护，方案设计，保护措施

 

      本工程为郑州市轨道交通 1 号线建设路站，车站位于十字路交叉路口，沿建设路呈东西向、靠路北布设，与远期规划的 5 号线换乘。车站总长271 m，标准段宽度为21．5 m，呈东西走向，顶板覆土厚度约为3．25 m，底板埋深约 16． 795 m，基坑深度约 16． 945 m。本站共设四个出入口通道、三个风道，其中Ⅲ号通道按预留考虑，主体结构在十字路交叉口处( 钢便桥) 采用盖挖顺筑法施工，其余均采用明挖顺筑法施工。

      车站所在的路口地下管线众多，其中 9 条通过车站主体上方，最大的一条φ1 200 mm 的中水管线埋深 5． 5 m，施工前期调查该中水管道无改迁位置。结合工程情况，施工中对此采用向上迁改悬吊处理。

 

      根据对中水管线的调查了解，中水管道主要为保证金水河的景观用水。根据此处施工的特殊性，时间紧迫性，各种施工交叉复杂性、难度大的特点，针对该中水管线影响主体结构施工，无法直接悬吊，做出如下方案: 该中水管线采取二次迁改的方案，即在围护结构施工时，将中水管线在围护桩外截断，在原位向上迁改至已施工完毕的冠梁上方。该处地面高程为 110． 05 m，冠梁顶高程为 108． 4 m，冠梁截面尺寸为 1 300 m ×1 000 m，主体顶板顶面高程 106． 8 m，迁改后采用悬吊保护方案保护，然后等顶板施工完毕后，将中水恢复至顶板上方的预留管槽中。因迁改需要，应在基坑外侧沿管线方向各开挖 1 个基坑，基坑几何尺寸为宽 7 m ×长10 m，深度开挖约7 m。因属于深基坑，必须进行安全防护。并且受郑州市轨道交通公司委托，该中水管线改迁悬吊工作全部由站点施工单位负责实施。

      1) 由于φ1 200 mm 中水管自重较大，普通的工字钢等构件悬吊无法满足要求，且军用梁不好租赁。悬吊选用贝雷片作为承重构件，以中水管线为中心密排 4 排贝雷片，底部采用Ⅰ22b 工字钢作为承托构件，间隔 1． 5 m 铺设。

      2) 将跨基坑处的中水管线替换成无缝钢管，在施工完成的沟槽中铺设好 d =1 200 mm 的钢管后，从基坑外侧距冠梁边 2． 5 m处，首先截断中水管线，然后安装 45°弯管向上改道，再安装 45°弯管与沟槽内的钢管相连接，确保无误后开始供水，如图 1 所示。

      3) 第一次中水管线改迁完成后，开始进行基坑挖土并施工主体结构，待主体结构完工后再把中水管道二次迁改至顶板上方的预留管槽中，开始回填土方，恢复路面通车，如图 2 所示。

 

      1) 贝雷片单榀长 3 m，中水管悬吊长度为 21． 5 m，贝雷片跨度采用 24 m。

      2) Ⅰ22b 工字钢单根长 2． 2 m，间隔 1． 5 m 铺设。

      计算荷载主要有贝雷片自重、Ⅰ22b 工字钢自重、悬吊中水管及其管内水的重量。在分析管道对贝雷片的悬吊荷载时，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。具体荷载计算如下:

      贝雷片自重: W₁= 3． 82 kN/m; Ⅰ22b 工字钢重量 36． 524 kg /m，把其简化为均布荷载: W₂= 0． 536 kN; 中水管φ1 200 mm，壁厚 12 mm，自重 W₃= 3． 562 kN /m; 1 m 长管道内的水重: W₄= 11． 304 kN /m。

      贝雷片选取标准构件组装，计算中按简支桁架结构考虑，贝雷片与中水管道布置如图 3 所示，贝雷片、工字钢、管道及其内的水重均为均布荷载，如图 4 所示。

      M = ql²/8 = 1 383． 984 kN /m。

      Q = ql /2 = 230． 664 kN /m。

      ［M］=3 152． 8 kN/m ＞ M =1 383． 984 kN/m。

      ［Q］=980． 8 kN/m ＞ Q =230． 664 kN/m。

      ［ω］= l/400 =60 mm ＞ ω =5ql⁴/384EI = 11． 3 mm。

      贝雷片满足结构受力要求。