220 kV電力箱涵懸吊保護(hù)技術(shù)應(yīng)用

張立勇

（中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司，北京100043）

1 工程概況

天津地鐵8號(hào)線一期工程建設(shè)項(xiàng)目西至南開區(qū)綠水公園站，東至津南區(qū)淥水道站（該站不包含在其中），其為中心城區(qū)南部核心線路。線路正線長(zhǎng)18.6 km，共設(shè)車站17座，均為地下站。其中綠水公園站位于天津市南開區(qū)資陽(yáng)路和羅平道交口西側(cè)。電纜箱涵位于綠水公園站一期北側(cè)28.5 m處，埋深3.49 m，跨地鐵車站施工區(qū)域23 m。電纜箱涵內(nèi)徑尺寸2.6 m×2.2 m，外徑尺寸3.2m×2.8 m.在車站主體31～32軸之間有220 kV埋深3.49 m的高壓電纜箱涵橫跨車站主體，需懸吊保護(hù)，為降低對(duì)其的影響，車站在箱涵影響范圍內(nèi)的主體改為地下1層結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻采用絞吸式地下連續(xù)墻。其中，懸吊方法采用絞吸式地下連續(xù)墻+RJP1800樁+雙拼貝雷懸吊系統(tǒng)。

2 箱涵基坑開挖

施工前先沿車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊沿開挖至箱涵底部，按1∶1放坡，為防止邊坡不穩(wěn)定，在邊坡上噴80 mm厚、C20鋼筋網(wǎng)片混凝土，鋼筋網(wǎng)片采用φ8 mm、間距300 mm。開挖同時(shí)在坡頂、坡腳設(shè)置截水溝。

3 RJ P樁施工

為保障箱涵穩(wěn)定，在懸吊支座鏈接處進(jìn)行徑向噴射樁法（Radin Jet Pile Methed，RJP）樁基礎(chǔ)加固。樁位布置共計(jì)布樁4根，樁間距3 m，深度與地下連續(xù)墻同深。RJP樁施工工藝流程：溝槽危機(jī)→放樣樁位→鉆機(jī)就位→埋設(shè)套管→下放鉆桿→注漿施工→旋噴提升→拆除鉆桿→清洗鉆桿、注漿泵及輸送管道→下一根樁施工。

4 絞吸式地下連續(xù)墻施工

4.1 基本原理及工藝流程

該技術(shù)使用的主要設(shè)備為以此管為導(dǎo)向滑道的潛水鉆和噴導(dǎo)管，噴導(dǎo)管的形狀為無(wú)縫圓管，直徑為27 cm，長(zhǎng)度要比槽深長(zhǎng)2 m左右，將導(dǎo)管插入到先導(dǎo)孔里，與下端土石直接接觸，露出地面的噴出口為上端。在向?qū)Ч軆?nèi)輸送空氣時(shí)，使用的主要設(shè)備為壓縮機(jī)，導(dǎo)管出口和進(jìn)口之間壓差比較大，從而使土石涌出地面。因此，該方法也被稱之為是潛水鉆氣舉反循環(huán)成槽工法。

4.2 主要施工方法

4.2.1 箱涵剖驗(yàn)、導(dǎo)墻施工

人工剖驗(yàn)和挖掘?qū)r(shí)，需要順著地下連續(xù)墻位置施工。開挖導(dǎo)墻時(shí)，采用人工清除箱涵頂及周邊的回填土，聯(lián)系電力箱涵保護(hù)單位對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管，然后再進(jìn)行導(dǎo)墻施工。箱涵與混凝土之間采用鋼板隔離，以保證施工時(shí)不被碰壞[1]。

4.2.2 泥漿攪拌

泥漿需具有一定的密度和黏度，在成槽過(guò)程中可以起到護(hù)臂、攜渣、冷卻鉆具等作用，槽內(nèi)要有靜水壓力，在滲入土壁以后，構(gòu)成不透水的泥皮保護(hù)層，槽壁也會(huì)變得更加穩(wěn)定。根據(jù)工程的特點(diǎn)及以往施工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)利用黏土造漿，特殊土質(zhì)需采用膨潤(rùn)土加纖維素造漿。特殊土質(zhì)通過(guò)鉆機(jī)成槽時(shí)打碎、攪拌地層中的黏性土形成泥漿，成槽機(jī)、泥漿泵和泥漿池反向循環(huán)，使泥漿可以在成槽的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)反復(fù)循環(huán)。在混凝土澆筑施工時(shí)，廢棄的漿液直接留在泥漿池里。

4.2.3 導(dǎo)槽施工

以槽寬為7 m的槽段為例，高壓供電為220 kV，電路懸吊架寬為2.8 m。首先，在相鄰段地下連續(xù)墻接頭與220 kV高壓供電電纜懸吊架兩側(cè)用液壓抓斗抓出3.5 m寬導(dǎo)槽，來(lái)充當(dāng)插噴管的先行導(dǎo)管。先行導(dǎo)管施工完成后，仔細(xì)檢查其垂直度，使?jié)撍@機(jī)施工的垂直度滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.4 鉆孔成槽

1）先行導(dǎo)槽施工結(jié)束后，潛水鉆孔成槽機(jī)就位，在先行導(dǎo)槽中插入噴導(dǎo)管，采用單管抱管反循環(huán)鉆孔成槽。鉆孔成槽以后，將泥渣斗放置在架頭位置處，將鉆機(jī)和反循環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)，使鉆機(jī)順著噴導(dǎo)管向下作業(yè)，鉆進(jìn)施工的過(guò)程中，鉆頭將泥塊削掉以后，直接掉入槽底，使用氣舉反循環(huán)氣柱使渣土和泥漿借助噴導(dǎo)管全部進(jìn)入到渣斗中。渣土沉淀以后，分流的泥漿會(huì)向槽內(nèi)流動(dòng)，這些泥漿可以重復(fù)利用。在成槽施工的過(guò)程中，渣斗充滿以后，要第一時(shí)間更換空渣斗。

2）單鉆抱管完成一鉆施工以后，提升鉆機(jī)，鉆頭與懸吊架比較靠近，且鉆頭要比未施工土面略高一點(diǎn)。將噴導(dǎo)管提升到槽底面以上1 m的位置，成槽架向后移動(dòng)，準(zhǔn)備下一鉆施工，前后2個(gè)施工位置的重疊距離為鉆頭直徑的1/3長(zhǎng)度，以底層特征為基礎(chǔ)，水平進(jìn)尺的距離控制在30 cm之內(nèi)，鉆進(jìn)施工順序?yàn)閺膯卧坶_始向懸吊架方向施工，直到懸吊架一側(cè)成槽鉆孔施工結(jié)束，接著對(duì)另一側(cè)進(jìn)行施工，每側(cè)施工的鉆數(shù)為6鉆左右。

3）成槽時(shí)，使用線錘隨時(shí)檢查噴導(dǎo)管和鋼絲繩的施工狀態(tài)，垂直度要滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。一旦發(fā)現(xiàn)偏差立即采取措施處理，確保地下連續(xù)墻的垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

4）成槽施工的過(guò)程中，對(duì)鉆具和鉆頭的磨損情況要認(rèn)真核查，及時(shí)更換磨損比較嚴(yán)重的部件。

5）為防止墻體出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象，成槽施工過(guò)程中要控制好泥漿性能，以地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，科學(xué)調(diào)整泥漿性能指標(biāo)，槽內(nèi)泥漿液面不得低于導(dǎo)墻地面30 cm。

6）在鉆機(jī)與懸吊架比較接近的時(shí)候，要小心施工，杜絕碰撞情況的發(fā)生，將重大安全事故的發(fā)生概率控制在最小的范圍之內(nèi)。

4.2.5 修槽

當(dāng)懸吊架兩側(cè)成槽完畢后，拆下鉆機(jī)，換上液壓抓斗修槽。具體步驟為：

1）抓斗放入到槽中，抓斗要比懸吊架低，水平移動(dòng)抓斗機(jī)，使抓斗位于懸吊架的下面。

2）在抓斗自身的影響下，使槽壁上沒(méi)有切掉的土體被及時(shí)的削掉，到槽底后，液壓抓斗機(jī)反方向移動(dòng)，提升抓斗，以避免在提升中磕碰懸吊架，反復(fù)修整直到槽壁平整為止，修槽施工的最終效果要滿足設(shè)計(jì)的要求。

3）修槽一側(cè)完成后，再修理另一側(cè)，掉入槽內(nèi)的土塊要全部清理干凈。

4.2.6 清槽換漿

1）修理好槽段以后，啟動(dòng)反循環(huán)系統(tǒng)，使用噴導(dǎo)管將槽底的沉渣再清理1次。在清槽施工的過(guò)程中，施工順序?yàn)閺膬啥讼驊业跫芊较蛞苿?dòng)，每次移動(dòng)距離為40 cm，停留時(shí)間為5 min，使槽底的沉渣全部從噴導(dǎo)管中排出。

2）槽底沉渣的清理次數(shù)為3次，最終的施工效果要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3）清理槽底沉渣的同時(shí)，依據(jù)槽內(nèi)泥漿情況來(lái)置換泥漿。以底層特征為基礎(chǔ)，如果遇到砂層施工的情況后，為了合理地管控砂子沉淀問(wèn)題，在混凝土澆筑施工以前，對(duì)泥漿比重進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4）清槽施工結(jié)束以后，沉渣厚度、槽厚和槽深都要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)理部門驗(yàn)收合格后，開始下一道工序施工。

5）換漿清槽施工結(jié)束以后，盡快澆筑混凝土和安裝鋼筋籠。

5 鋼筋籠懸吊系統(tǒng)施工與貝雷梁安裝

5.1 鋼筋籠加工與安裝

5.1.1 鋼筋籠加工

使用的電纜為220 kV高壓供電電纜，鋼筋籠被懸吊架的中心劃分為2部分。鋼筋籠加工要采取兩部分施工的辦法，對(duì)接方式為公母對(duì)接，將8根φ14 mm的通長(zhǎng)筋布設(shè)在對(duì)接夾縫外側(cè)，使鋼筋籠安裝時(shí)，咬合部分可以更好地將鋼筋籠卡住。懸吊架在地下連續(xù)墻導(dǎo)墻施工時(shí)，將懸吊架基礎(chǔ)埋置在導(dǎo)墻混凝土內(nèi)。

5.1.2 鋼筋籠安裝

鋼筋籠分兩部分安裝，每側(cè)鋼筋籠在懸吊架下方的寬度1.5 m左右，提前在導(dǎo)墻與鋼筋籠頂部均做好標(biāo)記（兩標(biāo)記重合時(shí)說(shuō)明鋼筋籠到位）；在鋼筋籠下放時(shí)，控制鋼筋籠進(jìn)入懸吊架下方的位置，以免兩部分沒(méi)有對(duì)接完全，影響整幅地下連續(xù)墻的剛度。首先，吊起鋼筋籠的一半緩慢放入一側(cè)先行導(dǎo)槽內(nèi)，在開口最底部下放到懸吊架最底部以下30 cm時(shí)履帶吊水平移動(dòng)，讓鋼筋籠向懸吊架方向移動(dòng)，直到兩標(biāo)記完全重合時(shí)固定鋼筋籠，擔(dān)杠架于導(dǎo)墻上；然后吊裝另一半鋼筋籠，安裝同上一半鋼筋籠，完成對(duì)整幅籠子的對(duì)接。

鋼筋籠安裝完成后，導(dǎo)管要下放在鋼筋網(wǎng)片預(yù)留的導(dǎo)管倉(cāng)位置處，使用2個(gè)導(dǎo)管澆筑混凝土，同時(shí)受懸吊架影響，導(dǎo)管間間距控制在3.5 m范圍內(nèi)，槽段端部與導(dǎo)管之間的距離要保持在2 m以下，保證混凝土灌注的質(zhì)量。

5.2 懸吊系統(tǒng)施工

防護(hù)樁及地連墻施工完成后，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后施工冠梁，其他冠梁依次施工，冠梁施工完成，強(qiáng)度達(dá)到100%，在冠梁上安裝貝雷片，頂部安裝HW400 mm×400 mm@1 000 mm型鋼，箱涵底部采用人工開挖，使用倒鏈將其與桁架上的工字鋼連接在一起，使用倒鏈拉住箱涵。承插式是箱涵的主要形式，整體性不強(qiáng)，使用鋼板將電纜箱涵底部包裹好。

5.3 貝雷梁安裝

貝雷梁施工安裝時(shí)注意對(duì)箱涵的保護(hù)，嚴(yán)禁施工機(jī)械接觸箱涵。4排單層不加強(qiáng)型貝雷梁構(gòu)成了箱涵懸吊，尺寸為1.5 m×0.9 m。測(cè)量放樣要在兩端基礎(chǔ)上完成，使貝雷梁的位置更加準(zhǔn)確。貝雷梁架設(shè)時(shí)，使用的主要機(jī)械設(shè)備為履帶吊，一組包含2片貝雷梁，履帶吊先安裝一組貝雷片，就位后將其結(jié)實(shí)地捆綁在基礎(chǔ)之上，將限位器安裝好，接著對(duì)另一組貝雷片進(jìn)行安裝，使用貝雷片剪刀撐將其與安裝好的貝雷梁連接在一起。

在貝雷梁安裝過(guò)程中，吊車安排專人指揮，防止吊裝墜物，損傷箱涵。并且在附近做上警示標(biāo)牌。將圍護(hù)欄桿架設(shè)在貝雷架兩端位置，同時(shí)在醒目位置放置標(biāo)識(shí)或者是黃色安全標(biāo)志。將警示燈安裝在貝雷梁的兩端，防止施工時(shí)機(jī)械碰撞。安排專人24 h檢車懸吊結(jié)構(gòu)和箱涵，同時(shí)對(duì)貝雷桁架上的螺栓和銷子進(jìn)行仔細(xì)的檢查，防止出現(xiàn)松動(dòng)的情況。

施工時(shí)安排專人指揮施工機(jī)械，施工時(shí)，懸吊結(jié)構(gòu)要與重物和施工機(jī)械之間保持一定的距離，機(jī)械指揮人員、箱涵防護(hù)人員及機(jī)械司機(jī)通過(guò)對(duì)講機(jī)進(jìn)行溝通。

6 懸吊箱涵與懸吊體系拆除

6.1 懸吊箱涵

貝雷梁架設(shè)完成后，在冠梁上安裝貝雷片，頂部安裝HW400 mm×400 mm@1 000 mm型鋼，箱涵底部采用人工開挖，從電纜箱下方將工字鋼穿過(guò)，使用倒鏈將其與桁架上的工字鋼連接在一起，使用倒鏈拉住箱涵。承插式是箱涵的主要形式，整體性不強(qiáng)，使用鋼板將電纜箱涵底部包裹好。此外，要把型鋼橫穿箱涵，從而確保安全。

影響范圍內(nèi)采用人工夯實(shí)回填，無(wú)法夯實(shí)部位采用混凝土灌注，保證基底密實(shí)。拆除懸吊結(jié)構(gòu)后，箱體兩側(cè)按照回填的要求夯實(shí)。

6.2 懸吊體系拆除

1）在拆除貝雷梁時(shí)，要將安全放在第一位，施工人員要有安全施工意識(shí)，嚴(yán)格按照安全操作規(guī)章制度施工。

2）專人負(fù)責(zé)指揮起吊施工，定期檢查起重索，起吊施工以前，仔細(xì)檢查吊物割除焊縫是不是已經(jīng)完成，在吊物的過(guò)程中，被起吊物和吊臂下方不可以站人。回填完成后，拆除貝雷梁。

7 結(jié)語(yǔ)

絞吸式地下連續(xù)墻成槽工法、RJP1800樁+雙拼貝雷懸吊系統(tǒng)實(shí)用性較強(qiáng)，使有重要管線無(wú)法切改的地下連續(xù)墻施工問(wèn)題得到解決，保證了地下管線的安全，該施工方法值得大范圍推廣應(yīng)用。