管廊基坑跨越10 kV 高壓架空線支護方案優化分析

邱 達

（中鐵十七局集團上海軌道交通工程有限公司，上海 200135）

引言

城市地下綜合管廊在消除城市“蜘蛛網”，改善“拉鏈路”，保障城市交通暢通，營造城市整潔環境，充分利用城市地下空間等方面發揮了巨大的作用[1]。隨著國家大力推進城市地下綜合管廊建設，地下綜合管廊各類施工技術難點已逐漸凸顯出來，特別是在臨近周邊建筑物，地質復雜、跨越既有管線的情況下進行管廊施工，如何保證周邊環境安全及施工的正常進行，至關重要。云南省玉溪市火車西站市政道路項目由中鐵十七局集團上海軌道交通工程有限公司承擔施工，其縱一路與中心路延長線（老馮井路）交口位置，橫跨縱一路高8 m 處有3 根10 kV 高壓架空線，因該線路位于老馮井道路邊緣，周邊居民縱多，道路北側地塊也未完成征拆，該10 kV 高壓線路無法進行有效遷改，將嚴重影響縱一路管廊基坑支護結構施工。項目部立即組織多方及有關專家進行研討分析，比選支護施工方案，優化施工工藝，最終保證了工程的順利進行[2-3]。

1 工程概況

縱一路地下綜合管廊（G0+757～G1+801.6）段全長42.68 m，北端與現1 號路（云南城鄉投施工）綜合管廊進行銜接，需跨越現馮井路進行施工。原設計G0+757-G1+779 段管廊基坑采用鉆孔灌注樁+高壓旋噴止水帷幕+一道砼支撐支護形式，G1+779-G1+801.6 段管廊基坑采用拉森鋼板樁+一道內鋼支撐支護形式，北端頭部外挑段采用放坡開挖+噴射混凝土的支護形式。基底為中等液化土層，原設計采用工程樁基進行基底處理。基坑最大開挖深度約9.5 m（與中心路延長線交口位置），其余段基坑開挖深度約6 m，剩余支護樁41 根，工程樁基52 根。因鉆孔灌注樁施工機械高度大約10 m，跨馮井路G1+760 位置架空通訊線（高4.5 m）及10 kV 高壓線（高8 m）無法進行遷改，導致鉆孔灌注樁無法進行施工。如圖1 所示。

圖1 縱一路管廊跨越10 kV 高壓架空線段基坑位置平面圖

2 支護方案優化

2.1 方案一

鉆孔灌注鉆取消，變更為拉森鋼板樁，工程樁基取消，基底換填加深。根據現場實際情況，建議將G0+757-G1+779 段管廊基坑采用鉆孔灌注樁+高壓旋噴止水帷幕+1 道砼支撐支護形式變更為12mSP-IV 型咬合拉森鋼板樁+2 道內支撐的支護形式，基坑底部采用高壓旋噴樁或攪拌樁對整個基坑底部土體進行加固改良，使其滿足基底承載力要求，加固深度為6 m。如下頁圖2 所示。

圖2 基坑支護形式及基底加固示意圖

跨越架空10 kV 高壓線段，考慮安全問題，拉森鋼板樁割接為4 m一節，分節進行打設，每節進行焊接。基底加固在基坑開挖前進行，旋噴樁采用Φ600 mm×300 mm 高壓旋噴樁加固；水泥摻量25%～40%（根據現場試驗確定），采用P42.5 級普通硅酸鹽水泥。土體加固指標：無側限抗壓強度≥1.0 MPa，滲透系數≤1×10-7cm/s，同時確保加固土體的均勻性，密封性和自立性。如圖3 所示。

圖3 基底加固平面示意圖

2.2 方案二

鉆孔灌注樁施工工藝由旋挖鉆機更改為正、反循環回旋鉆機，鋼筋籠分節吊裝焊接，并采取必要的安全保障措施。

1）保留原設計鉆孔灌注支護樁及工程樁基方案，將旋挖施工工藝變更為正、反循環回旋鉆施工工藝。正、反循環回旋鉆機高度約為5 m，見圖4，能順利穿越高壓架空線，但施工功效慢，單日成孔約為1 根/日，且需制備泥漿，工藝相對較復雜。總結考慮剩余鉆孔灌注樁工程數量小，24 h 作業，可保證節點工期。

圖4 正反循環回旋樁機

2.3 鋼筋籠加工及吊裝焊接

樁基礎鋼筋籠由鋼筋加工場制作成型，運至樁基施工現場，再由汽車吊進行吊裝入孔。鋼筋籠運輸和吊裝時不得使骨架變形。在加強箍筋內焊接三角支撐，以加強其剛度。根據現場測量數據確保安全施工距離（各類機械姬鋼筋籠需至少大于1 m），鋼筋籠加工為4 m/節。本工程吊裝物品除鋼筋籠外，其他物品基本能滿足吊裝安全高度，但需要控制吊裝高度。鋼筋籠吊裝是施工的重點。鋼筋籠起吊采用12 t 汽車吊吊裝。起重吊裝示意圖見圖5。

圖5 起重吊裝示意圖

2.4 安全防護措施

1）在與電力線的最小凈空距離至少大于1 m 的鉆孔樁鉆架上方用橡膠絕緣材料設置防護隔離棚，并用直徑25 mm 的鋼筋在鉆機頂面焊接成一個框架，絕緣板鉆孔與焊接的鋼筋骨架用螺栓連接固定，鉆架頂面平面尺寸為1.2 m×2.7 m，防護隔離棚尺寸為2.2 m×3.7 m（見圖6、圖7）。根據現場實際情況，各道工序都在施工隔離棚下方進行，確保施工作業處于安全受控狀態。

圖6 鉆機架頂面絕緣板平面布置示意圖（單位：m）

圖7 絕緣板布置立面示意圖

2）進入架空電力線路內施工作業，施工方應及時通知電力設施產權單位，在相關部門工作人員監護下進行施工。

3）大型施工機械進入架空電力線路內作業前，司機應抬頭觀察，注意電力線路位置、高度。作業過程中，施工單位應設立專職監護人，確保大型機械與輸電線路保持足夠的安全距離[4]。

4）架空電力線路內臨時堆放渣土、臨時堆放的渣土、建筑材料上不得有大型機械施工作業。

5）架空電力線路邊緣壓蓋施工材料的覆蓋物，施工建筑防護網等應牢固可靠，惡劣天氣來臨前派專人檢查，防止大風吹浮到電力線路上。

6）不得破壞在架空電力線路內及周邊區域設置的安全警示牌，施工單位在施工時應注意保護。

7）施工期間，施工單位應在施工地點及醒目部位豎立“高壓危險，禁止吊裝”“高壓危險，禁止堆放”“高壓危險，禁止填埋”等安全警示牌及安全注意事項牌。

8）在架空電力線路區內施工作業，應劃定施工安全作業區，設置安全圍欄等措施，懸掛安全標志，提醒施工人員注意安全。必要時在架空電力線路邊緣設置安全遮攔，防止機械或車輛進入。

3 方案對比與確定（見表1）

表1 方案對比表

考慮工期進度、質量、成本，特別是安全風險，方案二盡管施工速度慢，但工藝成熟，安全有保證，可作為最佳方案選用。

4 經濟社會效益分析

若將10 kV 電力高壓線進行遷改，初步方案預算約為130 萬元（不含征地費用）。采用正反循環回旋鉆機進行施工，較采用旋挖鉆機進行施工約增加經濟成本35 萬元，綜合遷改費用，在保證工期節點的情況下，可節約約95 萬元，經濟效益明顯，且避免了線路遷改對周邊居民生活的影響，取得了較好的社會效益。

5 結語

隨著國家管廊建設的進行，在綜合管廊建設過程中會不斷遇到新的問題。管廊跨越既有管線，在管線無法有效遷改的情況下，始終會阻礙工程的順利施工，特別是電力、燃氣等高危線路。本文結合玉溪市政道路縱一路管廊基坑跨越10 kV 電力高壓架空線，從施工工藝、機械設備選擇、安全、質量等多方面進行了總結分析，對類似工程有較好的借鑒意義。