[摘 要]通常在基坑开挖施工中，对既有管线进行保护主要方法有拆迁、改移和悬吊等。但对于通信光(电)缆的保护，拆迁和改移的方法造成的损失非常巨大，针对原地保护提出斜拉的新方法。
[关键词]管线保护,斜拉,塔架
1 . 前言
伴随着国民经济的不断增强，城市改造工程也在各地如火如荼地进行,各城市因此面貌一新。随着高层建筑和大型公共建筑的不断兴建，地下工程也日益增多，在施工过程中常常会出现因施工造成地下既有管线破坏问题，不仅给国家经济造成损失而且对社会生活各方面造成不良影响。因此，施工过程中对既有管线保护问题越来越受到人们的关注。通常在基坑开挖施工中，对既有管线进行保护主要方法有拆迁、改移和悬吊等。但对于通信光(电)缆的保护，拆迁和改移的方法造成的损失是非常巨大的，所以通常都尽可能采取原地保护的方法。
2 . 工程概况
无锡市土地交易市场位于无锡市太湖广场以南，运河东路以东，九里基地块北侧。工程占地总面积10190m2，总建筑面积35953m2。工程地下一层，地上二十二层;建筑高度95.2m。本工程基坑开挖尺寸为122m×56.4m，在地下室覆土区域内有一组通信光缆穿过。在该工程基坑开挖过程中，为加快施工进度，采用了通讯光缆斜拉式保护技术。
3 . 施工方案的选择与确定
3.1方案一(悬吊法)
即在基坑外设置柱墩，在柱墩上架设钢桁架(梁)，然后用吊筋(索)将要保护的管线悬吊架空。该方法主要应用于跨度不大的基坑。本工程基坑跨度达到56.4m，为克服钢桁架自身挠度就必须把钢桁架截面做大，增加工程成本。因此，该方案被业主否定。
3.2方案二(支撑法)
即沿管线设置打设若干支撑桩支撑管线。由于工程地下室深度达到-6.25m，打入支撑桩需要打桩机进场，并且打入支撑桩后给地下室底板、顶板的防水带来隐患。该方案也被否定。
3.2方案三(斜拉法)
该方法借鉴桥梁工程中斜拉桥的设计原理，通过由基坑外塔架和坑内外钢缆组成斜拉悬挂系统，将钢托架梁及其上的光(电)缆吊在基坑上空。利用斜拉索的多个斜拉点使托架梁形成多跨连续梁(当管线为金属管线时可直接利用管线本身的强度)，从而减小托架梁断面。斜拉索将荷载传递给基坑外塔架，而由于斜拉对塔架产生的水平分力，也由塔架后设置的揽风绳来抵抗。(见图一)
4 . 斜拉式保护设计
4.1设计参数：
基坑跨度56.4m，通讯光缆采用φ100镀锌钢管进行保护，每组6根。由于φ100镀锌钢管有自身强度，故采用在斜拉位置设置短托架，把φ100镀锌钢管看做连续梁，对钢管进行强度和挠度验算。
4.2通讯光缆保护管验算：
光缆自重G2=5kg/m。
每个光缆荷载：q=(10.85+5)×9.8×1.2=0.19kN/m
每组光缆荷载：q=0.19×6=1.14kN/m
计算整组管线荷载时，应考虑托架自重及镀锌钢管间夹杂泥土因素。
六组钢管间夹杂泥土重量：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
合计增加荷载为：98+16.6=114.6N/m≈0.12kN/m
整组管线荷载为：1.14+0.12=1.26kN/m
经计算得：Mmax=6.13 kN.m，ω=9.30mm。
其支座反力从左到右分别为：3.68kN、9.66kN、6.93kN、7.72kN、7.52kN、7.52kN、7.72kN、6.93kN、9.66kN、3.68kN。
单根钢管强度计算：σ=M/W=6130000/36727.9739×6=166.90N/mm2<[f]=215 N/mm2，满足要求。
挠度最大值9.30mm，满足要求。
4.3钢丝绳选择
经计算：对拉索1所承受的拉力为F1=13.21kN;对拉索2所承受的拉力为F2=12.72kN;对拉索3所承受的拉力为F1=18.27kN;对拉索4所承受的拉力为F1=21.99kN钢丝绳验算，按拉索4进行验算。
选择6×19钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径17mm。，其破断拉力总和为167.5kN。
4.4间隔式托架计算
1、吊耳焊缝验算
吊耳按拉索4水平分力进行验算。
2、夹具螺栓验算：
夹具螺栓采用φ16普通螺栓，共6个，按拉索4水平分力进行验算。
4.5、塔架计算：
塔架主肢拟选用4-L70×7，基本参数：A，=9.42cm2,I=43.09cm4,Z0=1.99cm,i=1.38cm。缀条选用L50×5，其参数为A1=4.80cm2,i=0.98cm。截面为1500×1500，每节1.5m，全高9.0m。
计算塔架时，需考虑塔架自重、风荷载计算、由拉索产生的水平分力和垂直分力、及缆风绳的垂直和水平分力。
经计算，塔架中部弯矩为M=87.62kN.m，G=102.23kN
1) 塔架的整体稳定性验算：
2) 主肢型钢单肢稳定性验算
除对塔架进行整体稳定性及主肢型钢进行验算外，还应对缀条、塔架底部焊缝验算，经验算均符合要求。
4.6悬挂系统出平面水平位移验算
整个悬挂系统由于高度较低;并且管线位于地坪以下，受风力较小，经验算整个悬挂系统出平面位移较小，满足要求。
5 . 工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
开挖样洞→托架、塔架制作、塔架基础→塔架安装→人工开挖管线、托架安装→斜拉索安装及索形、应力调整→基坑开挖
5.2 主要施工要点
1) 在距离基坑坡顶距离为2m设置800厚C20混凝土塔架基础，基础下土层用打夯机夯实。塔架基础根据现场实际情况设置成整板或者双条形基础。塔架基础浇筑前，根据塔架尺寸在塔架底脚位置预埋200×200×10钢板，锚筋为4Ф14，L=400。预埋钢板用水准仪严格控制在同一标高处，并严格控制钢板水平度 。
2) 在塔架后方设置2000×1000×800混凝土锚碇，锚碇后方用4根φ48钢管打入土中2.5m。锚碇上设置φ20拉环，每边锚入混凝土700。
3) 为保证塔架的整体稳定性，塔架可制作成梯形。斜拉索可直接扣在塔架顶面水平杆上，采取必要的加强措施：可用2根5#角钢将拉点位置与对边角点焊接。
4) 钢丝绳拉索收紧前，人工用钢管将安装好的托架向上做千分之三起拱，随即用紧线机收紧钢丝绳，防止土方开挖后钢丝绳受力伸长使管线挠度过大。
5) 在挖土中出现随时观察管线下坠及挠度状况，可以通过调节钢丝绳上的花篮螺栓以调整钢丝绳的长度，达到控制拉索索形和内部应力的目的。
6) 基坑开挖过程中，专人负责检查管线保护工作的巡视和检查，密切观察管线在基坑开挖过程中的变形大小。管线在开挖后，如发现管线局部挠度加大，应立即采取有效的措施进行处理，一般可采用局部加设顶撑的方法进行补救。
6 . 结束语
本方法施工工艺简单、易操作，减少人工投入。与传统改移的保护方法相比，避免了光缆使用中断而造成的重大损失;相对悬吊法，材料用量小，费用低。尤其在较大跨度基坑开挖的管线保护中，更显出本方法的优越性。
参考文献：
1. 《建筑施工手册》第四版
2. 江正荣.建筑施工计算手册.中国建筑工业出版社
3. 徐蓉等.建筑施工安全计算.中国建筑工业出版社