地下連續(xù)墻下穿220 kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工

□文/柴福云 黃曉欣

地下連續(xù)墻下穿220 kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工

□文/柴福云 黃曉欣

文章對地下連續(xù)墻下穿220kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工進行了介紹。首先介紹了其施工工藝及應(yīng)用范圍，對工程特點和施工的難點進行分析，明確了施工前準(zhǔn)備工作要求，介紹了成槽施工過程質(zhì)量控制及成槽質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，總結(jié)成槽效果和應(yīng)注意的問題。

氣舉反循環(huán)法；成槽；高壓電纜；地下連續(xù)墻

1　工程概況

天津地鐵5號線金鐘河大街站，為5、6號線及Z2線三線換乘站，其中5號線從6號線和Z2線下方橫向十字交叉布置，基坑圍護結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻施工一般需要將其位置范圍內(nèi)的地下管線及設(shè)施切改移出后，才可施工；而該站地下連續(xù)墻施工范圍內(nèi)有一條截面1.5 m×1 m的混凝土電纜溝，內(nèi)置6根220 kV高壓電纜，橫跨5號線基坑，見圖1。

圖1　高壓電纜溝與地下連續(xù)墻位置關(guān)系

通過對高壓電纜切改和原地保護兩種方案進行技術(shù)、經(jīng)濟和安全等方面分析、研究、論證。如果采取切改移出方案，因停電將造成重大社會影響和巨大經(jīng)濟損失。為此，決定采取原地保護和地下連續(xù)墻下穿220kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工方案。

2　工程特點

1）本工程位于金鐘河大街與群芳路交口的重要交通地段，必須嚴(yán)格控制地表沉降。

2）電纜保護標(biāo)準(zhǔn)要求高，必須嚴(yán)格控制電纜懸吊桁架變形。

3）地下連續(xù)墻下穿220kV高壓電纜成槽施工，需采取水平或斜向切削土體方式。

3　施工難點

1）高壓電纜保護桁架、托架、吊件等施工，必須保證混凝土電纜溝的整體性，防止產(chǎn)生變形、脫節(jié)、漏砂。如果產(chǎn)生變形過大，而脫節(jié)漏砂，使電纜受力，絕緣層受損，造成重大事故。

2）導(dǎo)墻需要在電纜溝底部以下施工，導(dǎo)墻開槽深度4.5m，需降水，作業(yè)環(huán)境差，只能人工開挖，效率低。

3）地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地表下7 m范圍內(nèi)為原有河道回填雜土，土質(zhì)松散，容易產(chǎn)生塌槽。必須嚴(yán)格控制土體加固質(zhì)量和成槽工藝，采取預(yù)防塌槽措施。

4　氣舉反循環(huán)法成槽

地下連續(xù)墻氣舉反循環(huán)法成槽施工是將壓縮空氣通過氣水龍頭，送入內(nèi)外雙壁鉆桿的內(nèi)管與外管之間的環(huán)狀間隙內(nèi)，在空氣壓力的作用下進行氣水混合，形成密度小于水的水氣混合物。由于氣體連續(xù)不斷地輸入導(dǎo)槽底部，使內(nèi)管的泥漿密度小于外管外側(cè)泥漿的密度，形成管內(nèi)與管外的泥漿壓力差。潛水鉆機鉆進切削的土體落入導(dǎo)槽內(nèi)成為泥渣，從內(nèi)管排出，形成地下連續(xù)墻槽體。

成槽施工工藝流程見圖2。

圖2　成槽施工工藝流程

5　施工前準(zhǔn)備工作

5.1確定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1）懸吊鋼桁架最大變形控制值20mm。

2）必須嚴(yán)格控制成槽沉渣厚度，其沉渣厚度控制值50mm。

3）為保證成槽質(zhì)量，泥漿密度控制值為1.1～1.15 kg/m3；必須選用優(yōu)質(zhì)膨潤土，嚴(yán)格控制含砂率＜1%。

5.2成槽施工前現(xiàn)場應(yīng)完成的工作

1）220 kV高壓電纜保護桁架驗收。高壓電纜保護桁架安裝完成后，進行專項驗收，驗收內(nèi)容如下：

（1）支承混凝土灌注樁施工資料，試驗報告等應(yīng)符合規(guī)定要求；

（2）桁架制作質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求；

（3）桁架與支座連接構(gòu)造應(yīng)符合設(shè)計要求；

（4）吊桿與桁架和溝槽連接必須牢固可靠。

2）導(dǎo)墻下端水泥旋噴樁地基加固施工質(zhì)量驗收，通過取芯試驗，28d齡期無側(cè)限抗壓強度≥1.2MPa。

3）監(jiān)測點布置及初始值采集。為有效監(jiān)測地下連續(xù)墻施工過程中引起高壓電纜溝變形情況，當(dāng)出現(xiàn)異常時，即時采取處理措施，需在電纜溝底部布置監(jiān)測點，監(jiān)測其沉降和水平位移。監(jiān)測點用∠50長150mm角鋼做成，與電纜溝底部托梁焊接，嚴(yán)禁受土體及其他物體碰撞，沿混凝土電纜溝每3 m布置一個。監(jiān)測點安裝完成，驗收合格，進行初始值采集并做好復(fù)核工作。

4）導(dǎo)墻施工與驗收。為保證導(dǎo)墻的穩(wěn)定性，采用“][”型式，導(dǎo)墻底必須落在加固合格的土體上。導(dǎo)墻截面尺寸、配筋、混凝土強度、垂直度、平整度等應(yīng)符合設(shè)計和DB29-103—2010的規(guī)定。

5）鋼筋籠制作與驗收。因地下連續(xù)墻下穿高壓電纜施工，屬于特殊幅地下連續(xù)墻施工，其鋼筋籠制作應(yīng)按槽段實際放樣，劃分為三段制作，分段吊裝，入槽拼裝，兩幅鋼筋籠豎向凹凸槽對位吻合，保證地下連續(xù)墻的整體性、承載能力及抗?jié)B等符合設(shè)計要求。

6）泥漿制備。為保證在成槽過程中槽壁穩(wěn)定，防止塌槽，泥漿制備質(zhì)量最為關(guān)鍵。本工程泥漿制備材料選用優(yōu)質(zhì)膨潤土、純堿、CMC和水配置而成。其主要性能指標(biāo)見表1。

表1　制備泥漿主要性能指標(biāo)

泥漿配制完成后，放置24h以上，使各種材料充分熟化后才可使用。

6　成槽過程質(zhì)量控制

1）在220kV高壓電纜溝加固架兩側(cè)與已施工完成兩相鄰地下連續(xù)墻接頭之間的導(dǎo)墻上架設(shè)反循環(huán)鉆機，每側(cè)鉆800mm先行導(dǎo)槽，導(dǎo)槽深度與地下連續(xù)墻底相同，垂直度控制在H/300以內(nèi)（H為導(dǎo)槽深度）。

2）先行導(dǎo)槽驗收合格后，潛水鉆機就位，調(diào)整機架垂直度，確保穩(wěn)定和就位準(zhǔn)確，防止鉆機在鉆進過程中產(chǎn)生位移。然后將噴導(dǎo)管安裝在先行導(dǎo)槽中，采用雙鉆抱管反循環(huán)鉆孔成槽，鉆頭直徑560mm，雙鉆交疊160mm，成孔直徑800mm。潛水鉆機沿著噴導(dǎo)管在導(dǎo)墻內(nèi)向下鉆進，鉆進切削的渣土沉入導(dǎo)槽內(nèi)，通過輸入的氣水混合物的舉力作用將切削掉的渣土從導(dǎo)槽底排到地面上泥渣斗內(nèi)，經(jīng)過沉淀后將分流的泥漿排入泥漿池重復(fù)使用，斗內(nèi)渣土沉淀到一定高度后，更換空斗，確保渣土與泥漿分流效果。

3）當(dāng)鉆到地下連續(xù)墻底標(biāo)高時，提升鉆機，停在初鉆停機位置，同時提升噴導(dǎo)管距離槽底50～100 cm后，移動機架，再次就位、找正、調(diào)整垂直度，保證架體穩(wěn)定，噴導(dǎo)管就位，檢測噴導(dǎo)管位置和垂直度，經(jīng)檢查驗收符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，進行第二鉆施工。前后兩鉆位置重疊1/3鉆頭直徑，每次水平進尺控制在30 cm以內(nèi)，從電纜懸吊架一側(cè)向另一側(cè)鉆進，成槽至電纜溝底部2/3位置，將槽底渣土排除干凈，檢測槽底標(biāo)高、沉渣厚度、垂直度符合要求后，將潛水鉆機提至地面拆下并將噴導(dǎo)管拔出后，將機架移至電纜溝另一側(cè)就位，重復(fù)已完成槽的施工程序進行電纜溝另一側(cè)成槽施工，直到完成整個槽段的成槽施工。

4）成槽過程中隨時用線錘或經(jīng)緯儀對鉆機的懸吊潛水鉆鋼絲繩和噴導(dǎo)管進行垂直度檢測，其垂直度應(yīng)在H/300范圍內(nèi)，如不滿足要求，立即進行修槽，糾正偏差，確保成槽垂直度符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

7　成槽質(zhì)量驗收

氣舉反循環(huán)法成槽結(jié)束后，應(yīng)對槽位、槽深、槽寬、沉渣厚度、槽壁垂直度等進行檢測，其各項數(shù)據(jù)應(yīng)符合所規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。本工程成槽完成后，委托第三方檢測單位進行超聲波檢測槽深、槽寬、槽壁垂直度、沉渣厚度等，其檢測數(shù)據(jù)為槽深120mm，槽寬20mm；相鄰槽錯位10mm；垂直度偏差為11mm、H/330，軸線位移15mm。各項數(shù)值滿足規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

8　結(jié)語

地鐵5號線金鐘河大街站地下連續(xù)墻下穿220 kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工，能夠保證高壓電纜正常運行，其地下連續(xù)墻施工質(zhì)量符合設(shè)計及規(guī)范要求，是一種較為實用的地下連續(xù)墻下穿管線成槽施工方法。但應(yīng)注意：

1）氣舉反循環(huán)法地下連續(xù)墻成槽施工，一般適用于特殊幅地下連續(xù)墻。特殊幅地下連續(xù)墻是指由于施工環(huán)境及地質(zhì)條件的特殊性，無法使用常規(guī)成槽設(shè)備施工的槽段；

2）氣舉反循環(huán)法進行地下連續(xù)墻成槽施工前，應(yīng)對成槽環(huán)境和地質(zhì)情況進行詳細調(diào)查，分析研究確定機具選型和鉆頭形式，在進行工藝試驗成功后，正式施工。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.01.017

□黃曉欣/天津國際工程建設(shè)監(jiān)理公司。

□TU476+.3

□C

□1008-3197（2015）01-49-02

□2014-10-27

□柴福云/男，1957年出生，高級工程師，天津國際工程建設(shè)監(jiān)理公司，從事工程監(jiān)理工作。