替代施工現(xiàn)場既有電力系統(tǒng)改移的電力管溝懸吊保護工法

施工中，基坑開挖作為基建項目的基礎(chǔ)是必不可少的環(huán)節(jié)，如今隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施日益完善，地下管線的數(shù)量也逐漸增多，這就致使基坑開挖過程中不可避免地會遇到與地下管線交越的情況。如果對地下管線的保護措施不當(dāng)，會破壞管線且由于管線介質(zhì)傳輸?shù)奶厥庑院芸赡芪＜叭藛T和基坑安全。以往工程遇到交越管線的做法常用管線改移、鋼便梁支撐保護。管線改移是對既有管線進行遷改，但是需要與產(chǎn)權(quán)部門協(xié)調(diào)，編制改移方案，走審批流程等協(xié)調(diào)部門多、遷改難度大、耗時周期長，嚴重影響工期節(jié)點目標(biāo)。鋼便梁支撐保護，受基坑支護形式、管線位置以及空間限制影響大，較難滿足施工條件。1、工程概況新機場管廊工程在施工至里程K0+659~K0+689時，由地面管井發(fā)現(xiàn)地下存在不明管線，經(jīng)與產(chǎn)權(quán)單位確認為混凝土電力管溝，電力管溝截面尺寸為2?m×2.1?m，與待建管廊成十字交越平面關(guān)系，經(jīng)查越產(chǎn)權(quán)單位施工圖紙，電力管溝與待建管廊豎向位置關(guān)系為：電力管溝墊層底位于待建管廊正上方0.8?m。待建管廊周邊環(huán)境北側(cè)為現(xiàn)狀大禮路，南側(cè)為新機場高速施工單位的施工道路，同時南北道路兩側(cè)均種植綠化，同期施工的大禮路主管廊自西向東施工，新機場管廊工期壓力大且業(yè)主要求不能影響主管廊施工，給電力管溝改移帶來巨大困難。2、方案確定與選擇2.1第一方案確定電力管溝與待建管廊位置關(guān)系后，按照常規(guī)做法考慮現(xiàn)場情況，即拆除既有電力管道，待管廊建設(shè)完成后，再原狀恢復(fù)電力管道，經(jīng)過與產(chǎn)權(quán)單位溝通，電力管溝已投入使用，不能中斷使用，故此方案不可行（表1）。表1方案對比2.2第二方案如保證正常運行，需要對電力管溝進行改移，避開待建管廊施工范圍?？紤]現(xiàn)場實際情況，待建管廊北側(cè)為現(xiàn)狀的大禮路，待建管廊南側(cè)為新機場高速施工主要通道，電力管溝材質(zhì)為鋼筋混凝土，考慮改移施工工期，占用兩側(cè)道路或綠化等，還需要與相關(guān)政府主管部門報批，手續(xù)復(fù)雜，且時間長。從工期和成本上考慮，不可行。2.3第三方案施工紅線范圍外占用場地進行改移管線，不可行，只能在紅線范圍內(nèi)考慮加固方案，從而確定對電力管溝采用懸吊的方法進行保護（圖1）。圖1懸吊保護現(xiàn)場既可以解決占地問題，同時減少外部溝通，節(jié)省工期，在可控范圍內(nèi)進行待建管廊的施工。3、工藝原理（1）利用電力管溝兩側(cè)各4根樁作為懸吊保護中基礎(chǔ)承載的作用。（2）利用雙拼H型鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)了鋼筋混凝土冠梁，通過H型鋼將支護結(jié)構(gòu)結(jié)合為整體，同時縮短了應(yīng)用傳統(tǒng)鋼筋混凝土冠梁的施工工期。（3）電力管溝底部采用雙拼I28b工字鋼做吊桿及托桿，有效減少了正常支護所需占用的空間；并在電力管溝底部設(shè)置鋪底木板，防止破壞現(xiàn)況電力管溝防水保護層；采用C25精軋螺紋鋼連接H型鋼和工字鋼進行預(yù)應(yīng)力張拉，完成對電力管溝的懸吊保護。（4）待建管廊施工完成后，管廊肥槽采用C15普通混凝土進行回填，管廊與電力管溝之間空隙采用C20微膨脹混凝土進行回填，待混凝土強度滿足要求后，釋放預(yù)應(yīng)力，懸吊用雙拼I28b工字鋼做托桿廢棄，灌注樁廢棄，雙拼H型鋼可回收。4、管溝懸吊（1）在施工完成后的鉆孔灌注樁上架設(shè)雙拼H型鋼600?mm×300?mm（圖2），雙拼H型鋼在存放場地上拼接成6?m長，相鄰雙拼H型鋼間用630?mm×350?mm×30?mm綴板進行連接，間距1750?mm，人工配合25?t進行架設(shè)。架設(shè)時須保證安放位置準(zhǔn)確。架設(shè)完畢后，將雙拼工字鋼與鉆孔灌注樁頂預(yù)埋鋼板進行有效焊接，在鉆孔灌注樁對稱位置設(shè)置橫隔板，在兩根H型鋼接長端分別設(shè)置橫隔板，接長后2個橫隔板重合對拼，并進行焊接，焊縫厚度不小于8?mm，以保持截面形狀、增強橫向剛度，確保雙拼H型鋼整體穩(wěn)定。H型鋼接長部位應(yīng)位于支座1/3范圍內(nèi)。接長方式為對接焊接，H型鋼腹板位置增加補強板，補強板規(guī)格600?mm×400?mm，滿焊且焊縫寬度不小于8?mm。圖2雙拼H型鋼固定（2）施放懸吊A25精軋螺紋鋼，安置雙拼I28b工字鋼及50?mm厚鋪底木板，雙拼I28b工字鋼托梁采用綴板焊接加固，精軋螺紋鋼與雙拼I28b工字鋼通過螺紋套筒及16?mm鋼墊塊進行連接，鋼墊塊開A27孔，鋼墊塊與雙拼I28b工字鋼托架間滿焊，焊縫厚度不小于8?mm。（3）在施加預(yù)應(yīng)力前，雙拼工字鋼頂需設(shè)置10?mm厚竹膠板，確保電力管溝底面平整，施加預(yù)應(yīng)力時消化剛性構(gòu)件之間的微變形，保證結(jié)構(gòu)的安全性。精軋螺紋鋼張拉預(yù)應(yīng)力（圖3），張拉力值使用張拉力和電力管溝位移雙控，張拉力控制在74?kN，且同一截面上的精軋螺紋鋼在張拉預(yù)應(yīng)力是同時進行張拉，保證張拉力達到設(shè)計值，且精軋螺紋鋼受力均勻，防止電力管溝因受力不均發(fā)生開裂或破壞混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象發(fā)生。圖3施加預(yù)應(yīng)力（4）雙拼H型鋼框架頂及電力管溝結(jié)構(gòu)頂設(shè)置水平及豎向監(jiān)測點，間距不大于5?m，豎直向下的位移不大于L/600（L為跨徑）短跨中（6?m）容許最大撓度10?mm，長跨中（12?m）容許最大撓度20?mm。施工過程要加強監(jiān)控監(jiān)測，嚴格控制現(xiàn)況電力框架和基坑變形。測點在雙拼H型鋼梁上及電力管溝沿長度方向中心線上做標(biāo)識，標(biāo)識點以不受破壞、不受施工影響、牢固、便于觀測的原則進行布設(shè)，布設(shè)15個點（圖4），且滿足圖紙要求最大間距不大于5?m的要求。圖4監(jiān)測點布置示意5、工法特點5.1工期方面通過采用懸吊施工代替了管線改移，大幅減少了與管線產(chǎn)權(quán)部門的協(xié)調(diào)、編制改移方案、走審批流程的手續(xù)，并節(jié)約了工期；以圍護樁的承載力為基礎(chǔ)，通過雙拼H型鋼連接成整體，代替了傳統(tǒng)的冠梁施工，節(jié)約了施工時間。5.2空間方面上部采用H型鋼連接，下部采用雙拼I28b工字鋼做吊桿及托桿有效地解決了鋼便梁支撐保護施工場地受限的缺點。5.3安全方面以圍護樁為基礎(chǔ)，采用精軋螺紋鋼施加預(yù)應(yīng)力的方法提供了懸吊管線的作用力，有效保證了管線在施工過程中的穩(wěn)定性。5.4經(jīng)濟方面規(guī)避了后期可能因施工等原因與電力管溝產(chǎn)權(quán)單位產(chǎn)生的問題、維護費用以及涉及改移占地的相關(guān)費用等。6、效益分析本工程經(jīng)濟效益主要從節(jié)約工期進而降低潛在窩工成本方面分析，因與電力管溝交越位置管廊處地表為規(guī)劃道路及綠化，且該段管廊為大禮路南段端頭管廊與新航城管廊相接，是重要的施工節(jié)點，如不盡快施工完畢回填，將嚴重影響其他工程進度；通過避免潛在窩工成本獲得經(jīng)濟效益300?877元。同時，采用懸吊保護施工，有效地保證了既有地下電力管溝的安全，杜絕了因施工破壞地下管線與管線產(chǎn)權(quán)單位的糾紛。7、結(jié)束語地下綜合管廊作為城市重要的生命線，在施工過程中常因臨近地下空間開發(fā)利用，存在不同專業(yè)的管線影響正常施工進度。本工程通過懸吊保護工法成功地實現(xiàn)了下穿既有電力管溝及其他管線的目標(biāo)。通過設(shè)計合理的支護體系、懸吊結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)等，有效地保證了既有管溝的安全。因不涉及管溝改移等需要消耗大量時間與產(chǎn)權(quán)單位協(xié)調(diào)