本文摘要：摘要:深圳市土地資源寶貴，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃西氣東輸二線天然氣管道與深圳外環(huán)高速公路大量路段共用同一走廊，且有5.2km橋梁段存在與西二線近距離并行、交叉等問(wèn)題。由于西二線為超高壓輸氣管道且先于外環(huán)高速開(kāi)工建設(shè)，外環(huán)高速公路開(kāi)工建設(shè)時(shí)西二線已正式投入
摘要:深圳市土地資源寶貴，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃西氣東輸二線天然氣管道與深圳外環(huán)高速公路大量路段共用同一走廊，且有5.2km橋梁段存在與西二線近距離并行、交叉等問(wèn)題。由于西二線為超高壓輸氣管道且先于外環(huán)高速開(kāi)工建設(shè)，外環(huán)高速公路開(kāi)工建設(shè)時(shí)西二線已正式投入運(yùn)營(yíng)。因此，外環(huán)高速橋梁段施工時(shí)大型機(jī)械的振動(dòng)將直接影響運(yùn)營(yíng)燃?xì)夤芫�的安全。此外，高速公路通車運(yùn)營(yíng)時(shí)期的運(yùn)營(yíng)車輛都可能對(duì)近距離并行和穿越高速公路的燃?xì)夤芫�形成安全威脅。為更好的指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)，該文對(duì)近距并行時(shí)的相關(guān)安全影響因素進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:樁基施工,振動(dòng),燃?xì)夤艿?數(shù)值計(jì)算
高速公路論文范文閱讀：淺析高速公路施工對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響以及防護(hù)措施
摘要：中國(guó)高速公路的快速發(fā)展，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)做出了巨大貢獻(xiàn)，與此同時(shí)，高速公路快速建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也日趨嚴(yán)重。為此，分析高速公路建設(shè)過(guò)程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是很有必要的。將從高速公路建設(shè)對(duì)沿線水土、植被、動(dòng)物、水資源以及農(nóng)業(yè)等方面的影響進(jìn)行分析，并提出相關(guān)防護(hù)對(duì)策與措施。
深圳市土地資源寶貴，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃西氣東輸二線天然氣管道與深圳外環(huán)高速公路5.2km的橋梁存在近距離并行與交叉等問(wèn)題。鑒于項(xiàng)目進(jìn)展的不同，西二線將先于深圳外環(huán)工程開(kāi)工建設(shè)，外環(huán)高速公路開(kāi)工建設(shè)時(shí)西二線已正式通氣投入運(yùn)營(yíng)。因此，可能造成外環(huán)高速施工時(shí)局部路段無(wú)法滿足相關(guān)法律法規(guī)[1-4]規(guī)定的安全距離，故外環(huán)高速在今后正常施工時(shí)可能存在重大安全隱患。為更好的指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)，保證外環(huán)的順利施工和西氣東輸項(xiàng)目的安全運(yùn)營(yíng)，在外環(huán)高速設(shè)計(jì)階段就必須對(duì)項(xiàng)目建設(shè)及今后道路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中相關(guān)安全問(wèn)題進(jìn)行分析，以便在設(shè)計(jì)階段及后期運(yùn)營(yíng)階段采取有效的保護(hù)措施，保障兩項(xiàng)目的正常建設(shè)及安全運(yùn)營(yíng)。
1橋梁施工階段安全問(wèn)題分析
外環(huán)高速初步設(shè)計(jì)階段橋梁設(shè)計(jì)外邊線距離西二線管道的距離為7～58m之間，施工中的不安全因素主要有三個(gè)方面:①樁基成孔施工中沖錘自由下落沖擊能產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)運(yùn)營(yíng)天然氣管道安全的影響;②施工期間架橋機(jī)械設(shè)備可能突發(fā)意外造成對(duì)穿越橋梁段管道安全的影響;③后期高速公路運(yùn)營(yíng)車輛對(duì)穿越橋梁段管道安全的影響;通過(guò)對(duì)場(chǎng)地工程水文地質(zhì)條件，道路施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、施工技術(shù)水平、機(jī)械設(shè)備性能、管道設(shè)計(jì)施工參數(shù)進(jìn)行綜合分析，確定采用有限元數(shù)值計(jì)算方法，對(duì)樁基沖擊成孔施工振動(dòng)對(duì)管道的影響進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算。計(jì)算采用有限元非線性分析軟件ABAQUS進(jìn)行。
1.1樁基施工機(jī)械參數(shù)
外環(huán)高速樁基設(shè)計(jì)一般采用1.5m左右的樁徑，開(kāi)孔采用落錘沖擊成孔施工，沖錘重為5t，落錘距離為3m，在計(jì)算過(guò)程中采用自由落體。
1.2西二線管道設(shè)計(jì)參數(shù)及安全評(píng)定指標(biāo)
西二線為世界最長(zhǎng)的跨國(guó)天然氣管道，總長(zhǎng)超過(guò)9102km。管道為直縫埋弧焊超高壓輸氣管鋼管，管徑91.4cm，壁厚25.4mm，埋深1.5m，運(yùn)營(yíng)壓力為4.5MPa。根據(jù)相關(guān)理論經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)規(guī)范，管道設(shè)計(jì)中受外界影響約束時(shí)，其主要安全控制指標(biāo)及最大承受能力參數(shù)上限值如下:(1)鋼管截面徑向變形量要求:鋼管截面失穩(wěn)最大徑向變形量2.742cm。(2)振動(dòng)速率要求:公路施工造成的振動(dòng)到達(dá)在管道處的最大垂直振動(dòng)速度應(yīng)≤10cm/s。
1.3模擬計(jì)算
對(duì)于振動(dòng)對(duì)運(yùn)營(yíng)燃?xì)夤艿赖挠绊懓匆话愎r和特殊工況兩類考慮。一般工況是指施工中的大多數(shù)情況下，主要考慮距離燃?xì)夤茌^近距離范圍內(nèi)僅有一根樁基施工的情況，分析計(jì)算僅考慮一根樁基施工產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)不同距離位置管道的影響。特殊工況是指正常施工時(shí)可能出現(xiàn)兩根樁基同時(shí)沖擊成孔的極端情況，當(dāng)兩根對(duì)角相鄰的樁基同時(shí)沖孔施工時(shí)，振動(dòng)能對(duì)運(yùn)營(yíng)燃?xì)夤艿挠绊懽畲�，在進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)需重點(diǎn)考慮。橋梁布設(shè)段經(jīng)過(guò)的主要地質(zhì)巖性區(qū)域表層為粉質(zhì)粘土厚度7.8m，下部為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。
1.3.1一般工況計(jì)算
隨著震動(dòng)距離的增加，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的震動(dòng)速率呈現(xiàn)指數(shù)下降趨勢(shì)，在震動(dòng)距離為5m時(shí)其最大震動(dòng)速率為12.3cm/s，超過(guò)規(guī)范值(10cm/s);當(dāng)震動(dòng)距離為10m時(shí)，最大震動(dòng)速率迅速降低到6.5cm/s，滿足規(guī)范要求。根據(jù)曲線展示，當(dāng)震動(dòng)距離為7m左右是，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最大震動(dòng)速率約為10cm/s。從中可以看出管道的水平方向的徑向變形與垂直向的徑向變形近似呈現(xiàn)對(duì)稱性，即:當(dāng)管道在水平方向擴(kuò)張時(shí)，則在垂直方向上呈現(xiàn)壓縮狀態(tài);而當(dāng)管道在水平方向壓縮時(shí)，則在垂直方向上呈現(xiàn)擴(kuò)張狀態(tài)。
但從總的變形量上來(lái)看，該工況下的變形量小于0.2mm遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求(最大徑向變形量2.742cm)。根據(jù)上述分析，當(dāng)夯錘落距為3m時(shí)管道的徑向變形也不是控制管道穩(wěn)定的主要因素，而管道附近土體的震動(dòng)速度則是主要的控制因素。根據(jù)上述分析，當(dāng)夯擊點(diǎn)距管道的垂直距離約為7m時(shí)，管道附近土體的最大震動(dòng)速率約為10cm/s。因此，單樁施工的情況下，最小的震動(dòng)安全距離約為7m。
1.3.2特殊工況計(jì)算
兩根樁基同時(shí)施工時(shí)，在計(jì)算過(guò)程中分別對(duì)距離夯擊點(diǎn)最近位置(S點(diǎn))及距離兩根施工樁排對(duì)稱中心最近位置(M點(diǎn))的土體運(yùn)動(dòng)速度及管道的變形進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。振動(dòng)引起管道處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度及管道徑向變形值的計(jì)算結(jié)果。在當(dāng)夯擊距離較近的情況下(小于20m時(shí))S點(diǎn)土體的震動(dòng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于M點(diǎn)土體的震動(dòng)速率，而后隨著震動(dòng)距離的增加，兩點(diǎn)間震動(dòng)速率的差異性越來(lái)越小，這主要是由于隨著震動(dòng)距離的增加，兩個(gè)夯擊點(diǎn)產(chǎn)生的震動(dòng)波到達(dá)M點(diǎn)及S點(diǎn)的差異性越來(lái)越小，由此產(chǎn)生的震動(dòng)差異性也逐漸減小。
當(dāng)震動(dòng)距離為5m時(shí)M點(diǎn)及S點(diǎn)土體的震動(dòng)速率均不滿足規(guī)范要求;當(dāng)震動(dòng)距離為10m是S點(diǎn)不滿足震動(dòng)速率要求，而M點(diǎn)滿足;當(dāng)震動(dòng)距離超過(guò)20m是M點(diǎn)和S點(diǎn)土體的震動(dòng)速率均滿足要求。在所計(jì)算的工況內(nèi)管道的徑向壓縮及徑向擴(kuò)張量基本小于0.6mm，均滿足規(guī)范要求的2.742cm，因此，該工況下管道的徑向變形也不是控制管道穩(wěn)定的主要因素。此外，當(dāng)震動(dòng)距離約為16m時(shí)S點(diǎn)剛滿足震動(dòng)速率要求，M點(diǎn)也滿足。綜上分析可知，當(dāng)夯擊高度為3m且兩個(gè)樁基同時(shí)施工時(shí)最小的震動(dòng)安全距離為16m。
2穿越橋梁段管道安全影響分析
西二線管道穿越外環(huán)橋梁時(shí)，為保障管道距離兩側(cè)施工樁基有足夠的安全距離，采用垂直于路線走向沿橋梁跨中穿過(guò)的方案，并保證管道距離樁基位置不小于16m�？紤]到管道位于橋梁正投影下方的段落上方有架橋設(shè)備和施工機(jī)械通過(guò)，任何施工意外(構(gòu)件或設(shè)備可能出現(xiàn)意外墜落砸中管道)都可能對(duì)其下方的運(yùn)營(yíng)燃?xì)夤艿腊踩珮?gòu)成威脅。
因此，西二線管道施工時(shí)，在橋下穿越段設(shè)置箱涵保護(hù)。雖然西二線在橋下穿跨段采用了箱涵保護(hù)，但到后期運(yùn)營(yíng)階段如發(fā)生交通意外，車輛沖出路基仍可能砸中管道。由于管道埋深較淺，安全存在重大隱患，因此，在橋梁跨越區(qū)兩側(cè)征地界限外15m范圍，管道采用套管進(jìn)行保護(hù)。
3結(jié)論
隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展，公路路線與運(yùn)營(yíng)燃?xì)夤芫�近距離并行，且施工中相互干擾的情況會(huì)越來(lái)越多。深圳外環(huán)高速項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)橋梁施工及后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中諸多影響燃?xì)夤艿肋\(yùn)營(yíng)安全的因素進(jìn)行分析認(rèn)為:①為保證安全，橋梁樁基與運(yùn)營(yíng)燃?xì)夤艿赖陌踩嚯x應(yīng)不小于16m;②管道穿越橋梁段落應(yīng)采取涵、管進(jìn)行保護(hù);③在橋梁跨越區(qū)兩側(cè)征地界限外15m范圍，要求管道采用套管進(jìn)行保護(hù)。分析結(jié)論對(duì)橋梁施工過(guò)程中安全距離的控制以及采取合理的保護(hù)措施都具有重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)也為類似工程項(xiàng)目提供借鑒。
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