新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技术方案(7)

　　找出每道工序的合理施工时间，各工序严格按标定时间进行控制，从而缩短循环作业时间，减少开挖面土体的暴露时间，支护及时封闭成环。及时监控量测围岩，观察拱顶，拱脚的收剑情况，据此调整初期支护参数。

　　合理进行围岩支护：采用聚丙烯纤维混凝土、锚杆、钢筋网及钢架进行联合支护，并紧跟开挖掌子面，并根据具体情况在隧道底部打设锚杆，或在隧道顶部打入超前注浆小导管支护，并尽可能使初期支护在开挖面周壁迅速闭合；衬砌结构尽早闭合，膨胀岩隧道开挖后，围岩向内挤压变形一般是在四周同时发生，所以施工时要求隧道衬砌及早封闭，要求隧道开挖能尽快形成全断面，以便快速完成隧道断面的二次衬砌施工。

　　五、天然气管道加固方案

　　1. 为防止隧道在开挖过程中出现垮塌，天然气管道采取桁架吊顶的措施进行加固。以隧道线路中线线为中点，沿天然气管道左右各17.5米，总长35米的范围设置三角桁架，桁架的设计详见附件。

　　2.桁架的支撑采用门式墩，在35米的范围两头各设置一个，墩基础采用明挖扩大基础，基础置于硬质基岩上。墩身采用钢筋混凝土，高度约1.5米。门式墩结构尺寸详见附件。

　　3.桁架架设完毕后，每隔5米设置一个吊点。在吊点的位置开挖出天然气管道，管道埋深约1.2米，开挖至1.0米时候，更换工具，采用木制锹进行开挖，主要目的是为了防止铁质工具破坏管道外面的绝缘漆，产生火花。

　　4.天然气管道在吊点进行吊装时候，管道外应该先包裹一层橡胶绝缘套管，防止铁质吊装设施直接管道发生摩擦，保护天然气管道。

　　5.管道吊装完毕后，及时对开挖出的管道进行原土回填，避免管道长期暴露。

　　6.在施工过程中，对隧道顶天然气管道采用栅栏进行封闭，并指派专职安全员进行巡逻检查，禁止闲杂人及明火等进入管道防护区域。

　　7、按铁四院的设计方案施工地表沉降值最大不超过2cm，而管道不允许有沉降变形，因此在每个吊点处的管道上面安装一个与之相连接并露出地面的测点，一旦检测到管道有下沉，立即用悬吊点的紧线器紧钢丝绳，确保管道沉降量为零。

　　8.隧道施工完毕后，对隧道顶35米范围内的天然气管道采取换管措施，并加设2cm的套管，具体换管方案由具有相关资质的浙江省煤电研究设计院设计。

　　六、钢桁架的设计方案

　　计算过程  （钢 柱）                   

    截面类型= 16; 布置角度=0; 计算长度：Lx=1.46, Ly=2.00; 长细比：λx= 4.9,λy= 18.9

    构件长度=2.00;  计算长度系数: Ux=0.73    Uy=1.00

    截面参数:  B1=450, B2=450, H=700, Tw=14, T1=20, T2=20

    轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类

    验算规范: 普钢规范GB50017-2003                                                  

　　强度计算最大应力对应组合号: 27,  M=-166.42, N=303.64,  M=-1088.08, N=-297.48

　　强度计算最大应力 (N/mm*mm)=189.67

　　强度计算最大应力比 =0.925

　　平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =138.74

　　平面内稳定计算最大应力比 =  0.677

　　平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =145.39

　　平面外稳定计算最大应力比 =0.709

　　腹板容许高厚比计算对应组合号: 18,  M=40.76, N= 192.20,  M= -149.06, N= -61.17

　　GB50017腹板容许高厚比 [H0/TW] =64.12

　　GB50011腹板容许高厚比 [H0/TW] =70.00

  　翼缘容许宽厚比 [B/T] =13.00

  　强度计算最大应力 < f= 205.00

  　平面内稳定计算最大应力 < f= 205.00

  　平面外稳定计算最大应力 < f= 205.00

  　腹板高厚比 H0/TW= 47.14 < [H0/TW]= 64.12

  　翼缘宽厚比 B/T = 10.90 < [B/T]= 13.00

  　压杆,平面内长细比 λ= 5. < [λ]= 150

 　 压杆,平面外长细比 λ= 19. < [λ]=150

　　均布荷载下最大挠度计算：

　　经公式Ymax=ql4/8EI计算得最大挠度19.6mm＜δ=20mm

　　风荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:

　　节点( 30), 水平位移 dx=0.042(mm) = H / 75441.

　　风载作用下柱顶最大水平位移: H/75441< 柱顶位移容许值: H/150