通信工程施工論文光纜斜拉式保護

　　[摘 要]通常在基坑開挖施工中，對既有管線進行保護主要方法有拆遷、改移和懸吊等。但對于通信光(電)纜的保護，拆遷和改移的方法造成的損失非常巨大，針對原地保護提出斜拉的新方法。

　　[關(guān)鍵詞]管線保護,斜拉,塔架

　　1 . 前言

　　伴隨著國民經(jīng)濟的不斷增強，城市改造工程也在各地如火如荼地進行,各城市因此面貌一新。隨著高層建筑和大型公共建筑的不斷興建，地下工程也日益增多，在施工過程中常常會出現(xiàn)因施工造成地下既有管線破壞問題，不僅給國家經(jīng)濟造成損失而且對社會生活各方面造成不良影響。因此，施工過程中對既有管線保護問題越來越受到人們的關(guān)注。通常在基坑開挖施工中，對既有管線進行保護主要方法有拆遷、改移和懸吊等。但對于通信光(電)纜的保護，拆遷和改移的方法造成的損失是非常巨大的，所以通常都盡可能采取原地保護的方法。

　　2 . 工程概況

　　無錫市土地交易市場位于無錫市太湖廣場以南，運河?xùn)|路以東，九里基地塊北側(cè)。工程占地總面積10190m2，總建筑面積35953m2。工程地下一層，地上二十二層;建筑高度95.2m。本工程基坑開挖尺寸為122m×56.4m，在地下室覆土區(qū)域內(nèi)有一組通信光纜穿過。在該工程基坑開挖過程中，為加快施工進度，采用了通訊光纜斜拉式保護技術(shù)。

　　3 . 施工方案的選擇與確定

　　3.1方案一(懸吊法)

　　即在基坑外設(shè)置柱墩，在柱墩上架設(shè)鋼桁架(梁)，然后用吊筋(索)將要保護的管線懸吊架空。該方法主要應(yīng)用于跨度不大的基坑。本工程基坑跨度達到56.4m，為克服鋼桁架自身撓度就必須把鋼桁架截面做大，增加工程成本。因此，該方案被業(yè)主否定。

　　3.2方案二(支撐法)

　　即沿管線設(shè)置打設(shè)若干支撐樁支撐管線。由于工程地下室深度達到-6.25m，打入支撐樁需要打樁機進場，并且打入支撐樁后給地下室底板、頂板的防水帶來隱患。該方案也被否定。

　　3.2方案三(斜拉法)

　　該方法借鑒橋梁工程中斜拉橋的設(shè)計原理，通過由基坑外塔架和坑內(nèi)外鋼纜組成斜拉懸掛系統(tǒng)，將鋼托架梁及其上的光(電)纜吊在基坑上空。利用斜拉索的多個斜拉點使托架梁形成多跨連續(xù)梁(當(dāng)管線為金屬管線時可直接利用管線本身的強度)，從而減小托架梁斷面。斜拉索將荷載傳遞給基坑外塔架，而由于斜拉對塔架產(chǎn)生的水平分力，也由塔架后設(shè)置的攬風(fēng)繩來抵抗。(見圖一)

　　4 . 斜拉式保護設(shè)計

　　4.1設(shè)計參數(shù)：

　　基坑跨度56.4m，通訊光纜采用φ100鍍鋅鋼管進行保護，每組6根。由于φ100鍍鋅鋼管有自身強度，故采用在斜拉位置設(shè)置短托架，把φ100鍍鋅鋼管看做連續(xù)梁，對鋼管進行強度和撓度驗算。

　　4.2通訊光纜保護管驗算：

　　光纜自重G2=5kg/m。

　　每個光纜荷載：q=(10.85+5)×9.8×1.2=0.19kN/m

　　每組光纜荷載：q=0.19×6=1.14kN/m

　　計算整組管線荷載時，應(yīng)考慮托架自重及鍍鋅鋼管間夾雜泥土因素。

　　六組鋼管間夾雜泥土重量：2788.655×2×10-3×1.8×9.8=98N/m

　　托架自重：(7.85×0.39+1.2×7.398)×8×9.8/56.4=16.6N/m

　　合計增加荷載為：98+16.6=114.6N/m≈0.12kN/m

　　整組管線荷載為：1.14+0.12=1.26kN/m

　　經(jīng)計算得：Mmax=6.13 kN.m，ω=9.30mm。

　　其支座反力從左到右分別為：3.68kN、9.66kN、6.93kN、7.72kN、7.52kN、7.52kN、7.72kN、6.93kN、9.66kN、3.68kN。

　　單根鋼管強度計算：σ=M/W=6130000/36727.9739×6=166.90N/mm2<[f]=215 N/mm2，滿足要求。

　　撓度最大值9.30mm，滿足要求。

　　4.3鋼絲繩選擇

　　經(jīng)計算：對拉索1所承受的拉力為F1=13.21kN;對拉索2所承受的拉力為F2=12.72kN;對拉索3所承受的拉力為F1=18.27kN;對拉索4所承受的拉力為F1=21.99kN鋼絲繩驗算，按拉索4進行驗算。

　　選擇6×19鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強度1550MPa，直徑17mm。，其破斷拉力總和為167.5kN。

　　4.4間隔式托架計算

　　1、吊耳焊縫驗算

　　吊耳按拉索4水平分力進行驗算。

　　2、夾具螺栓驗算：

　　夾具螺栓采用φ16普通螺栓，共6個，按拉索4水平分力進行驗算。

　　4.5、塔架計算：

　　塔架主肢擬選用4-L70×7，基本參數(shù)：A，=9.42cm2,I=43.09cm4,Z0=1.99cm,i=1.38cm。綴條選用L50×5，其參數(shù)為A1=4.80cm2,i=0.98cm。截面為1500×1500，每節(jié)1.5m，全高9.0m。

　　計算塔架時，需考慮塔架自重、風(fēng)荷載計算、由拉索產(chǎn)生的水平分力和垂直分力、及纜風(fēng)繩的垂直和水平分力。

　　經(jīng)計算，塔架中部彎矩為M=87.62kN.m，G=102.23kN

　　1) 塔架的整體穩(wěn)定性驗算：

　　2) 主肢型鋼單肢穩(wěn)定性驗算

　　除對塔架進行整體穩(wěn)定性及主肢型鋼進行驗算外，還應(yīng)對綴條、塔架底部焊縫驗算，經(jīng)驗算均符合要求。

　　4.6懸掛系統(tǒng)出平面水平位移驗算

　　整個懸掛系統(tǒng)由于高度較低;并且管線位于地坪以下，受風(fēng)力較小，經(jīng)驗算整個懸掛系統(tǒng)出平面位移較小，滿足要求。

　　5 . 工藝流程及操作要點

　　5.1 工藝流程

　　開挖樣洞→托架、塔架制作、塔架基礎(chǔ)→塔架安裝→人工開挖管線、托架安裝→斜拉索安裝及索形、應(yīng)力調(diào)整→基坑開挖

　　5.2 主要施工要點

　　1) 在距離基坑坡頂距離為2m設(shè)置800厚C20混凝土塔架基礎(chǔ)，基礎(chǔ)下土層用打夯機夯實。塔架基礎(chǔ)根據(jù)現(xiàn)場實際情況設(shè)置成整板或者雙條形基礎(chǔ)。塔架基礎(chǔ)澆筑前，根據(jù)塔架尺寸在塔架底腳位置預(yù)埋200×200×10鋼板，錨筋為4Ф14，L=400。預(yù)埋鋼板用水準儀嚴格控制在同一標(biāo)高處，并嚴格控制鋼板水平度 。

　　2) 在塔架后方設(shè)置2000×1000×800混凝土錨碇，錨碇后方用4根φ48鋼管打入土中2.5m。錨碇上設(shè)置φ20拉環(huán)，每邊錨入混凝土700。

　　3) 為保證塔架的整體穩(wěn)定性，塔架可制作成梯形。斜拉索可直接扣在塔架頂面水平桿上，采取必要的加強措施：可用2根5#角鋼將拉點位置與對邊角點焊接。

　　4) 鋼絲繩拉索收緊前，人工用鋼管將安裝好的托架向上做千分之三起拱，隨即用緊線機收緊鋼絲繩，防止土方開挖后鋼絲繩受力伸長使管線撓度過大。

　　5) 在挖土中出現(xiàn)隨時觀察管線下墜及撓度狀況，可以通過調(diào)節(jié)鋼絲繩上的花籃螺栓以調(diào)整鋼絲繩的長度，達到控制拉索索形和內(nèi)部應(yīng)力的目的。

　　6) 基坑開挖過程中，專人負責(zé)檢查管線保護工作的巡視和檢查，密切觀察管線在基坑開挖過程中的變形大小。管線在開挖后，如發(fā)現(xiàn)管線局部撓度加大，應(yīng)立即采取有效的措施進行處理，一般可采用局部加設(shè)頂撐的方法進行補救。

　　6 . 結(jié)束語

　　本方法施工工藝簡單、易操作，減少人工投入。與傳統(tǒng)改移的保護方法相比，避免了光纜使用中斷而造成的重大損失;相對懸吊法，材料用量小，費用低。尤其在較大跨度基坑開挖的管線保護中，更顯出本方法的優(yōu)越性。

　　參考文獻：

　　1. 《建筑施工手冊》第四版

　　2. 江正榮.建筑施工計算手冊.中國建筑工業(yè)出版社

　　3. 徐蓉等.建筑施工安全計算.中國建筑工業(yè)出版社