高壓電網改線工程中電力隧道基槽支護施工關鍵技術研究
——以龍巖市洋潭片區(qū)為例

倪金豐

（龍巖市吉城建設有限公司，福建 龍巖 364000）

隨著我國科技飛速發(fā)展，使得我國在現代化建設的發(fā)展中，需進行更多大規(guī)模的工程項目建設。其中在電力行業(yè)的高速發(fā)展，會經常對一些項目進行電網的整體性改造，因此為了保障建設的科學合理性，就要有明確改造方案及對特殊工藝的具體施工要求，保障施工建設的順利進展。

1 工程概況

龍巖市洋潭片區(qū)高壓電網改線工程（一期）位于龍巖市新羅區(qū)。該工程在龍巖大道東側220kV莊曹Ⅰ路和220kV莊曹Ⅱ路線路下方各立1基鋼管桿（改15），之后開始下地纜化，兩回電纜同通道沿洋潭路往西敷設至龍工北側新立改16鋼管桿（兩回同塔）。本工程新建2.6m（凈寬）×2.2m（凈高）電力隧道1425.6m；擬建的電力隧道設計埋深為現狀地面以下5.5m左右，根據現有地勢及電力隧道底板、墊層等因素，電力隧道基坑開挖深度基本達6m以上，為深基坑開挖，達到重大危險源等級，對基坑支護要求嚴謹，且需經過專家論證。因本工程施工戰(zhàn)線長，涉及的干擾因素多，如跨河、高壓電干擾、土質問題等，基坑支護工藝也因此采用了多種工藝相結合的方式，經現場實踐，這些工藝具有一定的安全性、實用性。

具體分為3種情況：①土質良好段，直接工字鋼支護；②跨河段，采用高壓旋噴樁處理地基再進行工字鋼支護；③高壓線下基坑支護采用旋挖鉆孔放置工字鋼再填碎石并注漿[1]。

2 施工現場勘查

首先，擬建設的220kV電力隧道位于現有洋潭路道路下方，存在著較為復雜的地下管線，因此在施工前，應進行全面的地下管線普查，并標明各管線位置及走向，出具詳細有效的地下管線保障施工方案，對施工過程中可能發(fā)生的各種危險性問題（如燃氣管道、軍用光纜等）進行預判并有相應的應急措施，保障后續(xù)的改造工程順利進行[2]。

其次，電力隧道施工范圍內的地下水環(huán)境，基本上受到大氣降水的下滲影響，以及受到鄰近含水層的土質影響，形成向東肖溪滲流的趨勢?？辈槿藛T對施工現場進行了詳細勘查之后，發(fā)現水位的埋深程度為2.7~2.8m之間。之后測試得出的水位埋深程度為1.6~5.1m之間。另外，在對地形以及地貌進行詳細勘查之后，使得整體的預測水位在全面的變化程度為1~3m之間。

3 電力隧道基槽支護施工關鍵技術

3.1 工字鋼樁施工

工字鋼施工流程：施工準備→工字鋼位置的定位放線→安裝導梁→施打工字鋼→圍檁安裝→拆除導梁→內支撐安裝→挖土→結構主體施工→回填→拔除工字鋼。

（1）施工前工字鋼校驗。施工前應對工字鋼進行外觀及材質檢驗，對不合格的工字鋼進行矯正。外觀檢驗包括表面缺陷、長度、寬度、高度、厚度、端頭矩形比、平直度等內容。材質檢驗是對工字鋼進行化學成分分析，構件的拉伸、彎曲試驗等內容。同時，工字鋼樁為多次周轉使用的材料，在使用過程中會發(fā)生板樁的變形、損傷，使用前應進行矯正與修補[3]。

（2）打樁機的選用。打樁機采用振動錘沉樁。工字鋼樁施打時，主要以標高控制為主，最終貫入度控制（mm/min）作為校核。當標高達到設計要求后，而與最終貫入度相差較大時，采取更換更長工字鋼樁進行插打，直到貫入度小于5cm/min的要求。

（3）導架安裝。為保證工字鋼水平軸線和垂直度，控制樁的打入精度，預防工字鋼變形彎曲和提高打入效率和貫入能力，按設計要求需設置導架，即“施工圍檁”。

導架通常由導梁和導樁等組成，采用單層雙面導架（圖1）。導樁的間距一般為2.5~3.5m，雙面導梁之間的間距一般比板樁墻高度大8~15mm。

圖1 單層雙面導架示意圖

導架的位置不能與工字鋼樁相碰。導樁不能隨著鋼樁的打設而下沉或變形。導梁的高度要適宜，要對工字鋼施工高度和施工效率有所幫助，施工過程中要用精準儀器控制導梁的位置和標高。

（4）工字鋼施工。工字鋼施工是基坑支護最關鍵的工序之一，施工時應注意以下事項：①采用I40C型長12m工字鋼支護；②施打前必須對地下管線進行排查，對支護樁中線進行施工放樣；③打樁前，應對工字鋼進行全面檢查，嚴禁使用變形嚴重的工字鋼，有略微瑕疵的工字鋼需矯正后才能使用;④施工時，工字鋼斜度不得超過2%，當斜度過大時不能用打拔機斜拉調正，要拔起重新施工;⑤逐根打入工字鋼，打入時要保證打入速度，確保工字鋼不發(fā)生扭曲、歪斜、頓挫，盡量實現相鄰工字鋼之間接縫緊密。施工時，將工字鋼插入導架內，用兩根安全繩固定好，防止工字鋼晃動，再施打。按先后順序施打;⑥工字鋼按一丁一卯打入，接縫應緊密;⑦打入工字鋼后，每天派專人進行檢查工字鋼。

(5)圍檁及內支撐施工方法。本工程工字鋼樁圍檁擬采用一道或兩道支撐，第一道內支撐中心標高位于工字鋼樁樁頂下-0.5m或-2.0m位置處；第二道內支撐中心標高位于工字鋼樁樁頂下-2.5~4.5m之間，測繪放線、根據樁位開挖溝槽、標出支撐水平標高。圍檁及內支撐施工如圖2所示。

圖2 圍檁及內支撐施工示意圖

1）基槽土方開挖至溝槽底標高時，及時對鋼支撐中心線進行放樣，并安裝鋼圍檁和架設鋼支撐，盡量避免圍護結構變形。應保證鋼支撐與鋼樁體、鋼圍檁垂直并按照設計要求對樁體施加預應力。

鋼支撐施工流程：支撐入場→牛腿安裝→鋼圍檁安裝→鋼支撐安裝→緊固鋼楔→拆除液壓千斤頂。①本工程用的鋼支撐用φ580的鋼管制作，鋼管采用法蘭盤連接；②鋼管、鋼管箍、螺栓組合后其表面應作防銹處理；③橫撐之間采用高強度螺栓連接，每個螺栓必須復緊確保連接牢固；④縱向鋼腰梁就位時，應緩慢放在牛角上，不得有沖擊現象出現；

2）鋼管內支撐安裝方法。用600-600-16鋼板制作成邊長600mm×600mm的正方形，將鋼板與工字鋼樁焊接連接結成一體，形成鋼支撐托架。在托架上安放由兩個工字鋼組成的鋼圍檁。鋼圍檁施工時應先進行基面殘土的清除，并對圍檁安裝面進行修鑿，圍檁面與地連墻間留出不小于60mm的空隙澆筑早強細石混凝土，使鋼圍檁與地連墻之間均勻傳力。

3）根據立柱位置，本工程每根鋼支撐在地面上分兩節(jié)拼裝，然后在坑內組裝成整體，施加預應力。

（6）工字鋼樁的拔除。電力隧道施工完畢并回填完后要拔除工字鋼樁，拔除前應擬定拔除方法及順序、拔除時間和拔除后的空隙處理。否則，拔樁過程中振動必然會對周邊土質、地下構筑物、臨近建筑造成一定的影響，嚴重者造成一定危害和安全隱患。

拔樁時打拔機應先夾住樁頭振動1min左右，松動周邊土質，再慢慢提升上拔，要注意打拔機的機械負荷情況，如發(fā)現無法提升，應立即停止拔樁，繼續(xù)夾住樁頭振動1min，再打入土體約1m再上拔，反復拔樁即可拔出。

工字鋼拔起后留下的孔隙，必須及時回填處理。經設計確認可用1:1水泥砂漿填充，注漿壓力不大于0.1MPa，注漿漿液應摻加速凝劑，邊拔邊灌。

3.2 跨河段基坑支護（高壓旋噴樁地基處理后再施工工字鋼支護）

本工程跨河段基坑開挖，工字鋼樁施工前需對地基進行處理，即采用雙管Φ800@600高壓旋噴止水帷幕，達到設計強度后再施工工字鋼支護。施工前依據施工圖結合現場實際對樁位進行編號，形成樁號圖。因基坑跨河道，在施作高壓旋噴樁和工字鋼樁前在距溝槽坑邊兩側各10~15m處筑土袋圍堰，圍堰采用全斷面土袋圍堰，圍堰頂寬1~2m，頂部比施工常水位高出0.5m以上（活水地段應考慮堰體壓縮斷面后的壅水高度）。

3.2.1 高壓旋噴樁

（1）施工準備。①場地平整。施工前應進行管線排查，清理場地內的障礙物并平整、夯實，同時做好設備布置和電力路線布置圖，確保施工三通一平。②樁位放樣。對旋噴樁位置進行施工放樣，布設樁位。③拌漿設備安裝及沉淀池設置。旋噴樁施工過程中水泥漿液存在返漿，漿液量達到15%左右。廢漿的處置應符合相應的環(huán)保要求?，F場應設置沉淀池用于廢漿處理，當沉淀池內漿液達到一定量時，應由吸污車將廢液外運處置。

（2）引孔。采用XY-1型濕作業(yè)鉆機進行引孔，鉆機直徑為110mm。鉆機進入施工現場，應對鉆機進行調平，調整鉆機的垂直度，保證鉆桿應與樁位一致。旋噴加固直徑為800mm，鉆孔前應調試空壓機、泥漿泵，使設備運轉正常；校驗鉆桿長度，并用紅油漆在鉆塔旁標注深度線，保證孔底標高滿足設計深度。鉆孔深度滿足設計深度后，收起鉆桿，往相應孔內灌入中粗砂。

（3）注漿。采用雙管旋噴機組，設備機組就位后即下插注漿管。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過1MPa，以免壓力過高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防泥土進入管內。

當噴射注漿管插入設計深度后，接通泥漿泵，然后由下向上旋噴，同時將泥漿清理排出。噴射時，先應達到水泥壓力不小于20MPa，噴漿后再逐漸提升旋噴管，以防扭斷旋噴管。提升是旋轉速率約20rad/min，提升速率10~20cm/min，高壓空氣壓力0.7MPa。為保證樁底端的質量，旋噴直徑為Φ2mm、流量應大于30L/min的噴嘴下沉到設計深度時，在原位置旋轉10min左右，待孔口冒漿正常后再旋噴提升。水泥漿的水灰比應控制在0.8~1.5，設計圖紙未做特殊說明時，一般取為1.5。旋噴結束后，漿液凝固前，頂部進行靜壓注漿，防止頂部因漿液凝固收縮而產生凹穴。

（4）鉆機移位。旋噴提升到設計樁頂標高時停止旋噴，且完成頂部進行靜壓注漿，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將注漿設備機組移位。

3.2.2 工字鋼施工（同以上工字鋼施工）

3.3 高壓線下基坑支護（旋挖鉆孔放置工字鋼再填碎石并注漿）

本工程有120m長的施工區(qū)域與現有110kV高壓線相交，高壓線下安全操作空間太矮，需將現有地面降低2m，再采用直徑500mm旋挖鉆機鉆孔，孔樁中心間距500mm，成孔后放I40C工字鋼并回填碎石再注水泥漿，水泥漿強度達到2.5MPa后，方能開挖?？紤]現場施工場地條件和施工安全等因素，高壓線下基坑中采用的工字鋼支護在基坑回填后不予以拔除。

3.3.1 工藝流程

放線定位→開口埋設護筒→校正樁位→鉆機就位→鉆進施工→成孔檢驗→下放工字鋼（每3m接工字鋼一次）→安裝注漿管→回填碎石→注漿水泥漿。

3.3.2 施工技術要點

（1）施工準備。①樁位放樣。對旋挖樁位置進行施工放樣，布設樁位。

（2）鉆機就位。根據施工布置圖放置旋挖鉆機，鉆頭對準樁位,調整鉆桿垂直度,防止因鉆桿晃動引起樁位偏移。同時將深度記錄儀初始值歸零。

（3）工字鋼備料。內插I40C型工字鋼焊接連接，工字鋼根據設計圖紙要求的深度進行下料，切割成每3m一段。

3.3.3 鉆孔施工

開始施工時速度緩慢進尺，減少鉆桿晃動。當鉆進深度至護筒底1m后，可全速連續(xù)鉆進直至設計樁底標高，清孔后即可終孔。

旋挖鉆孔需連續(xù)進行，如因故停機必須及時提鉆,防止長時間停鉆出現塌孔埋鉆，鉆孔完畢及時進行下道工序施工，否則應對孔口采用鋼板臨時覆蓋，防止安全事故發(fā)生，恢復鉆孔前必須檢查孔內是否出現塌孔現象。施工過程中還應時常觀察鉆進地質情況，進入特殊巖層時，要嚴格控制鉆進速度，必須緩慢進尺，防止塌孔。

3.3.4 內插管吊裝、焊接

內插I40C型工字鋼焊接連接，工字鋼根據設計圖紙要求的深度進行下料，切割成每3m一段，采用8t汽車吊分段吊裝，分段焊接詳焊接示意圖（圖3），焊縫保持連續(xù)無孔洞、夾渣等焊接質量缺陷。工字鋼安放完成后及時往孔內灌入碎石，碎石粒徑控制在1~3cm。

圖3 分段焊接詳焊接示意圖

4 結語

綜上所述，基坑支護是一種特殊的結構方式，在施工過程中支護是否得當是安全生產的關鍵，不同的支護方式適用于不同的水文地質條件和有限的施工環(huán)境，因此要具體問題具體分析，從而選擇最經濟最實用最安全的支護方法，多專業(yè)結合，提高支護體系的安全系數，它在深基坑或高邊坡的施工中得以廣泛應用，確保項目建設順利進行。