城市高架下穿高壓架空線的設(shè)計(jì)與施工

岳仁輝，樊星辰

(合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

0 引 言

隨著路網(wǎng)交通的不斷發(fā)展，功能不斷完善，道路交通建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)與電力、燃?xì)?、石油、水運(yùn)等交叉或者公用走廊帶。高壓走廊經(jīng)常采用沿溪線或者綠廊布置，道路建設(shè)跨越河流、綠廊一般采用橋梁方案跨越。然而道路與高壓電力之間易出現(xiàn)各類(lèi)安全問(wèn)題，如橋梁基礎(chǔ)與高壓鐵塔間距較近，施工期間對(duì)鐵塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生較大影響，甚至建成后基礎(chǔ)變形和沉降超限，造成故障停電，社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失均較大；失控車(chē)輛沖出路外時(shí)也會(huì)影響鐵塔安全；高壓電力下橋梁施工安全問(wèn)題更為突出，部分大型機(jī)械設(shè)備和臨時(shí)設(shè)施需要的作業(yè)半徑較大，操作不慎，會(huì)引發(fā)觸電、爆燃等安全事故。因此，涉及高壓架空線下橋梁方案和施工應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究，按照國(guó)家危大工程管理辦法進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保橋梁方案和施工方案的合理性。[1]

1 工程概況

合肥市北二環(huán)規(guī)劃為城市快速路，且為重要的貨運(yùn)通道。于懷寧路以東下穿高壓走廊，在路北有4座高壓鐵塔，路南有5座高壓鐵塔，共計(jì)5道高壓線(圖1)。其中3道110 kV，2道220 kV(有一道110 kV與220 kV同桿)；按高架方案實(shí)施，高架橋面距高壓線凈空7.3～13.4 m(按實(shí)測(cè)值計(jì)算)。經(jīng)與供電部門(mén)對(duì)接，1#、4#桿線將進(jìn)行抬升，抬升后距橋面>15 m； 2#桿線距橋面凈空富裕較足，保留利用；3#桿線(220 kV+110 kV同桿)距橋面凈空富裕較少，因2017年剛完成抬升，供電部門(mén)建議保留利用，該處實(shí)施時(shí)需報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案。同時(shí)橋梁跨越的還有給水管、北二環(huán)溢洪道箱涵。(表1)

圖1 高壓線現(xiàn)狀示意圖

表1 高壓線詳細(xì)參數(shù)表

2 橋梁設(shè)計(jì)方案

根據(jù)懷寧路平交口和溢洪道跨越要求，為合理避讓地下管線、給水管，橋跨布設(shè)為(45+65+45)+(38+50+36)m，均采用等高度鋼箱梁結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)采用花瓶型門(mén)式框架墩和分離式獨(dú)柱墩，啞鈴型承臺(tái)群樁基礎(chǔ)和承臺(tái)樁基礎(chǔ)(圖2)。

圖2 橋梁設(shè)計(jì)方案效果圖

3 橋梁施工方案

3.1 上部結(jié)構(gòu)施工

橋梁施工時(shí)嚴(yán)格控制與架空電力線路導(dǎo)線的凈空距離(即兩點(diǎn)間的最小直線距離) 110 kV 為5 m、220 kV為6 m[2,3],現(xiàn)狀保留3號(hào)線距離橋面凈高僅8.3 m?，F(xiàn)澆梁需要大型泵送混凝土機(jī)械，鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)制梁采用吊裝和架橋機(jī)方案，均難以滿足施工機(jī)械與架空電力線路導(dǎo)線的凈距要求。頂推施工工藝復(fù)雜、周期長(zhǎng)，且質(zhì)量管控要求高。[4-6]

由于施工凈空要求，不可采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，預(yù)制結(jié)構(gòu)需要采用大型吊裝設(shè)備或者架橋機(jī)亦不適合，因此推薦采用鋼結(jié)構(gòu)方案，工廠制作、結(jié)構(gòu)輕且采用頂推方案。結(jié)合橋位處實(shí)際情況，高壓線下沒(méi)有保通需求，有滿堂支架施工條件，可采用滿堂支架軌道牽引式頂推方案。詳細(xì)施工工藝如下：

(1) 首先進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)橋墩施工，并鋪設(shè)滿堂支架，安裝箱梁牽引軌道及其牽引裝置(圖3)。注意牽引軌道結(jié)合橋梁成橋梁底標(biāo)高鋪設(shè)，并設(shè)置定位裝置。

圖3 下部橋墩施工及滿堂支架

(2) 將工廠定制完成的梁端于進(jìn)梁區(qū)吊裝至牽引軌道，通過(guò)牽引裝置牽引至梁位處，梁段通過(guò)平縱限位調(diào)整就位，與前梁端焊接拼裝(圖4)。

圖4 梁段進(jìn)梁牽引就位

(3) 重復(fù)第2步驟至高壓走廊范圍全部梁端施工完畢，成橋后拆除橋下支撐(圖5)。

圖5 成橋拆除支架

(4) 成橋后，進(jìn)行橋面系施工(圖6)。

圖6 橋面系施工

3.2 下部結(jié)構(gòu)施工

橋梁樁基的施工類(lèi)型常采用人工挖孔樁、鉆孔(沖孔) 灌注樁，本案中由于樁長(zhǎng)較長(zhǎng)，且地下水豐富，以下主要討論灌注樁。高壓線下灌注樁施工設(shè)備的選擇，對(duì)工程施工安全、工期等十分重要。鉆孔機(jī)械的種類(lèi)有: 旋挖式鉆機(jī)、沖擊式鉆機(jī)、沖抓鉆機(jī)、套管鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)等，各種鉆機(jī)有各自的工作特點(diǎn)和適用范圍。根據(jù)表2推薦采用對(duì)凈空要求低的沖擊鉆施工，且鋼筋籠分節(jié)分段吊裝施工，保證施工機(jī)械與高壓線之間的凈距要求。

表2 鉆機(jī)參數(shù)

4 結(jié) 論

高壓架空線下橋梁的施工方案眾多，但要根據(jù)橋位處實(shí)際情況，挖掘有利改進(jìn)施工方案的因素，對(duì)施工方案進(jìn)行改進(jìn)或者采用復(fù)合式施工方案，確保電力導(dǎo)線施工安全凈距，保證施工安全有序進(jìn)行。本項(xiàng)目采用滿堂支架軌道牽引頂推施工方案，是融合滿堂支架和頂推施工各自?xún)?yōu)點(diǎn)的復(fù)合式施工方案，對(duì)同類(lèi)型項(xiàng)目有很好的借鑒意義。