地鐵施工電力管線保護(hù)綜合技術(shù)研究

張亞峰

（中國水利水電第十一工程局有限公司,河南 鄭州 450000）

0 引言

隨著社會的發(fā)展，市政基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，特別是大型城市地鐵建設(shè)尤為突出。為了減緩人流的壓力，地鐵建設(shè)往往需要穿越繁華的地區(qū)，繁華地區(qū)建筑密集、管線繁多，是地鐵建設(shè)面臨的比較棘手的問題。而管線大部分為地下敷設(shè)，地鐵施工時，存在較大的安全隱患。該文介紹深圳蛇口片區(qū)9號線站后區(qū)間施工過程中對多條高壓電力管線的綜合保護(hù)方案進(jìn)行研究，為類似工程施工提供相關(guān)的經(jīng)驗[1]。

1 工程概況

深圳市軌道交通地鐵9號線9130-1工區(qū)站后區(qū)間位于深圳市蛇口片區(qū)，區(qū)間起點(diǎn)里程：ZDK3+000，區(qū)間終點(diǎn)里程：ZDK3+472.694，全長472.694 m，基坑深度17.1~22.5 m，寬度22~60 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用樁錨結(jié)構(gòu)，區(qū)間采用明挖法施工，周邊環(huán)境復(fù)雜，特別是存在2條132 kV高壓電纜，距離基坑圍護(hù)最近位置為0.5 m，2條10 kV高壓電纜，為重點(diǎn)保護(hù)對象。

2 管線情況

（1）1#10 kV高壓電纜位于蛇口國際學(xué)校門口，橫穿基坑，外殼材質(zhì)為鍍鋅鋼管，結(jié)構(gòu)尺寸A150 mm，埋深1.5 m，產(chǎn)權(quán)歸屬深圳招商供電有限公司，施工期間進(jìn)行懸吊保護(hù)。

（2）2#132 kV高壓電纜（2條并排）平行基坑布置，距離基坑0.5~3 m約20 m線纜位于基坑內(nèi)部，產(chǎn)權(quán)單位為深圳招商供電有限公司，施工期間進(jìn)行懸吊保護(hù)。

（3）3#10 kV高壓電纜平行基坑布置，橫穿基坑，外殼材質(zhì)為鍍鋅鋼管，尺寸A150 mm，埋深1.5 m，產(chǎn)權(quán)單位為深圳招商供電有限公司，施工期間進(jìn)行懸吊保護(hù)。

高壓電纜平面分布圖見圖1。

圖1 高壓電纜平面分布圖

3 地鐵施工中高壓電纜存在風(fēng)險分析

（1）高壓電纜存在風(fēng)險有：①電纜外皮被挖破；②電纜被挖斷、扯斷。

（2）產(chǎn)生風(fēng)險的主要因素：①管線探挖工人未經(jīng)過安全技術(shù)交底上崗作業(yè)；②使用機(jī)械對電纜周圍土方進(jìn)行開挖；③周圍土體受擾動產(chǎn)生下沉，引起地面沉降[2]。

4 高壓電纜保護(hù)方案設(shè)計

1#高壓電纜保護(hù)方案設(shè)計：采用[32b作為保護(hù)槽，頂部設(shè)置3 mm鋼板封閉。

2#高壓電纜保護(hù)方案設(shè)計：

（1）在132 kV電纜內(nèi)側(cè)施工一排微型鋼管樁，直徑300 mm，間距450 mm，鋼管直徑219 mm，壁厚10 mm，灌注水灰比0.4~0.45水泥漿或澆筑M35砂漿，共33根，鋼管樁頂部施工600×1 200 mm冠梁。

（2）每道混凝土支撐梁端部設(shè)置4根水平傳力鋼管（直徑127 mm，壁厚10 mm），在擋水坎與1 200×1 200 mm冠梁之間設(shè)置7道400×400 mm的混凝土連接梁，在鋼管樁底部0.5 m處設(shè)置橫向鋼腰梁，腰梁設(shè)一排鎖腳錨桿。

（3）電纜外側(cè)設(shè)置30 cm厚鋼筋混凝土保護(hù)罩。

2#高壓電纜保護(hù)方案平面圖見圖2。

圖2 2#高壓電纜保護(hù)方案平面圖

3#高壓電纜保護(hù)方案設(shè)計：

（1）利用橫跨基坑箱涵設(shè)置預(yù)埋件，安裝16#槽鋼，槽鋼底部采用8#角鋼設(shè)置斜向支撐，槽鋼上部采用14#圓鋼設(shè)置拉筋。

（2）設(shè)置高壓電纜保護(hù)罩，保護(hù)罩采用[32b型鋼和3 mm鋼板對焊封閉。

3#高壓電纜保護(hù)方案立面圖見圖3。

圖3 3#高壓電纜保護(hù)方案立面圖

5 高壓電纜保護(hù)方案施工流程及注意事項

5.1 1#高壓電纜保護(hù)方案實(shí)施

5.1.1 施工流程

人工探挖→人工剝除管線上方全部土方→沿電纜方向搭設(shè)1次支架，用倒鏈和吊帶臨時懸吊電纜→人工挖除電纜下方0.2 m內(nèi)土體，墊入[32b型鋼對電纜進(jìn)行支托→施工電纜底部橫梁，并在橫梁上預(yù)埋工12型鋼與電纜下方[32b型鋼可靠焊接→橫梁混凝土澆筑7天后，拆除支架，安裝U形鋼板罩對電纜進(jìn)行保護(hù)→電纜懸吊保護(hù)完成。

5.1.2 電纜保護(hù)

（1）人工探挖。線路地面標(biāo)樁兩側(cè)各0.75 m所形成的兩平行線內(nèi)的區(qū)域為電力電纜線路保護(hù)區(qū)。探溝采用人工分段開挖，管線探明后與產(chǎn)權(quán)單位聯(lián)系，并在管線附近設(shè)置標(biāo)示牌，標(biāo)示牌上須注明管線類型、直徑、數(shù)量、走向、埋深、產(chǎn)權(quán)單位等。

（2）人工剝除管線上方全部土方。采用鐵锨薄層輕挖，分層剝除至10 kV電纜底部，并選取2處位置繼續(xù)向下探挖，探挖長度、寬度、深度均為0.5 m，以確保管線無遺漏。

（3）搭設(shè)1次支架，吊帶臨時保護(hù)。沿電纜走向，搭設(shè)支架，立桿縱距2 m，橫距1.5 m，立桿底部插入電纜下方1.2 m，伸出電纜底部大于1 m。縱桿采用對接扣連接或搭接連接。1次支架搭設(shè)完成后，用吊帶將電纜臨時懸吊在橫桿上。

（4）墊入[32b型鋼對電纜進(jìn)行支托。懸吊完成后，繼續(xù)向下挖0.2 m，留出槽鋼進(jìn)入的空間，將[32b型鋼墊入電纜下方，用倒鏈和吊帶將[32b型鋼抬起至緊貼10 kV電纜。

（5）施工電纜底部橫梁。將10 kV電纜底部[32b型鋼固定好后，施工電纜底部橫梁。橫梁鋼筋安裝完成后，在橫梁上預(yù)埋工12型鋼與電纜下方[32b型鋼可靠焊接。焊接作業(yè)前在電纜與槽鋼之間墊1.0 m長10 cm厚土層隔熱。之后繼續(xù)施工橫梁模板、混凝土。

（6）安裝鋼板罩對電纜進(jìn)行保護(hù)。橫梁混凝土澆筑7天后，拆除支架及吊帶，安裝U形鋼板罩對電纜進(jìn)行保護(hù)。待橫梁混凝土達(dá)設(shè)計強(qiáng)度100%后，可繼續(xù)開挖橫梁以下土方。

5.1.3 注意事項

①探溝采用人工分段開挖；②焊接作業(yè)前在電纜與槽鋼之間墊1.0 m長10 cm厚土層隔熱；③混凝土橫梁養(yǎng)護(hù)期必須7天。

5.2 2#高壓電纜保護(hù)方案實(shí)施

5.2.1 施工流程

人工探挖→人工剝除管線上方全部土方→內(nèi)側(cè)微型樁施工→微型樁頂部冠梁施工→施工外側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)→支撐梁傳力桿施工→微型樁與外側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)連梁施工→電纜外側(cè)保護(hù)罩施工。

5.2.2 電纜保護(hù)

（1）人工探挖及剝離管線上方土方。施工方法同1#高壓電纜施作方法。

（2）內(nèi)側(cè)微型樁施工。內(nèi)側(cè)微型樁采用ROC702高風(fēng)壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，過程中對孔內(nèi)沉渣進(jìn)行清理，鉆孔完成，采用小型吊車安裝DN219鋼管。安裝時，保證鋼管的垂直度，安裝后，采用間斷注漿法從底部對鋼管注水泥漿（滿足C35強(qiáng)度）。

（3）微型樁頂部冠梁施工。待微型樁強(qiáng)度達(dá)到75%，對微型樁冠梁進(jìn)行施工，冠梁模板采用15 mm厚竹膠板，對拉螺桿、鋼管及鋼管斜撐加固，鋼管斜撐間距每1.5 m一道。商品混凝土運(yùn)至現(xiàn)場后泵送入模灌注，插入式搗固器振搗密實(shí)，初凝后覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)。施工時，必須保證微型樁錨入冠梁75 cm，且與鋼筋連接牢固。

（4）施工外側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。電纜外側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為人工挖孔咬合樁結(jié)構(gòu)，按照先支護(hù)后開挖的原則進(jìn)行，圍護(hù)結(jié)構(gòu)上部土方主要采用人工開挖的方式開挖，下部巖石采用水鉆取芯開挖。利用簡易提升架進(jìn)行垂直運(yùn)輸挖孔土石方及機(jī)械器具。一組挖孔樁挖孔完畢，安裝兩側(cè)素樁模板后，開始安裝鋼筋籠，采用25 t汽車吊車下放鋼筋籠，人工輔助對準(zhǔn)。采用汽車泵對樁體混凝土進(jìn)行澆筑，樁身澆搗時嚴(yán)禁邊澆搗邊抽取孔內(nèi)地下水，地下水應(yīng)在澆搗之前抽取干凈。所有滲漏均應(yīng)進(jìn)行封堵，對于無法抽干的樁孔應(yīng)采用水下混凝土的施工方法進(jìn)行施工。圍護(hù)樁施工過程中務(wù)必做好孔下排水和孔口的擋水工作[3]。

（5）電纜外側(cè)保護(hù)罩施工。待上述工作完成后，開始施作高壓電纜混凝土保護(hù)罩，模板采用15 mm厚竹膠板，模板邊線距離電纜外邊界10 cm ，對拉螺桿進(jìn)行加固，間排距60 cm*60 cm。商品混凝土運(yùn)至現(xiàn)場后泵送入模灌注，插入式搗固器振搗密實(shí)，初凝后覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)。

5.2.3 注意事項

①采用人工分段開挖；②傳力桿提前預(yù)埋；③微型樁施工時，電纜上部臨時采用素土進(jìn)行保護(hù)，鉆機(jī)嚴(yán)禁上壓電纜。

5.3 3#高壓電纜保護(hù)方案施工流程及注意事項

5.3.1 施工流程

人工探挖→人工剝除管線上方全部土方→雨水箱涵及預(yù)埋件施工→橫向支撐施工→底部頂托施工→上部拉筋連接→電纜支托施工→電纜移放→電纜上口封閉。

5.3.2 電纜保護(hù)

（1）人工探挖及剝離管線上方土方。施工方法同1#高壓電纜施作方法。

（2）雨水箱涵及預(yù)埋件施工。模板采用15 mm厚竹膠板，對拉螺桿、鋼管及鋼管斜撐加固，鋼管斜撐間距每1.5 m一道。商品混凝土運(yùn)至現(xiàn)場后泵送入模灌注，插入式搗固器振搗密實(shí)，初凝后覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)。鋼筋綁扎完成后，安裝模板前，預(yù)埋件按照設(shè)計要求位置進(jìn)行安裝，混凝土澆筑過程中，振搗棒嚴(yán)禁對預(yù)埋件進(jìn)行振搗[4]。

（3）橫向支撐和底部頂托施工。箱涵混凝土強(qiáng)度滿足要求后，對模板進(jìn)行拆除，對預(yù)埋件進(jìn)行清理，預(yù)埋件清理干凈后，開始安裝橫向支撐和底托，橫向支撐和底托采用焊接的方法進(jìn)行連接。

（4）拉筋連接和電纜頂托施工。拉筋采用16 mm圓鋼，頂托采用[32b型鋼，采用焊接方法進(jìn)行連接。

（5）電纜移放。頂托焊接完成，在產(chǎn)權(quán)單位的監(jiān)督下，采用人工的方法將電纜移放到保護(hù)槽內(nèi)。

（6）電纜上口封閉。采用3 mm厚鋼板將U形槽上口進(jìn)行封閉，封閉前U形槽內(nèi)填充素土，防止鋼板和型鋼焊接時對電纜造成破壞。

5.3.3 注意事項

①探溝采用人工分段開挖；②焊接作業(yè)前在電纜與槽鋼之間墊1.0 m長10 cm厚土層隔熱；③橫梁與底托預(yù)埋件按照位置預(yù)埋。

6 高壓電纜保護(hù)保證措施

（1）加強(qiáng)過程中的監(jiān)控量測，主要對保護(hù)方案實(shí)施過程中管線的水平位移和高程進(jìn)行檢測[5]。

（2）按照管線保護(hù)法，設(shè)置管線設(shè)施安全保護(hù)及控制范圍，并做好標(biāo)識。

（3）加強(qiáng)對員工的安全教育，做好日常巡查，發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為，嚴(yán)格制止。

7 結(jié)束語

深圳地鐵9號線9130-1工區(qū)站后區(qū)間高壓電力管線錯綜復(fù)雜，距離基坑很近，存在較大安全風(fēng)險。針對電力管線進(jìn)行專項管線保護(hù)方案設(shè)計，站后區(qū)間施工過程中，項目嚴(yán)格按照上述的施工方案實(shí)施，并加強(qiáng)過程管控，現(xiàn)場電纜未出現(xiàn)被破壞現(xiàn)象，未對現(xiàn)場進(jìn)度造成影響。電纜綜合保護(hù)技術(shù)在該工程中得到了成功應(yīng)用，為類似復(fù)雜環(huán)境下工程施工提供借鑒。