地下连续墙下穿220 kV高压电缆气举反循环法成槽施工

2015-12-05柴福云黄晓欣

天津建设科技 2015年1期

关键词：气举电缆沟成槽

□文/柴福云黄晓欣

□文/柴福云黄晓欣

文章对地下连续墙下穿220kV高压电缆气举反循环法成槽施工进行了介绍。首先介绍了其施工工艺及应用范围，对工程特点和施工的难点进行分析，明确了施工前准备工作要求，介绍了成槽施工过程质量控制及成槽质量检测数据，总结成槽效果和应注意的问题。

气举反循环法；成槽；高压电缆；地下连续墙

1　工程概况

天津地铁5号线金钟河大街站，为5、6号线及Z2线三线换乘站，其中5号线从6号线和Z2线下方横向十字交叉布置，基坑围护结构为地下连续墙。地下连续墙施工一般需要将其位置范围内的地下管线及设施切改移出后，才可施工；而该站地下连续墙施工范围内有一条截面1.5 m×1 m的混凝土电缆沟，内置6根220 kV高压电缆，横跨5号线基坑，见图1。

图1　高压电缆沟与地下连续墙位置关系

通过对高压电缆切改和原地保护两种方案进行技术、经济和安全等方面分析、研究、论证。如果采取切改移出方案，因停电将造成重大社会影响和巨大经济损失。为此，决定采取原地保护和地下连续墙下穿220kV高压电缆气举反循环法成槽施工方案。

2　工程特点

1）本工程位于金钟河大街与群芳路交口的重要交通地段，必须严格控制地表沉降。

2）电缆保护标准要求高，必须严格控制电缆悬吊桁架变形。

3）地下连续墙下穿220kV高压电缆成槽施工，需采取水平或斜向切削土体方式。

3　施工难点

1）高压电缆保护桁架、托架、吊件等施工，必须保证混凝土电缆沟的整体性，防止产生变形、脱节、漏砂。如果产生变形过大，而脱节漏砂，使电缆受力，绝缘层受损，造成重大事故。

2）导墙需要在电缆沟底部以下施工，导墙开槽深度4.5m，需降水，作业环境差，只能人工开挖，效率低。

3）地质构造复杂，地表下7 m范围内为原有河道回填杂土，土质松散，容易产生塌槽。必须严格控制土体加固质量和成槽工艺，采取预防塌槽措施。

4　气举反循环法成槽

地下连续墙气举反循环法成槽施工是将压缩空气通过气水龙头，送入内外双壁钻杆的内管与外管之间的环状间隙内，在空气压力的作用下进行气水混合，形成密度小于水的水气混合物。由于气体连续不断地输入导槽底部，使内管的泥浆密度小于外管外侧泥浆的密度，形成管内与管外的泥浆压力差。潜水钻机钻进切削的土体落入导槽内成为泥渣，从内管排出，形成地下连续墙槽体。

成槽施工工艺流程见图2。

图2　成槽施工工艺流程

5　施工前准备工作

5.1确定质量标准

1）悬吊钢桁架最大变形控制值20mm。

2）必须严格控制成槽沉渣厚度，其沉渣厚度控制值50mm。

3）为保证成槽质量，泥浆密度控制值为1.1～1.15 kg/m3；必须选用优质膨润土，严格控制含砂率＜1%。

5.2成槽施工前现场应完成的工作

1）220 kV高压电缆保护桁架验收。高压电缆保护桁架安装完成后，进行专项验收，验收内容如下：

（1）支承混凝土灌注桩施工资料，试验报告等应符合规定要求；

（2）桁架制作质量应符合设计要求；

（3）桁架与支座连接构造应符合设计要求；

（4）吊杆与桁架和沟槽连接必须牢固可靠。

2）导墙下端水泥旋喷桩地基加固施工质量验收，通过取芯试验，28d龄期无侧限抗压强度≥1.2MPa。

3）监测点布置及初始值采集。为有效监测地下连续墙施工过程中引起高压电缆沟变形情况，当出现异常时，即时采取处理措施，需在电缆沟底部布置监测点，监测其沉降和水平位移。监测点用∠50长150mm角钢做成，与电缆沟底部托梁焊接，严禁受土体及其他物体碰撞，沿混凝土电缆沟每3 m布置一个。监测点安装完成，验收合格，进行初始值采集并做好复核工作。

4）导墙施工与验收。为保证导墙的稳定性，采用“][”型式，导墙底必须落在加固合格的土体上。导墙截面尺寸、配筋、混凝土强度、垂直度、平整度等应符合设计和DB29-103—2010的规定。

5）钢筋笼制作与验收。因地下连续墙下穿高压电缆施工，属于特殊幅地下连续墙施工，其钢筋笼制作应按槽段实际放样，划分为三段制作，分段吊装，入槽拼装，两幅钢筋笼竖向凹凸槽对位吻合，保证地下连续墙的整体性、承载能力及抗渗等符合设计要求。

6）泥浆制备。为保证在成槽过程中槽壁稳定，防止塌槽，泥浆制备质量最为关键。本工程泥浆制备材料选用优质膨润土、纯碱、CMC和水配置而成。其主要性能指标见表1。

表1　制备泥浆主要性能指标

泥浆配制完成后，放置24h以上，使各种材料充分熟化后才可使用。

6　成槽过程质量控制

1）在220kV高压电缆沟加固架两侧与已施工完成两相邻地下连续墙接头之间的导墙上架设反循环钻机，每侧钻800mm先行导槽，导槽深度与地下连续墙底相同，垂直度控制在H/300以内（H为导槽深度）。

2）先行导槽验收合格后，潜水钻机就位，调整机架垂直度，确保稳定和就位准确，防止钻机在钻进过程中产生位移。然后将喷导管安装在先行导槽中，采用双钻抱管反循环钻孔成槽，钻头直径560mm，双钻交叠160mm，成孔直径800mm。潜水钻机沿着喷导管在导墙内向下钻进，钻进切削的渣土沉入导槽内，通过输入的气水混合物的举力作用将切削掉的渣土从导槽底排到地面上泥渣斗内，经过沉淀后将分流的泥浆排入泥浆池重复使用，斗内渣土沉淀到一定高度后，更换空斗，确保渣土与泥浆分流效果。

3）当钻到地下连续墙底标高时，提升钻机，停在初钻停机位置，同时提升喷导管距离槽底50～100 cm后，移动机架，再次就位、找正、调整垂直度，保证架体稳定，喷导管就位，检测喷导管位置和垂直度，经检查验收符合质量标准后，进行第二钻施工。前后两钻位置重叠1/3钻头直径，每次水平进尺控制在30 cm以内，从电缆悬吊架一侧向另一侧钻进，成槽至电缆沟底部2/3位置，将槽底渣土排除干净，检测槽底标高、沉渣厚度、垂直度符合要求后，将潜水钻机提至地面拆下并将喷导管拔出后，将机架移至电缆沟另一侧就位，重复已完成槽的施工程序进行电缆沟另一侧成槽施工，直到完成整个槽段的成槽施工。

4）成槽过程中随时用线锤或经纬仪对钻机的悬吊潜水钻钢丝绳和喷导管进行垂直度检测，其垂直度应在H/300范围内，如不满足要求，立即进行修槽，纠正偏差，确保成槽垂直度符合规定标准。

7　成槽质量验收

气举反循环法成槽结束后，应对槽位、槽深、槽宽、沉渣厚度、槽壁垂直度等进行检测，其各项数据应符合所规定的质量标准。本工程成槽完成后，委托第三方检测单位进行超声波检测槽深、槽宽、槽壁垂直度、沉渣厚度等，其检测数据为槽深120mm，槽宽20mm；相邻槽错位10mm；垂直度偏差为11mm、H/330，轴线位移15mm。各项数值满足规定的质量标准要求。