淺談地鐵施工中電力管廊原位懸吊保護(hù)技術(shù)應(yīng)用

1、淺談地鐵施工中電力管廊原位懸吊保護(hù)技術(shù)應(yīng)用王群善 武 辰 張建國(guó)摘 要 長(zhǎng)沙地鐵4號(hào)線某地鐵站2號(hào)出入口、3號(hào)出入口附屬結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一條220KV電力管廊距基坑僅0.26m，由于該管廊對(duì)片區(qū)影響極大，無(wú)法進(jìn)行遷改，通過(guò)多次召開(kāi)專(zhuān)家論證會(huì)并經(jīng)電力公司討論研究決定，對(duì)該電力管廊采取原位懸吊保護(hù)，本文就該項(xiàng)施工技術(shù)進(jìn)行介紹，供類(lèi)似工程參考借鑒。關(guān)鍵詞 地鐵 電力管廊 懸吊保護(hù) 施工技術(shù) 借鑒1 工程概況1.1 工程簡(jiǎn)況長(zhǎng)沙地鐵4號(hào)線某地鐵車(chē)站是地下三層車(chē)站，基坑長(zhǎng)度150m、標(biāo)準(zhǔn)寬度22.9m、深度27m，車(chē)站采用明挖順作法施工，車(chē)站共設(shè)置3個(gè)出入口、2組風(fēng)亭。車(chē)站北側(cè)附屬為2、3號(hào)出入口，

2、北側(cè)管線主要有東西走向內(nèi)徑2000的污水管，距離出入口結(jié)構(gòu)最小凈距約6.5m；另有沿東西走向有220kV高壓電管廊，管廊外壁距2、3號(hào)出入口結(jié)構(gòu)外墻最小凈距分別約0.37m和0.26m。具體位置見(jiàn)圖1。圖1 2、3號(hào)出入口與電力管廊平面位置關(guān)系示意圖1.2 出入口與電力管廊的相互關(guān)系車(chē)站北側(cè)附屬場(chǎng)地現(xiàn)狀地面東高西低，現(xiàn)狀標(biāo)高約為43.3447.17m。220kV砼電力管廊從車(chē)站東側(cè)沿西南-東北方向穿行，并在3號(hào)出入口口部北側(cè)轉(zhuǎn)折呈東西方向敷設(shè)，在基坑范圍內(nèi)管頂標(biāo)高為42.1244.82，跟地面坡向一致。電力管廊內(nèi)徑為2.1m（寬）×1.95m（高），管壁厚0.3m。2、3號(hào)北側(cè)電力管

3、廊基本上沿2、3號(hào)口口部平行布置，管廊外壁距2、3號(hào)出入口結(jié)構(gòu)外墻最小凈距分別約0.37m和0.26m。2、3號(hào)出入口另一側(cè)緊鄰道路側(cè)平石布置。2、3號(hào)出入口口部基坑寬度為7.2m，基坑深約9.5m，頂板埋深為0.32.5m。2 施工總體方案220kV電力管廊為重要民生工程，遷改難度極大，為減小基坑開(kāi)挖時(shí)對(duì)電力管廊的影響，將北側(cè)基坑外擴(kuò)，鄰近管廊側(cè)采用砼縱橫支撐，縱向砼支撐中間設(shè)置中立柱。待電力管廊挖出后，在電力管廊底部每個(gè)吊點(diǎn)墊上鋼板及14型鋼，并在型鋼兩端通過(guò)16b槽鋼框架將電力管廊固定在砼支撐上。槽鋼與槽鋼之間采用4個(gè)M20高強(qiáng)螺栓固定并焊接，分段開(kāi)挖，分段懸吊。在基坑開(kāi)挖至坑底時(shí)，施作

4、砼基座，并采用609鋼管支頂住電力管廊底部。3 施工工藝3.1 懸吊保護(hù)施工方法電力管廊懸吊采用“掏空托底懸吊固定開(kāi)挖支頂”的施工順序，分段依序進(jìn)行，施工時(shí)嚴(yán)格按照“挖一段、托一段、吊一段，頂一段”的原則，嚴(yán)禁大面積長(zhǎng)距離開(kāi)挖暴露電力管廊，分段有序進(jìn)行懸吊施工。施工工序見(jiàn)表1。表1 電力管廊保護(hù)方案施工工序序號(hào)施工步驟施工示意圖備注1根據(jù)施工單位實(shí)測(cè)的管廊位置，采用人工開(kāi)挖探明，開(kāi)挖時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注不影響后續(xù)圍護(hù)樁施工。2施作基坑周邊圍護(hù)樁、旋噴樁、中立柱及冠梁，并施作第一道砼縱橫支撐。3將電力管廊懸吊位置底部局部掏空，迅速對(duì)電力管廊底部進(jìn)行鋼板、工字鋼托底，并進(jìn)行槽鋼框架焊接及螺栓連接，將電力管

5、廊進(jìn)行懸吊。嚴(yán)禁大面積長(zhǎng)距離開(kāi)挖暴露電力管廊，須分段有序進(jìn)行懸吊施工。4對(duì)電力管廊下部繼續(xù)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，及時(shí)施作砼基座，并采用609鋼管支頂電力管廊底部，保證鋼管支頂頂部鋼板與電力管廊底部密貼，以便均布受力。需保證鋼管支頂砼基座施作在穩(wěn)定的地層上，避免后期產(chǎn)生沉降。5電力管廊懸吊及支頂?shù)轿缓?，再進(jìn)行其它地段的基坑開(kāi)挖、支撐架設(shè)，及出入口結(jié)構(gòu)施作。6出入口結(jié)構(gòu)施作完畢后，對(duì)電力管廊底部采用C20素砼回填密實(shí)。7待回填C20混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，拆除懸吊保護(hù)系統(tǒng)及第一道支撐，管廊側(cè)面及頂部采用人工進(jìn)行土方回填至規(guī)劃地面高程，施作地面上建筑、草坪等。3.2 電力管廊處圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工地鐵車(chē)站附屬結(jié)構(gòu)2、3

6、號(hào)出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用8001000鉆孔灌注樁+樁間止水型式。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工前，按照電力公司和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的電力管廊測(cè)量數(shù)據(jù)，人工開(kāi)挖至電力管廊頂部，探明電力管廊的位置后，再開(kāi)始圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁和旋噴樁施工。由于該地鐵車(chē)站2、3號(hào)出入口的附屬結(jié)構(gòu)北側(cè)圍護(hù)樁施工距離電力管廊約距離1.5m，為防止鉆孔灌注樁施工時(shí)對(duì)電力管廊造成破壞，在鉆孔灌注樁施工時(shí)，采取如下措施：（1）鉆機(jī)就位必須穩(wěn)固、周正、水平，確?！疤燔?chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)中心、樁位中心”三點(diǎn)成一線。（2）安裝鉆機(jī)前，底架應(yīng)墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷。鉆頭或鉆桿中心與護(hù)筒中心偏差不得大于5cm。（3）孔位必須準(zhǔn)確，孔壁成型要求鉛直、圓順、堅(jiān)實(shí)。（4）

7、鉆孔時(shí)，孔內(nèi)水位宜高于護(hù)筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。（5）鉆孔時(shí)，提起或者下落鉆頭要?jiǎng)蛩伲荒芎隹旌雎?。?）鉆孔作業(yè)應(yīng)不間斷進(jìn)行，因故停鉆時(shí)，應(yīng)將鉆頭提離孔底5m以上。（7）鉆孔過(guò)程中及時(shí)將鉆出的土層與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行校核，發(fā)現(xiàn)較大偏差的及時(shí)與設(shè)計(jì)聯(lián)系。（8）鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)值后，對(duì)鉆孔質(zhì)量（如孔位、孔徑、孔深等）進(jìn)行檢查，并填寫(xiě)相應(yīng)記錄表。（9）孔位偏差不得大于5cm。（10）鉆機(jī)安裝后調(diào)整好桅桿的垂直度和鉆機(jī)的水平度。3.3 電力管廊覆蓋土開(kāi)挖為探明電力管廊的位置、規(guī)格、形狀、大小，保證電力管廊覆蓋土開(kāi)挖過(guò)程中不對(duì)其產(chǎn)生破壞，避免電力管廊懸吊施工發(fā)生意外，采取措施如下：（

8、1）測(cè)量隊(duì)放線確定電力管廊范圍。（2）開(kāi)挖時(shí)，先沿灰線直邊切出槽邊的輪廓線。自上而下分層開(kāi)挖每層以60cm為宜，從開(kāi)挖端部逆向倒退按踏步型挖掘，每層清底和出碴,然后逐步挖掘。在人工開(kāi)挖過(guò)程中適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行合理放坡，挖土?xí)r保證邊坡和直立壁的穩(wěn)定。（3）人工開(kāi)挖范圍四周用警戒線封閉，夜間設(shè)置反光標(biāo)志牌或警戒燈。（4）調(diào)配有管線開(kāi)挖經(jīng)驗(yàn)的人員帶班進(jìn)行施工，開(kāi)挖時(shí)，工人穿戴好安全帽、絕緣膠底鞋、反光衣等防護(hù)用品。（5）開(kāi)挖過(guò)程中，如碰到混凝土等堅(jiān)硬物體立即停挖，改用鍬、鏟小心操作，防止破壞混凝土結(jié)構(gòu)。（6）安全檢查人員對(duì)管廊開(kāi)挖作業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行旁站，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、整改存在的各種事故隱患，保障開(kāi)挖挖作業(yè)的施工安

9、全和作業(yè)人員的人身安全。（7）電力電纜兩側(cè)3m及開(kāi)挖深度3m范圍的土方采用人工開(kāi)挖，并安排專(zhuān)人指揮電纜附近土方的機(jī)械開(kāi)挖，整個(gè)施工過(guò)程中嚴(yán)禁挖掘機(jī)等施工機(jī)械碰撞到電力電纜。（8）基坑土方開(kāi)挖前做好詳細(xì)的安全應(yīng)急預(yù)案; 施工期間設(shè)專(zhuān)人對(duì)埋地做好監(jiān)護(hù)，對(duì)監(jiān)護(hù)人員嚴(yán)格做好交底。監(jiān)護(hù)人員對(duì)管線和懸吊結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行24h巡查，發(fā)現(xiàn)異常情況緊急上報(bào)，必要時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。3.4 電力管廊原位懸吊及頂托保護(hù)施工2號(hào)出入口電力管廊跨本站24m，分8段進(jìn)行開(kāi)挖施工，每段長(zhǎng)3m，并分3層開(kāi)挖，本文以2號(hào)出入口為例詳細(xì)說(shuō)明其施工過(guò)程。第一層挖至電力管廊頂部；第二層至電力管廊底部，然后掏槽開(kāi)挖，施做懸吊型鋼架；第三層至基

10、坑底部，施做支頂基礎(chǔ)及鋼管支頂。分層開(kāi)挖示意圖見(jiàn)圖2。圖2 分層開(kāi)挖示意圖在人工開(kāi)挖至管廊底部高程時(shí)，在電力管廊底部采用掏槽開(kāi)挖，在滿(mǎn)足懸吊施工的前提下，迅速將槽鋼+工字鋼+鋼板懸吊框架施作到位。在電力管廊底部每個(gè)吊點(diǎn)墊上鋼板及14型鋼，并在型鋼兩端通過(guò)16b槽鋼框架將電力管廊固定在砼支撐上。槽鋼與槽鋼之間采用4個(gè)M20高強(qiáng)螺栓固定并焊接，分段開(kāi)挖，分段懸吊。角鋼連接時(shí),螺栓采用10.9級(jí)抗剪型高強(qiáng)螺栓M20，連接處構(gòu)件接觸面的處理方法采用噴砂（丸），摩擦面抗滑移系數(shù)取0.5。角焊縫采用E43型焊條手工焊,焊縫長(zhǎng)度一律滿(mǎn)焊。懸吊型鋼框架懸掛于混凝土支撐后，在兩個(gè)框架之間均勻架設(shè)4個(gè)工14鋼，且

11、在工字鋼上鋪設(shè)t=10mm厚鋼板作為電力管廊的支撐板系統(tǒng)，為保證支撐鋼板與電力管廊底面完全密貼，在電力管廊底面與鋼板面之間設(shè)置一塊10mm厚橡膠墊。采用在電力管廊底部變形縫位置增設(shè)擴(kuò)大鋼板，確保鋼板覆蓋住變形縫。變形縫兩側(cè)懸吊框架應(yīng)同時(shí)施作，并確保兩側(cè)懸吊點(diǎn)的工字鋼托架與擴(kuò)大鋼板密貼，在電力管廊底面與鋼板面之間設(shè)置一塊10mm厚橡膠墊，使電力管廊變形縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生相對(duì)位移。開(kāi)挖至基坑底部時(shí)，在電力管廊中心基坑底部新澆C30砼基礎(chǔ)1m×1m×0.5m。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，采用臨時(shí)支撐609鋼管頂托，鋼管支頂頂部鋼板與電力管廊底部密貼，在電力管廊底面與鋼板面之間設(shè)置一塊1

12、0mm厚橡膠墊。在附屬結(jié)構(gòu)底板澆筑時(shí)，電力管廊底部基坑采用C20素混凝土進(jìn)行回填，待結(jié)構(gòu)側(cè)墻、結(jié)構(gòu)頂板施工完成后，采用人工土方回填至規(guī)劃地面高程。3.5 電力管廊與圍護(hù)結(jié)構(gòu)交叉處加固保護(hù)電力管廊與圍護(hù)結(jié)構(gòu)交叉處，圍護(hù)樁樁測(cè)距離管廊兩側(cè)控制不小于30cm，管廊底部?jī)蓚?cè)鉆孔樁之間設(shè)2道橫梁，在開(kāi)挖至電力管廊底部高程后，立即澆筑管廊底部橫梁，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行下一步開(kāi)挖施工。電力管廊底部至基底高程圍護(hù)結(jié)構(gòu)交叉區(qū)域采用超強(qiáng)小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固，水平注漿孔采用42mm超前小導(dǎo)管，俯角10°，注漿材料為單液水泥漿，孔口管應(yīng)埋設(shè)牢固，電力管廊頂部超前小導(dǎo)管施工精度務(wù)必嚴(yán)格控制，嚴(yán)禁與電力管廊結(jié)構(gòu)

13、產(chǎn)生沖突。加固完成后，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行植筋，進(jìn)行模筑砼施工?；臃謱娱_(kāi)挖以及模筑每次循環(huán)尺寸不大于1.5m，開(kāi)挖后立即進(jìn)行模筑混凝土澆筑以及小導(dǎo)管注漿加固。3.6 電力管廊開(kāi)挖區(qū)范圍以外保護(hù)電力管廊覆蓋土保留段與開(kāi)挖區(qū)采用人工開(kāi)挖成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，并在周邊設(shè)置明顯警示標(biāo)識(shí)，安排專(zhuān)職安全員進(jìn)行旁站，保證機(jī)械設(shè)備等不造成對(duì)管廊的損壞。3.7 電力管廊伸縮縫處理電力管廊在2、3號(hào)出入口口部范圍內(nèi)各有一條伸縮縫，伸縮縫處理原則如下：1）根據(jù)伸縮縫位置適當(dāng)調(diào)整懸吊點(diǎn)，確保伸縮縫兩側(cè)附近各有一個(gè)懸吊點(diǎn)。2）在管廊底部伸縮縫位置增設(shè)大鋼板，確保鋼板覆蓋住伸縮縫。伸縮縫兩側(cè)懸吊框架同時(shí)施作，并確保兩側(cè)懸吊點(diǎn)的工字鋼托架與大鋼板密貼，以使電力管廊伸縮縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生相對(duì)位移。3）伸縮縫下側(cè)掏槽開(kāi)挖時(shí)，在保證作業(yè)空間的前提下盡量少挖土，盡量減小對(duì)電力管廊的擾動(dòng)。4）為盡量減小對(duì)變形縫位置的擾動(dòng)，變形縫兩側(cè)懸吊施工后，再進(jìn)行其它地段的施工。4 監(jiān)控量測(cè)施工時(shí)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，確?；臃€(wěn)定，周?chē)ㄖ锖透黝?lèi)地下管線的安全。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下：（1）支護(hù)樁頂部水平、豎向位移；（2）支護(hù)樁體水平位移；（3）立柱結(jié)構(gòu)豎向位移；（4）支撐軸力；（5）地表沉降；（6）地下水位；（7）地下管線的沉降；（8）電力管廊、支頂鋼管豎向位移； （9）懸吊槽鋼框架應(yīng)力；（10）現(xiàn)場(chǎng)巡視。參照城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)