輸電線路下穿高速鐵路防護(hù)套管施工技術(shù)

張偉哲

摘要：介紹了輸電線路下穿高速鐵路防護(hù)套管施工技術(shù)，以及為避免對(duì)周圍建筑物造成沉降影響，所采取的控制措施。通過(guò)控制土壓平衡值、最大頂力、管節(jié)土體間注漿等措施，保證工程的順利、安全施工。

關(guān)鍵詞：輸電線路;非開挖技術(shù);頂管;工作井;注漿

1工程概況

西關(guān)-新城鋪、常山-柏莊線接新城鋪?zhàn)冸娬?10kV線路在京廣高鐵東白莊特大橋G70#-71#墩間需下穿高速鐵路，穿越處橋梁上部結(jié)構(gòu)為32m簡(jiǎn)支梁，橋墩為圓端形實(shí)體橋墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋下凈高約9.75m。為保證穿越工作的順利進(jìn)行，采用內(nèi)徑2m的鋼筋混凝土防護(hù)套管，土壓平衡式頂管機(jī)頂進(jìn)施工技術(shù)。

2施工難點(diǎn)分析

京廣高速鐵路為我國(guó)高速客運(yùn)大動(dòng)脈，雙線、設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h，為無(wú)縫線路，無(wú)砟軌道。施工中如何保證鐵路行車安全至關(guān)重要。穿越處地層土質(zhì)情況又為細(xì)沙夾粉質(zhì)粘土層，極易造成地面下沉。防護(hù)套管頂進(jìn)過(guò)程中，如何保證管壁與周圍土體緊密結(jié)合，以防止橋下地面下沉。如果遇有特殊或不良地質(zhì)情況以及施工過(guò)程中超過(guò)最大頂力時(shí)，所采取的安全措施需進(jìn)行周密部署。

3防護(hù)套管施工

3.1工藝流程

頂進(jìn)管道的選擇→工作坑及后背梁施工→頂進(jìn)設(shè)備安裝→頂進(jìn)施工→注漿→防護(hù)套管的防水→基坑土方清運(yùn)及回填

3.1套管的選擇

根據(jù)對(duì)防護(hù)套管使用空間的要求，套管采用符合GB/T11836-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的雙插口柔性接口鋼筋混凝土管，管級(jí)為Ⅲ，管節(jié)內(nèi)徑為2000mm，壁厚200mm，每節(jié)管長(zhǎng)3000mm。管身混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C40，混凝土保護(hù)層最小厚度為40mm。由于電纜在管內(nèi)需要焊接支架，故每節(jié)管內(nèi)需要預(yù)埋內(nèi)漲鋼圈3道，鋼圈鋼板的厚度為8mm，寬度為10cm。防護(hù)套管埋置深度根據(jù)管頂覆土不低于2.0m的原則確定的。管頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為57.28m，距離橋下地面2.16m。

3.2工作坑及后背梁施工

工作坑豎井規(guī)格為4×8m，接收坑豎井規(guī)格為4×6m，以格柵鋼架、內(nèi)外雙層鋼筋網(wǎng)、錨噴C30混凝土共同組成聯(lián)合支護(hù)系統(tǒng)，豎井口設(shè)置0.8m×0.4m的C30鋼筋混凝土圈梁，豎井逐榀開挖，四角沿豎井深度方向每隔一榀鋼格柵設(shè)置一道2[20a工字鋼臨時(shí)支撐。后背梁承受千斤頂?shù)淖畲蠓醋饔昧Γ凶銐虻膭偠群蛷?qiáng)度，以保證頂進(jìn)過(guò)程穩(wěn)定。工作豎井內(nèi)設(shè)能承受全線管道頂力的鋼后背梁、混凝土底板及60Kg/m導(dǎo)向軌。鋼后背梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝和拆卸方便、適用性強(qiáng)。

3.3頂進(jìn)設(shè)備安裝

頂進(jìn)設(shè)備采用土壓平衡式頂管機(jī)。導(dǎo)軌采用裝配式，安裝與基礎(chǔ)上，承擔(dān)導(dǎo)向功能，以保證管節(jié)按設(shè)計(jì)高程和方向前進(jìn)。主頂設(shè)備采用4只液壓千斤頂，千斤頂固定在支架上，并與管道中心的垂線對(duì)稱。頂管機(jī)安裝前應(yīng)作一次安裝調(diào)試，油管安裝前應(yīng)清洗，防止灰塵等污物進(jìn)入油管，電路系統(tǒng)應(yīng)保持干燥，機(jī)頭運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試各部分動(dòng)作正常，液壓系統(tǒng)無(wú)泄漏。在吊裝頂管機(jī)時(shí)應(yīng)平穩(wěn)、緩慢、避免任何沖擊和碰撞。頂管掘進(jìn)機(jī)安放在導(dǎo)軌上后，應(yīng)測(cè)量前后端中心的方向偏差和相對(duì)高差，并作好記錄，頂管掘進(jìn)機(jī)的接觸面必須相互吻合。

土壓平衡式頂管機(jī)下坑后，放置平穩(wěn)后重測(cè)導(dǎo)軌標(biāo)高，高程誤差不應(yīng)超過(guò)5mm，刀盤應(yīng)離開封門1m左右。頂進(jìn)施工前應(yīng)鑿除刀盤對(duì)應(yīng)的支護(hù)墻，支護(hù)墻應(yīng)鑿除干凈，不要遺留塊狀物，使土體與掘進(jìn)機(jī)刀盤緊貼。

3.4頂進(jìn)施工

在管道頂進(jìn)的全部過(guò)程中，應(yīng)控制頂管掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)的方向，并應(yīng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析偏差產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢(shì)，確定糾偏的措施。在開始頂進(jìn)前應(yīng)對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行檢查并經(jīng)過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)后方可進(jìn)行頂進(jìn)施工。先打開頂管機(jī)操作臺(tái)上總電源開關(guān)，依次合上各分系統(tǒng)的電源開關(guān)，開啟注油泵，按照操作要求，將刀盤控制開關(guān)置于“自動(dòng)”或“手動(dòng)”位置，然后啟動(dòng)刀盤使其開始旋轉(zhuǎn)工作。開啟土壓平衡控制系統(tǒng)，輸入平衡壓力值，檢查各壓力計(jì)的實(shí)測(cè)值，并予以調(diào)整。檢查激光經(jīng)緯儀和傾斜儀是否正常工作，確定糾偏方向;啟動(dòng)液壓動(dòng)力站，將糾偏千斤頂進(jìn)行編組作業(yè);主頂系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，將出土車置于螺旋輸送機(jī)的出土口位置，進(jìn)行出土外運(yùn)。調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，使實(shí)測(cè)的土壓值穩(wěn)定在設(shè)定的平衡土壓值。在頂進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)密切注意頂進(jìn)方向的偏差情況，隨時(shí)調(diào)整千斤頂進(jìn)行微量糾偏，以控制機(jī)頭方向。

3.5注漿

為了更好填充管節(jié)與土體間的縫隙，防止地面沉降，每節(jié)管預(yù)留8個(gè)注漿孔。套管頂進(jìn)就位后通過(guò)管節(jié)注漿孔注水泥漿液，以及路基注漿，填充管節(jié)與路基之間的縫隙。注漿液應(yīng)具有良好的流動(dòng)性和填充性，注入時(shí)不離析。注漿量要充足、密實(shí)，防止路基沉降。

3.6防護(hù)套管的防水

套管頂進(jìn)到位后，管縫需涂防水膠做好防水，保證套管內(nèi)無(wú)水滲入。

3.7基坑土方清運(yùn)及回填

基坑兩側(cè)土方應(yīng)及時(shí)清走，不得在橋下兩側(cè)各50m范圍內(nèi)堆載，避免引起橋墩基礎(chǔ)附加沉降。根據(jù)管道設(shè)計(jì)，套管兩側(cè)需預(yù)留檢查井，電纜安裝就位后，兩側(cè)基坑原土回填至原地面，壓實(shí)系數(shù)不小于0.93。對(duì)施工過(guò)程中破壞的既有路面、綠化及植被，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)完好。

4 沉降監(jiān)測(cè)

為了保證施工中橋梁的安全，施工中全程每天按照鐵路沉降觀測(cè)精度要求對(duì)橋墩橫向、縱向水平位移和豎向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并設(shè)固定基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，且基準(zhǔn)點(diǎn)位于高速鐵路影響區(qū)外。監(jiān)測(cè)采用自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，當(dāng)實(shí)測(cè)值超過(guò)報(bào)警值時(shí)，應(yīng)立即停止施工，并及時(shí)聯(lián)系各相關(guān)方進(jìn)行妥善處理，待分析清楚變形產(chǎn)生原因并明確必要處理措施后，經(jīng)相關(guān)各方共同確認(rèn)后方可繼續(xù)施工。

5 結(jié)語(yǔ)

在施工過(guò)程中，通過(guò)控制平衡土壓值及管節(jié)注漿等方法，并通過(guò)自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，將數(shù)據(jù)信息匯總、分析后反饋給頂進(jìn)施工，來(lái)調(diào)節(jié)最大頂力和注漿量，保證了上層土體沉降在合理范圍內(nèi)，確保了高速鐵路橋基的安全、穩(wěn)定。為輸電線路下穿高速鐵路施工提供了一種施工方法，為以后類似工程施工提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：中國(guó)電建集團(tuán)河北工程有限公司）