地鐵車站10KV電力管線原位保護技術(shù)

張曉功

上海隧道工程有限公司 上海 200232

地鐵作為城市交通工具的重要組成部分，尤其對于南京這樣的省會城市，其地位舉足輕重。我國正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期，推進城市地下軌道交通建設(shè)意義重大[1]。眾所周知，在舊城區(qū)的地鐵車站施工中，不可避免的會遇到各類地下管線與建筑物基礎(chǔ)等障礙物需要處理的情況，基坑開挖的順利與否直接關(guān)系到工程能否如期完成，而在處理地下障礙物中，電力管線保護與處理工作又是最為棘手的，電力管線的保護與處理已然成為施工行業(yè)討論的重要課題。本文以南京地鐵五號線山西路站基坑開挖項目為案例進行分析，山西路站施工因場地有限，現(xiàn)場10KV電力管線遷移非常困難，現(xiàn)場擬采用原位懸吊技術(shù)對其進行保護[2]，經(jīng)對現(xiàn)場格構(gòu)柱與電纜管組成的懸吊系統(tǒng)的進行建模分析，結(jié)果表明該懸吊系統(tǒng)變形位移量在允許范圍內(nèi)，即該電力管線保護技術(shù)適用。

1 工程概況

山西路站位于中山北路與山西路交叉路口，沿中山北路跨路口設(shè)置。山西路站為地下二層島式車站，車站起迄里程為K30+702.733-K31+215.733，總長513m，站臺寬度12m，標準段寬度21.1m，底板埋深16.94m。根據(jù)建筑布置和使用功能的要求，該站采用兩層單柱雙跨箱型框架結(jié)構(gòu)，2號風亭組、1號出入口、2號出入口、3號出入口、4號出入口為地下單層單跨箱型框架結(jié)構(gòu)，1號風亭組為地下單層多跨箱型框架結(jié)構(gòu)。由于山西路站在既有道路中山北路上，施工時需要保證中山北路交通，車站需要西側(cè)施工臨時蓋板，車站主體采用半幅蓋挖。山西路站平面圖如圖1所示。

圖1 山西路站平面圖

2 電力管線原位保護措施

2.1 技術(shù)措施

2.1.1 在地下連續(xù)墻施工階段

10KV電力管線直接橫穿的地下連續(xù)墻一共有兩幅。分別為“Z”字型與“一”字型。由于“一”字型地連墻采用“一槽兩籠”的方法施工，與“Z”字型相比，少1個“L”型鋼筋籠，其它處理方法相同，所以，本文主要介紹“Z”字型地下連續(xù)墻（YW11），并詳細說明在保護10KV電力管線的情況下，地下連續(xù)墻YW11的施工方法，具體如下：

（1）地連墻分幅與開槽分孔。根據(jù)施工特點，考慮GB30成槽機每抓斗最大成槽寬為3.0m，對地下連續(xù)墻YW11作分幅調(diào)整，并使用“一槽三籠”的方法施工。地下連續(xù)墻YW11分幅調(diào)整尺寸，如圖2所示。

圖2 YW11開槽重新分幅示意圖

采用“一槽三籠”的施工方式，電力管線兩側(cè)分別放一籠，電力管線正下方放第三籠。抓槽順序為先挖電力管線兩側(cè)槽內(nèi)土體，再挖電力管線正下方土體，如圖3所示。

圖3 YW11開槽分孔示意圖

（2）改裝抓斗。由于液壓抓斗挖槽時只能直上直下，不能拐彎挖除電力管線正下方的土體，因此要在抓斗上安裝自制側(cè)向斗齒，增加斗齒挖掘?qū)挾龋ㄔ黾?0cm），從而達到挖去電力管線下方土體的目的，抓斗改造示意圖如圖4所示。

圖4 抓斗改裝示意圖

（3）挖槽施工。挖槽機挖槽前，使用人工或者合適的機械挖除電力管線正下方2m左右的土體，為挖槽機后期挖除電力管線下方土體提供方便。

抓斗豎直入槽挖除電力管線兩側(cè)土體，然后斗體上部緊靠電力管線側(cè)壁，張開安裝在抓斗上的自制斗齒，挖除電力管線正下方土體。斗體完全入槽，下放至電力管線下方后，移動斗體撞擊電力管線下方土體，并配合使用側(cè)向斗齒挖除電力管線下方土體。使用上述方法將電力管線下方土體全部挖除。當電力管線正下方空擋大于10米后（可以使整個斗體進入電力管線下方），移動成槽機使斗體處于該土體正上方，然后向下挖除該處土體。在提升斗體前，先移動成槽機使斗體離開電力管線正下方，防止斗體出槽時碰撞電力管線。反復挖槽，將孔深挖至設(shè)計深度。開挖示意如圖5所示。

圖5 挖槽示意圖

（4）吊裝鋼筋籠。地下連續(xù)墻鋼筋籠受電力管線影響無法整體吊放入槽，采取“一槽三籠”施工。鋼筋籠分成三幅制作、依次吊裝入槽。兩幅鋼筋籠之間采用雌雄頭鑲嵌連接。為滿足鋼筋籠水平移動拼裝的要求，在其中一個鋼筋籠制作時預留缺口，缺口位置設(shè)于吊裝完成后的電力管線處。

首先，將預留缺口的鋼筋籠沿管線保護裝置垂直下放，當缺口底部標高略低于電力管線保護裝置底部標高時，適當擺動吊車大臂，向電力管線方向水平移動鋼筋籠，邊移邊放，直至鋼筋籠下至設(shè)計平面與設(shè)計標高位置。第二個和第三個鋼筋籠，按照正常施工垂直安放。鋼筋籠下放完成后，砂袋填充H型鋼外側(cè)縫隙。

鋼筋籠定位要輕柔，避免擦傷槽壁，避免觸碰電力管線。電力管線下地連墻鋼筋籠吊裝方法如圖6、圖7所示。

圖6 管線下鋼筋籠吊裝示意

圖7 管線下鋼筋籠吊裝示意圖2

5）水下混凝土灌注

導管倉位置的設(shè)置盡量遠離電力管線，并能滿足施工技術(shù)要求?；炷凉嘧⑦^程對電力管線基本無影響，按正常灌注工序進行。

2.1.2 在基坑開挖階段

為保障10KV電力管線的安全，通過有限元分析軟件對格構(gòu)柱和電力管線組成的懸吊系統(tǒng)進行位移變形計算與分析，有限元模型及計算結(jié)果如圖8所示：

圖8 有限元模型及計算結(jié)果

結(jié)果表明，格構(gòu)柱在滿荷狀態(tài)下，最大位移及應力發(fā)生在梁中點處，最大變形位移為22mm，小于允許撓度40mm，滿足10KV電力管線安全保護要求，即選擇該懸吊系統(tǒng)保護技術(shù)可行[2]。

2.2 管理措施

（1）邀請10KV電力管線產(chǎn)權(quán)單位現(xiàn)場指導工作[3]。

（2）在地下連續(xù)墻成槽前采用鋼板對10KV電力管線進行包裹保護。

（3）在10KV電力管線位置粘貼反光條和張拉橫幅等警示標志。如圖9所示。

圖9 粘貼反光條和張拉橫幅現(xiàn)場圖

3 結(jié)論與建議

目前，南京地鐵五號線山西路站基坑開挖已基本完成，施工過程中整個懸吊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)始終處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)[4]，滿足電力管線保護要求。由于采用該原位保護技術(shù)得當，該10KV電力管線不需要進行改遷。通過該工程總結(jié)的電力管線原位保護技術(shù)在地鐵車站中的應用經(jīng)驗，可為后續(xù)類似項目提供參考，具體如下：

（1）經(jīng)測算，采用該10KV電力管線原位保護技術(shù)，該項目為業(yè)主單位節(jié)省搬遷費用至少1000萬元，縮短工期大約6個月[5]。

（2）現(xiàn)場采用“一槽三籠”施工技術(shù)導致槽壁分幅增寬，成槽過程中對槽壁穩(wěn)定性的標準也隨之提高，在地下連續(xù)墻成型后和基坑開挖前，應對整幅地下連續(xù)墻迎土面實施水泥漿旋噴加固處理。