超高壓受限下的地鐵圍護施工研究

陸順康

上海建工五建集團有限公司 上海 200063

1 工程簡介

1.1 工程概況

本工程位于上海市普陀區(qū)金沙江路與大渡河路交叉口北側(cè)，車站沿大渡河路呈南北走向，與已運營的13號線大渡河路站呈通道換乘。車站為地下三層島式雙柱三跨車站，內(nèi)凈長160米，標(biāo)準段凈寬21.74米。主體圍護結(jié)構(gòu)采用1.2米厚地下連續(xù)墻，墻深46～51.8米，墻趾進入⑧1層，十字鋼板接頭形式，砼等級水下C35P8。

1.2 地質(zhì)情況

本工程揭露地層分布有八大層，若干個亞層及透鏡狀夾層，土層連續(xù)分布。其中涉及②3-1層砂質(zhì)粉土易產(chǎn)生流砂、④1層淤泥質(zhì)土和⑤1-1層、⑤1-2層粘性土易發(fā)生坍塌，承壓水位于⑦層。

1.3 高壓線情況

大渡河路主體車站北端頭井上方存在東西走向220KV高壓電力線，東側(cè)有220KV高壓轉(zhuǎn)角鐵塔。高壓電投影區(qū)域?qū)挾燃s為9.77米，距離地面高度最低約為19.5米。高壓鐵塔基礎(chǔ)距離北端頭井地下連續(xù)墻距離為4.99米，高壓鐵塔最近的鐵柱側(cè)邊離北端頭井地下連續(xù)墻距離為9.42米。

圖1 橫跨地鐵北端頭井220KV示意圖

根據(jù)JGJ46-2005第4.1.4規(guī)定，施工機械與架空線路邊線的最小安全距離沿垂直方向6米，沿水平方向6米（適用于220KV）。

通過與供電單位、建設(shè)單位多次協(xié)商，220kv超高壓線搬遷費用巨大且進度不能滿足整體地鐵建設(shè)要求，因此決定通過施工技術(shù)優(yōu)化手段來解決施工難題。

2 具體技術(shù)措施

2.1 試成槽

成槽施工前應(yīng)進行成槽試驗,確定合適的成槽機械、護壁泥漿配比、施工工藝及施工參數(shù)。

主體圍護施工前選取附屬區(qū)域進行試成槽實驗，成槽深度46m，槽段成槽后靜置0-24h，縮徑大約10mm；槽段成槽后靜置24-36h，縮徑大約50mm。部位為②3-1層下部至⑤1-1層。

2.2 設(shè)計優(yōu)化

由于本工程②3-1層灰色砂質(zhì)粉土厚度達10m以上，鋼筋籠又需要多段分籠入槽，成槽階段和鋼筋籠下放階段易發(fā)生塌方，因此增加北端頭井TRD槽壁加固深度，將原設(shè)計槽壁加固深度由原-8.51m，加深至-40.12 m（隔斷承壓水），改善施工作業(yè)環(huán)境，能較大程度防止縮徑塌孔的發(fā)生和后續(xù)開挖的地墻滲漏水。

將受高壓線影響區(qū)域的15幅地墻分幅進行優(yōu)化調(diào)整，避免出現(xiàn)槽幅過寬的地墻。

2.3 主要施工設(shè)備

金泰SG60A成槽機作為本工程成槽設(shè)備。需對金泰SG60進行改裝，并在保證成槽質(zhì)量和地層適應(yīng)性的前提下，最大限度的滿足低凈空作業(yè)要求，本工程改裝高度為11.5m。

表1、主要施工設(shè)備表

2.4 泥漿配置

現(xiàn)場設(shè)置泥漿箱，采用液壓抓斗成槽時泥漿的儲備量應(yīng)大于每日計劃成槽方量的2～3倍。

泥漿拌制材料選用優(yōu)質(zhì)納基膨潤土；新拌制泥漿應(yīng)充分水化，貯放時間不應(yīng)小于24h。

根據(jù)試成槽期間進行的泥漿配合比試驗，本工程泥漿推薦配合比（水：膨潤土：堿：CMC）為1000：75：3：1。

表2、泥漿參考值（性能指標(biāo)）

施工中循環(huán)泥漿應(yīng)進行沉淀或除砂等再生處理。

2.5 分籠吊裝

受高壓電架空線路影響的地連墻共有15幅，鋼筋籠長為51.3米，必須采取分節(jié)吊裝施工。分節(jié)原則：①避開基坑開挖鋼支撐預(yù)埋件位置作為鋼筋籠分節(jié)點；②避開地連墻受軸力最大的部位作為鋼筋籠分節(jié)點；③保證吊裝高度在高壓線下施工安全距離范圍內(nèi)作為鋼筋籠分節(jié)點。

此區(qū)域內(nèi)15幅鋼筋籠每幅被合理分為7節(jié)，每節(jié)長度不超過9米，鋼筋籠在同一平臺上制作成型（并進行預(yù)拼裝）。

對250t履帶吊大臂角度進行控制，大臂長度16.5m，大臂與水平角度控制在42°以下，42°履帶吊大臂的高度為16.5×sin42°=11.0m，加上機高2m，共13.0m，吊車處于高壓線安全控制距離6m之外。

圖2 高壓線范圍地墻鋼筋籠起吊示意圖

兩節(jié)鋼筋籠槽口對接采用直螺紋連接形式，建議選用操作嫻熟的作業(yè)工人進行對接，人數(shù)盡可能確保在12人以上，配備多型號的連接扳手、鏈條扳手等。

2.6 水下砼澆筑

混凝土澆筑架安裝過程中，吊車頂部與高壓線的安全距離不小于6m。

主要機械為砼車、澆筑架高度，均能滿足要求。

2.7 高壓線保護措施

聘請超高壓分區(qū)權(quán)屬單位實地對高壓線進行重新測量，確定高度。

對所有涉及到高壓線的施工方案進行專家論證。

現(xiàn)場設(shè)置6m安全警示標(biāo)志（雨、霧等惡劣天氣，安全距離應(yīng)在此基礎(chǔ)上適當(dāng)擴大）。

施工期間聘請權(quán)屬單位專業(yè)人員進行全程監(jiān)護。

每天觀測天氣，如遇大雨或大風(fēng)等惡劣天氣嚴禁施工。

施工現(xiàn)場配備好應(yīng)急救援物資（如絕緣服等）。

鋼筋籠平臺應(yīng)設(shè)置在遠離超高壓電線的區(qū)域，鋼筋籠起吊回直后，需確認把桿頂部在安全控制距離以下后，方可行駛至保護區(qū)域內(nèi)進行作業(yè)。

吊車臂上端安裝高壓線傳感感應(yīng)器，靠近6m時自動發(fā)出警報聲。吊車頂部包裹絕緣材料。

高壓鐵塔基礎(chǔ)四周布置沉降監(jiān)測點，施工全過程對高壓鐵塔進行監(jiān)測。

3 具體實施效果與總結(jié)

受高壓線影響區(qū)域全部15幅地墻，實際每幅地墻施工時間可以控制在36小時內(nèi)（轉(zhuǎn)角幅需要40小時左右），其中主要環(huán)節(jié)成槽12～14小時左右，鋼筋籠吊裝每節(jié)在2～3小時（含鋼筋籠對接），十字鋼板接頭和導(dǎo)管下放在2～3小時，混凝土澆筑在4～5小時。

由于進行了TRD槽壁加固，地墻垂直度均能控制在1/600以上，地墻混凝土充盈系統(tǒng)控制在1.02～1.05左右。后續(xù)基坑開挖后地墻也無明顯滲漏情況，總體施工質(zhì)量受控。

在整個施工過程中，從試成槽、參數(shù)優(yōu)化、分節(jié)吊裝、砼澆筑等多方面控制施工質(zhì)量，在成槽、吊裝、澆筑過程中控制施工高度，滿足高壓線保護范圍下的超低空圍護工程作業(yè)要求，并輔以針對性的高壓線安全保護措施，高效保質(zhì)地完成了業(yè)主交付的施工任務(wù)，也為今后同地域類似工程的施工積累相關(guān)的施工經(jīng)驗和技術(shù)儲備。