220kV 高壓架空線下地連墻施工安全控制措施

金明JIN Ming

（南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司，南京 210000）

1 工程概況

1.1 工程概況

南京地鐵7 號線某車站，沿泰山路呈南北向布設(shè)，車站南端頭（小里程）接為盾構(gòu)接收井，北端頭（大里程）為盾構(gòu)始發(fā)井。

本站為單柱雙跨箱型框架結(jié)構(gòu)（局部雙柱三跨），島式站臺地下兩層車站，柱距9m，采用明挖法施工，地下一層為站廳層（包含部分設(shè)備用房），地下二層為站臺層，站臺端部設(shè)置配電等設(shè)備用房，中心里程YCK6+110.000；站臺有效寬度為11m，車站總長276.4m，標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)外側(cè)寬度為19.7m，頂板覆土厚度約1.70m。標(biāo)準(zhǔn)段底板底埋深15.161m，左右端頭井底板底埋深16.34m。本站共設(shè)4 個(gè)出入口、2 個(gè)消防疏散口、3 個(gè)風(fēng)道，其中1、2 號出入口為預(yù)留口。

車站采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，連續(xù)墻厚度均為800mm。地連墻基本槽段幅寬6.0m，局部根據(jù)實(shí)際施工需要有少量調(diào)整。連續(xù)墻豎向接縫位置預(yù)埋工字鋼。墻體采用用水下C35 混凝土澆筑。槽段深度為62～65.6m，墻底入中風(fēng)化巖體1m，總計(jì)108 幅地下連續(xù)墻。

車站主體東側(cè)約3m 左右距離有一路220kV 架空高壓線，距地面凈空21～26m，該路高壓線影響52 幅地下連續(xù)墻施工。

在車站施工影響范圍內(nèi)主要有34#、35#兩根高壓線電桿，其中34#電桿基礎(chǔ)距車站主體外墻凈距6.44m；35#電桿基礎(chǔ)距車站主體外墻凈距10.52m、距離2 號風(fēng)亭11.77m。車站開挖深15.16m、電桿基礎(chǔ)深19.2m（樁長18m、承臺1.2m）具體如圖1 所示。

圖1 雨潤路站與35# 電桿平面位置關(guān)系圖

1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況

車站開挖范圍內(nèi)為②-1c3+d4 松散粉砂，稍密粉土層、②-2b4 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑局部軟塑層，工程地質(zhì)性質(zhì)差。

本工程涉及到的地下水主要有：潛水、承壓水和基巖裂隙水。①潛水含水層包括①層人工填土、②-1c3+d4 層粉土、粉砂，②-2b4 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土，②-2d3-4 層粉砂；②承壓水含水層由②-3b3-4+d3 層粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土與粉砂互層、②-5b3-4+d2-3 層粉質(zhì)粘土與粉砂互層、②-4d2 層粉細(xì)砂、②-5d1、②-5d1-2 層粉細(xì)砂、②-6d1 層中砂以及③-4e 層含卵礫石中粗砂組成含水層。隔水頂板為②-2b4 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土，隔水底板為下伏基巖。該含水層厚度大，與長江水系存在較強(qiáng)聯(lián)系，對工程施工影響較大；③基巖裂隙水由于埋藏深度較大，裂隙分布量不大，對本工程施工無顯著不利影響。

2 高壓線下地連墻施工機(jī)械的選定

2.1 成槽施工機(jī)械的選定

原地連墻施工采用GB60 型成槽機(jī)（如圖2），機(jī)械最大高度為18.2m，高壓線下放凈空最低為21m，成槽機(jī)與高壓線之間的最小凈距為21m-18.2m=2.8m＜6m，不滿足最小安全距離6m 要求，無法確保安全施工。為保證地連墻施工安全，需要對成槽機(jī)進(jìn)行改裝，降低成槽機(jī)的有效高度，確保成槽機(jī)可以在高壓下方安全作業(yè)。改裝后成槽機(jī)高度為13m，高壓線線下施工時(shí)，成槽機(jī)與高壓線最小垂直凈距為21m-13m=8m＞6m，滿足最小安全垂直距離6m 要求（如圖3）。

圖2 成槽機(jī)實(shí)景圖

圖3 改裝后成槽機(jī)與架空高壓線垂直距離

2.2 鋼筋籠吊裝的機(jī)械選定

架空高壓線影響區(qū)域外地連墻鋼筋籠吊裝時(shí)主機(jī)選用：QUY260 履帶式起重機(jī)，副機(jī)選用：SCC1350E 履帶式起重機(jī)。架空高壓線影響區(qū)域內(nèi)的鋼筋籠吊裝采用80t 門吊，設(shè)備尺寸為：長×寬×高=20m×4m×13m，起升高度為10m，門吊與高壓線最小距離為21m-13m=8m＞6m，滿足最小垂直安全距離要求。

3 高壓線下地連墻鋼筋籠吊裝施工保護(hù)措施

3.1 針對220kV 高壓線保護(hù)措施

高壓線下附近鋼筋籠吊裝除正常應(yīng)遵守的吊裝作業(yè)規(guī)章制度外，現(xiàn)場作業(yè)還采取了如下的安全保證措施：①根據(jù)氣象臺提供的氣象信息，合理安排鋼筋籠吊裝施工計(jì)劃，雨雪、雷電、大風(fēng)等天氣高壓線禁止進(jìn)行吊裝作業(yè)。②吊裝時(shí)安排管理人員24 小時(shí)輪班值守，確保施工安全。③控制履帶吊吊裝位置及方向，履帶吊位于高壓線與地連墻之間，鋼筋籠盡量遠(yuǎn)離高壓線，萬一發(fā)生吊車傾覆事故也可避免對高壓線造成影響，避免造成超高壓電力設(shè)備損壞、發(fā)生災(zāi)難性的后果。④在高壓線下6m 處設(shè)置紅外線報(bào)警器，如有機(jī)械設(shè)備侵入安全距離后，要求現(xiàn)場作業(yè)機(jī)械操作室、值班室、現(xiàn)場副經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理、安全員等人能第一時(shí)間接到報(bào)警信號，立即要求現(xiàn)場停止作業(yè)，查明原因并徹底整改落實(shí)后才能恢復(fù)作業(yè)。⑤陰雨雷電大風(fēng)等惡劣天氣停止吊裝作業(yè)。⑥相關(guān)作業(yè)及指揮人員必須持證上崗。⑦經(jīng)理部制定鋼筋籠吊裝作業(yè)審批手續(xù)，每次進(jìn)行吊裝作業(yè)前，施工隊(duì)伍必須到辦理吊裝作業(yè)許可證，安質(zhì)部連同技術(shù)組、現(xiàn)場對作業(yè)環(huán)境進(jìn)行檢查合格后才能進(jìn)行吊裝作業(yè)。

3.2 高壓線下地連墻施工保護(hù)措施

由于地連墻最近距離高壓線基礎(chǔ)距離為6.44m，為保證施工安全，應(yīng)采取相應(yīng)措施，防止地連墻溝槽開挖塌方、地連墻滲流造成高壓線桿基礎(chǔ)失穩(wěn)。

①地下連續(xù)墻槽段位置涉及到②-1c3+d4 松散粉砂，稍密粉土層、②-2b4 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑局部軟塑層，工程地質(zhì)性質(zhì)差。為確保地連墻槽段開挖過程中的槽壁穩(wěn)定性，提高地連墻成槽質(zhì)量，在正式成槽前對槽壁采取預(yù)先加固措施。具體槽壁加固措施：西側(cè)采用Φ850@600 水泥系攪拌樁加固、東側(cè)受架空高壓線及鄰近沙洲東河影響采用墻厚600mmTRD 工法加固（在高壓線基礎(chǔ)10m 范圍內(nèi)加固深度至電桿基礎(chǔ)樁底下1m），深度為進(jìn)入②-4d2層以下0.5m。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層及粉土夾粉砂層中水泥摻量20%，其余土層水泥摻量7%，選用PO42.5 水泥。②考慮地下連續(xù)墻槽段部位涉及到粉土層等地質(zhì)條件比較差的土層，護(hù)壁泥漿用的膨潤土選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，確保泥漿可以形成有效的泥膜，防止槽段出現(xiàn)坍方。③成槽期間按照每每抓每次挖深5m 進(jìn)行一次泥漿指標(biāo)檢測，主要檢測指標(biāo)包括泥漿比重、粘度、含砂率、PH 值。④考慮到槽段開挖部地質(zhì)條件比較差，在成槽過程采取預(yù)降水措施，降低地下水位，有效保證泥漿液面與地下水位之間的高差，防止地下水流入槽段。⑤成槽過程加強(qiáng)對泥漿損耗量進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)泥漿損耗量超過正常損耗量情況，要分析原因，并采取處理措施。⑥槽段附近避免出現(xiàn)大量超載情況，并減少大型設(shè)備在槽段附近行走，減少對槽壁產(chǎn)生額外的附加應(yīng)力。⑦成槽過程嚴(yán)格控制槽壁垂直度不超過1/400，如果發(fā)現(xiàn)垂直度超標(biāo)要及時(shí)采取糾正措施。每個(gè)槽段每一抓完成成孔后進(jìn)行一次超聲波槽段質(zhì)量檢測，如果發(fā)現(xiàn)槽段質(zhì)量不能夠滿足后續(xù)正常施工要求，可以考慮對槽段進(jìn)行回填后重新成槽。⑧為確保地墻接頭位置的施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)接頭夾泥造成后續(xù)基坑開挖出現(xiàn)滲漏風(fēng)險(xiǎn)，必須采用專用接頭刷對工字鋼接頭進(jìn)行刷壁處理，刷壁次數(shù)不能少于20 次，同時(shí)要到刷頭上無泥砂為止。⑨槽段開挖完成后按照程序進(jìn)行槽段質(zhì)量檢測，主要檢查槽段橫向與縱向垂直度、工字鋼接頭位置是否有大塊雜物等，在槽段質(zhì)量檢測合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行泥漿循環(huán)置換，槽段內(nèi)泥漿置換率不少于100%。⑩鋼筋籠吊裝完成后，防止導(dǎo)管前對導(dǎo)管的密閉性進(jìn)行檢查，確定密閉性沒有問題后才能放置導(dǎo)管，經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后，應(yīng)立即澆筑水下混凝土，盡量縮短槽段的暴露時(shí)間。1○近高壓線地下連續(xù)墻鋼筋籠涉及到多節(jié)分段拼接吊裝，要嚴(yán)格控制拼接后鋼筋籠的整體垂直度，防止偏差過大，造成鋼筋籠無法順利放入槽段。12○地墻施工完成后對接縫位置采取水泥系旋噴止水加固措施，加固范圍為地面至墻趾以下3m。13○加強(qiáng)高壓線塔沉降檢測，如出現(xiàn)沉降值過超過警戒值立即停止施工，在高壓線塔靠近基坑方向3m 進(jìn)行注漿加固，使其沉降穩(wěn)定后再繼續(xù)施工。

3.3 高壓線下鋼筋籠吊裝施工保護(hù)措施

①因?yàn)橛隄櫬氛緰|側(cè)受220kV 高壓線制約，為保證安全距離，架空高壓線影響區(qū)域內(nèi)的鋼筋籠吊裝采用80t門吊，設(shè)備尺寸為：長×寬×高=20m×4m×13m，起升高度為10m，門吊與高壓線最小距離為21m-13m=8m＞6m，滿足最小垂直安全距離要求。龍門吊在架空高壓線影響范圍外完成安裝，采用專用軌道進(jìn)行鋼筋籠吊裝施工（如圖4）。②根據(jù)80t 龍門吊吊裝性能，擬定受影響處地連墻采用鋼筋籠分節(jié)吊裝方法來施工。受影響處地連墻鋼筋籠長度最大為64.6m，將鋼筋籠分成7 節(jié)吊裝，其中6 節(jié)長度為10m，最后一節(jié)長度為4.6m，每節(jié)之間采用螺紋套筒連接。③東側(cè)采用履帶吊吊裝鋼筋籠，履帶吊主吊把桿長45m傾覆時(shí)可能會影響高壓電的正常輸送，取以下技術(shù)措施防止履帶吊施工對高壓線輸送造成影響：1）對履帶吊行走線路進(jìn)行硬化處理，采用C25 混凝土硬化厚25cm、設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)片（?14/20*20cm），確保吊裝基礎(chǔ)穩(wěn)定。2）雨潤路站鋼筋籠最重約60t，CC2000-300T 履帶式起重機(jī)自重+配重為385t，履帶吊行走過程中需對履帶下部鋪設(shè)2cm 厚3m寬鋼板，履帶平面尺寸為8.888m×1.1m。最大豎向應(yīng)力為（385+49.8）×1000×10÷（2×8.888×3）=81533N/m2=81.533KP，瀝青路面最小地基承載力為110KP，履帶吊在地連墻鋼筋籠吊裝時(shí)地基不會沉降，滿足機(jī)械施工穩(wěn)定性要求。3）吊裝警戒線設(shè)置及人員監(jiān)管制度：現(xiàn)場設(shè)置紅色警戒線，由紅色油漆涂刷而成，局部無法涂刷處用圍欄隔離，吊機(jī)、泵車最外邊緣處施工時(shí)禁止越線；設(shè)置專職安全員監(jiān)管，并設(shè)置巡查員巡查，規(guī)范施工，保證施工安全。4）保證吊車尾部在高壓線一側(cè)，把桿盡量遠(yuǎn)離高壓線，其中吊裝緩慢進(jìn)行，吊車停止作業(yè)時(shí)停放位置盡量遠(yuǎn)離高壓線。

圖4 門吊示意圖（位于高壓線下）

4 吊裝施工安全控制要點(diǎn)

①根據(jù)鋼筋籠吊裝過程起重總重量已經(jīng)超過30t，屬于超過一定規(guī)模的危大工程，必須按照要求編制專項(xiàng)施工方案，并按照住建部有關(guān)管理要求，通過方案的專家評審論證。②吊裝作業(yè)涉及到的特種作業(yè)人員必須持證上崗，吊車司機(jī)、起重指揮人員必須有5 年以上類似工程的經(jīng)驗(yàn)。③吊裝涉及到履帶起重機(jī)、龍門吊等主要設(shè)備必須有有效的年檢報(bào)告和現(xiàn)場檢測報(bào)告，并做好定期的保養(yǎng)記錄，杜絕機(jī)械設(shè)備帶病作業(yè)。④定期對起吊設(shè)備的鋼絲繩、滑輪組磨損情況進(jìn)行檢查，對于達(dá)到更換要求的鋼絲繩和滑輪組必須進(jìn)行更換。⑤根據(jù)起重吊裝重量確定鋼絲繩和卸扣的型號，避免出現(xiàn)鋼絲繩和卸扣型號不滿足吊裝要求情況。⑥鋼筋籠制制作完成后，按照工程質(zhì)量管控程序，鋼筋籠通過施工總包單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位相關(guān)質(zhì)量管理人員驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行后續(xù)鋼筋籠吊裝工作。⑦正式起吊之前，總包、監(jiān)理相關(guān)人員對鋼筋籠桁架筋焊接、吊點(diǎn)焊接、鋼筋籠內(nèi)有無雜物、有無鋼筋頭等遺留物進(jìn)行檢查，確保鋼筋籠在起吊過程無發(fā)生雜物墜落、鋼筋籠散架情況。⑧每幅鋼筋籠吊裝之前，組織對施工班組進(jìn)行安全、技術(shù)交底，并留有書面交底記錄。交底應(yīng)有針對性，并明確吊裝使用的機(jī)械設(shè)備型號、具體性能、使用時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)、主副吊機(jī)占位等情況，并明確在架空高壓線附近進(jìn)行鋼筋籠吊裝應(yīng)該注意事項(xiàng)，嚴(yán)守吊裝過程安全底線，防止出現(xiàn)致命性事故。⑨鋼筋籠吊裝時(shí)配備專職起重指揮，以主吊起重指揮為主，副機(jī)起重指揮配合主吊起重指揮，起吊過程主吊和副吊項(xiàng)目配合，確保起吊過程中鋼筋籠受力合理。⑩鋼筋籠在安裝吊具時(shí)對鋼筋籠的迎土面與開挖面進(jìn)行確認(rèn)，避免出現(xiàn)鋼筋籠迎土面與開挖面弄反情況。1○吊裝鋼筋籠時(shí)，先由兩臺吊機(jī)配合共同起吊，提升到設(shè)定高度后，鋼筋籠受力無異常且穩(wěn)定后，副吊配合主吊將鋼筋籠調(diào)整至豎直狀態(tài)。12○根據(jù)導(dǎo)墻的標(biāo)高以及鋼筋籠頂標(biāo)高，事先計(jì)算出每幅鋼筋籠的吊筋長度、吊筋擱置槽鋼的位置，并通施工單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人和專業(yè)監(jiān)理工程師的審核。13○鋼筋籠入槽時(shí)，下放應(yīng)該平穩(wěn)、順暢，如果遇到下放不順利，禁止強(qiáng)行沖擊入槽。14○在高壓線附近鋼筋籠吊裝過程，施工單位和監(jiān)理單位的主要人員（項(xiàng)目經(jīng)理或技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)或總監(jiān)代表）須到現(xiàn)場進(jìn)行全程跟蹤，確保吊裝過程安全順利。

5 結(jié)束語

在有效凈空僅21m 的220kV 架空高壓線下進(jìn)行地下連續(xù)墻施工屬于高風(fēng)險(xiǎn)、高難度施工，如果出現(xiàn)事故將造成非常嚴(yán)重后果。本工程在實(shí)施過程通過合理選用機(jī)械設(shè)備，并對部分設(shè)備進(jìn)行針對性的改造，對地下連續(xù)墻槽壁采取提前預(yù)加固措施，嚴(yán)格控制成槽質(zhì)量，嚴(yán)格落實(shí)鋼筋籠吊裝的各項(xiàng)管理措施，順利完成220kV 架空高壓線影響范圍內(nèi)的地下連續(xù)墻施工。為后續(xù)類似工況條件的地下連續(xù)墻施工提供成功的經(jīng)驗(yàn)。