1地铁工程管线问题解决现状1.1管线永久迁改管线永久迁改不受场地与施工环境影响，能够满足产权单位要求。迁改后，地铁周边管线的风险问题可以从根本上得到解决。由于永久迁改多为局部短距离迁改，受周边环境影响，部分管道迁改后会绕行或增大转角，导致后期管线维护不便。1.2管线临时迁改管线临时迁改会对管线进行绕行处理，改变原有管线路，对后续施工造成不利影响。在施工完成后，应对管线进行重建恢复。临时迁改既能够减少对施工的影响，满足施工便利条件，又能够满足产权单位的需求，但施工成本高、周期长。1.3管线原位悬吊保护管线悬吊保护是将管线明挖后，通过悬吊装置或自身刚性将管线悬吊于基坑两端。悬吊保护相较于管线迁改，能够减少土方开挖量、缩短施工周期、降低施工成本。技术施工灵活，适用于各种复杂的施工环境。由于悬吊保护施工的特殊性，会增加施工过程的风险性。在管线原位悬吊保护工作中，必须严格按照施工规范进行，确保施工安全。悬吊保护措施要根据管线用途、接头形式、材料、尺寸等因素综合研判悬吊方案[1-2]。2贝雷桁架管线悬吊保护技术的应用2.1工程概况雨污水管道布置和断面如图1~3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.004.F001图1雨污水管道布置10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.004.F002图2西侧雨污水管道断面10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.004.F003图3东侧雨污水管道断面西安地铁四号线土建施工项目D4TJSG-6标雁南四路站，基坑内侧有雨污水管道铺设呈东西走向，西高东低，管道为0.2%坡度，两道管线平行排列，管道中心间距1.6 m，南侧雨水管道材质为DN500玻璃钢夹砂管外套DN800钢管（壁厚1 cm），北侧污水管道材质为DN400玻璃钢夹砂管外套DN650钢管（壁厚1 cm），管线范围内基坑宽度为21.9 m，管道与冠梁呈6°角相交。雨污水管道钢管东西方向通长铺设，雨水管道长度约为50 m，西侧地面范围内钢管长度约为8 m，东侧地面范围内钢管长度约为19.9 m。污水管道长度约为55 m，西侧地面范围内钢管长度约为10 m，东侧地面范围内钢管长度约为22.9 m。管线在车站冠梁及主体施工时需要进行悬吊保护。2.2管线保护原则施工开始前，要与相关单位对地铁施工影响区域的管线分布情况进行摸排，掌握施工环境。了解施工难点并对原始数据进行留存，与施工技术人员交底；保证施工安全，尤其是进行机械施工时，应做好安全保护工作。施工情况复杂时，应请产权单位进行现场指导，确保施工的安全进行；做好管线悬吊保护方案，施工过程中对悬吊管线进行监测；根据已掌握的管线资料，对于各类管道不同的施工要求，应制定出具体而详细的施工方案和安全保障措施；对管线进行悬吊后，应根据各类管线类型分别设立一定范围的安全保护区以保障施工安全。2.3管线悬吊方式比较分析按照传统施工方案，地铁施工中管线悬吊均采用工字钢，但由于本工程悬吊跨度大，普通做法难以满足要求。采用五片国标G321-01P贝雷片+支撑架组成贝雷梁，可以满足要求，同时贝雷桁架具有可重复利用价值，便于多次周转使用。2.4贝雷梁方式管线悬吊管线悬吊成果如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.004.F004图4管线悬吊成果雨污水管线悬吊采用五片国标G321-01P贝雷片+支撑架组成贝雷梁。基坑跨度为21.9 m，贝雷梁净跨度24 m，宽1.5 m，高1.5 m。贝雷梁架设在已有浇筑的砼冠梁上，与冠梁预埋钢板连接固定，通过钢丝绳、双钩紧线器与排水管线连接。2.5管线悬吊施工方法（1）土方施工。基坑土方到管线附近位置前，人工开挖排水管线两端土方，暴露管线具体位置；管线周围土方分三次进行开挖，第一次开挖管线上方土体，在管线上方预留1 m厚土体作为行车便道；第二次待管线南端车站土方开挖至第二层时，开挖管线下方局部土方，土方开挖宽度为4 m，高度保证运土车辆正常通行，不影响车站南端头土方开挖；第三次局部人工掏挖管线悬吊钢丝绳部位土方，待管线悬吊设施安装完成后再开挖管线下方剩余部分土方。排水管道周围土方采用机械开挖，管道上部50 cm及两侧50 cm范围内采用人工开挖。（2）贝雷梁施工。冠梁施工时，先在冠梁顶处预埋钢板，待贝雷梁组拼完成后与预埋钢板焊接，提升贝雷梁整体稳定性；贝雷梁按计算选定的材料在现场拼装而成。拼装过程中保证贝雷梁销子上满、保险销上齐、支撑架螺丝拧紧；贝雷梁采用25 t吊车配合（5+5） t（双电动倒链）龙门吊进行安装作业，将组装好的贝雷梁用龙门吊吊到管线正上方的冠梁处，安装加强支架后将贝雷梁与冠梁预埋好的钢板焊接相连固定。（3）吊杆施工。在贝雷梁底部设置Φ25三级钢筋做成吊耳与贝雷梁进行焊接，排水管通过钢丝绳、双钩紧线器与吊耳进行连接，吊箍间距4 m；钢板与贝雷梁、钢筋与贝雷片的焊接均采用双面满焊；吊杆位置土方采用人工开挖，开挖宽度不大于20 cm，钢丝绳能够穿越管道底部即可。（4）调整标高。在所有材料均基本安装完成后，通过紧线器进行钢丝绳松紧调整，使管道标高达到要求。2.6施工监测贝雷梁顶部共布设6个变形监测点（在两端及中间各布设2个），在悬吊设施安装完成，管道底部土方开挖完成后对监测点取初始标高，每2天对监测点进行复测，发现贝雷梁变形较大时立即分析原因，同时采取措施对悬吊设施进行加固。3悬吊方案验算3.1计算条件贝雷梁单片重270 kg。贝雷梁自重270 kg/片×2 片/组×8组=4 320 kg；贝雷梁配件重270 kg/片×3 片/组×8组=6 480 kg。吊架（钢丝绳+紧线器）：按500 kg计算，支撑架重量30 kg/片×9 片/组=270 kg；支撑架配件重量30 kg/片×9 片/组×2组=540 kg。排水管线自重21.9 m×30 kg/m=657 kg。管道重量：M=0.024 66×d×D-d×l （1）式中：M——管道重量，kg；d——管壁厚度，mm；D——管道外直径，mm；l——管道长度，m。DN800管道：M=0.024 66×12×(800-12)×21.9=5 106 kg；DN650管道：M=0.024 66×12×(650-12)×21.9=4 134 kg。充满管内的水重量：m=πr2lρ （2）式中：m——水重量，kg；r——取内部套管半径，即DN500的半径0.25 m和DN400的半径0.2 m。DN800管道：3.14×0.25×0.25×21.9×1 000=4 298 kg；DN650管道：3.14×0.20×0.20×21.9×1 000=2 751 kg。为保证安全，不考虑排水管钢管自身挠度计算各部件受力情况。3.2贝雷梁内力分析污水管q1=mg/l=(4 320+500+270+657+4 134+2 751)×10/(21.9×1 000)=5.77 kN/m；雨水管q2=mg/l=(6 480+500+540+657+5 106+4 298)×10/(21.9×1 000)=8.03 kN/m。3.2.1弯矩、剪力计算跨中为贝雷梁弯矩最大处，支座处为剪力最大处。污水管跨中弯矩：Mmax=q1l2/8=345.9 kN·m。污水管支座处剪力：Qmax=q1l/2=63.2 kN。雨水管跨中弯矩：Mmax=q2l2/8=481.4 kN·m。雨水管支座处剪力：Qmax=q2l/2=87.9 kN。3.2.2单片桁架荷载计算污水管采用2榀（每榀8片）贝雷片悬吊，单片桁架承受的弯矩值：M1=Mmax/2=172.95 kN·m。按中间21.9 m范围内的桁架平均承受荷载，每片主桁端部承受的剪力值为：Q1=Qmax/2=31.6 kN。雨水管采用3榀（每榀8片）贝雷片悬吊，单片桁架承受的弯矩值：M2=Mmax/3=160.5 kN·m。按中间21.9 m范围内的桁架平均承受荷载，每片主桁端部承受的剪力值为：Q2=Qmax/3=43.9 kN。查《装配式公路钢桥多用途使用手册》，得：单片桁架容许弯矩M=788.2 kN·mM1M2；单片桁架容许剪力为Q=245.2 kNQ2Q1。3.3贝雷梁挠度计算Wmax=5q2l4/384EI （3）对于均布荷载，其跨中挠度最大。污水管道Wmax1=(5×5.77×21.94)/(384×2.06×1011×1.15)=0.7 cm；雨水管道Wmax2=(5×8.03×21.94)/(384×2.06×1011×1.15)=1 cm。按照类似经验，跨中最大挠度较小，满足施工要求。3.4吊杆计算两道管道使用钢丝绳型号相同，仅计算大直径雨水管道即可。（1）钢丝绳悬吊每米重量。两根管道总重m总=m/l=(1 314+5 106+4 134+7 048)/21.9=803.74 kg=8037.4 kN；雨水管重量m2=m/l=(657+5 106+4 298)/21.9=459.4 kg=4 594 kN。钢丝绳悬吊每4 m一环，则每根钢丝绳悬吊重量为G=9 188 N=9.2 kN。选用8 mm纤维芯钢丝绳，查表得8 mm钢丝绳最小破断力为31 kN，满足要求。（2）每根钢丝绳悬吊重量为9.2 kN，现场选用1 t紧线器即可满足要求。（3）吊耳选用Φ25三级钢筋与贝雷片进行满焊。钢筋最大拉力：F=πr2Rm=540×0.125×0.125×3.14×10=264.9 kN8.03 kN。满足要求。3.5结论贝雷梁内力小于容许内力；雨水管挠度较小，现场采用角钢将两道管道各自悬吊贝雷片相连，增加贝雷片整体性满足施工需要。4结语文章通过简单阐述西安地铁四号线土建施工项目D4TJSG-6标雁南四路站施工中遇到的雨、污水管道悬吊保护方案，说明贝雷桁架在地铁工程管线保护中的应用，此方式简单、经济、可重复利用，且安全性能高。