城市高架下穿高压架空线的设计与施工

2020-06-15岳仁辉樊星辰

工程与建设 2020年4期

岳仁辉，樊星辰

(合肥市规划设计研究院，安徽合肥 230041)

0 引言

随着路网交通的不断发展，功能不断完善，道路交通建设过程中出现与电力、燃气、石油、水运等交叉或者公用走廊带。高压走廊经常采用沿溪线或者绿廊布置，道路建设跨越河流、绿廊一般采用桥梁方案跨越。然而道路与高压电力之间易出现各类安全问题，如桥梁基础与高压铁塔间距较近，施工期间对铁塔基础结构安全产生较大影响，甚至建成后基础变形和沉降超限，造成故障停电，社会影响和经济损失均较大；失控车辆冲出路外时也会影响铁塔安全；高压电力下桥梁施工安全问题更为突出，部分大型机械设备和临时设施需要的作业半径较大，操作不慎，会引发触电、爆燃等安全事故。因此，涉及高压架空线下桥梁方案和施工应进行专项研究，按照国家危大工程管理办法进行严格把关，确保桥梁方案和施工方案的合理性。[1]

1 工程概况

合肥市北二环规划为城市快速路，且为重要的货运通道。于怀宁路以东下穿高压走廊，在路北有4座高压铁塔，路南有5座高压铁塔，共计5道高压线(图1)。其中3道110 kV，2道220 kV(有一道110 kV与220 kV同杆)；按高架方案实施，高架桥面距高压线净空7.3～13.4 m(按实测值计算)。经与供电部门对接，1#、4#杆线将进行抬升，抬升后距桥面>15 m； 2#杆线距桥面净空富裕较足，保留利用；3#杆线(220 kV+110 kV同杆)距桥面净空富裕较少，因2017年刚完成抬升，供电部门建议保留利用，该处实施时需报专项施工方案。同时桥梁跨越的还有给水管、北二环溢洪道箱涵。(表1)

图1 高压线现状示意图

表1 高压线详细参数表

2 桥梁设计方案

根据怀宁路平交口和溢洪道跨越要求，为合理避让地下管线、给水管，桥跨布设为(45+65+45)+(38+50+36)m，均采用等高度钢箱梁结构，下部结构采用花瓶型门式框架墩和分离式独柱墩，哑铃型承台群桩基础和承台桩基础(图2)。

图2 桥梁设计方案效果图

3 桥梁施工方案

3.1 上部结构施工

桥梁施工时严格控制与架空电力线路导线的净空距离(即两点间的最小直线距离) 110 kV 为5 m、220 kV为6 m[2,3],现状保留3号线距离桥面净高仅8.3 m。现浇梁需要大型泵送混凝土机械，钢结构、预制梁采用吊装和架桥机方案，均难以满足施工机械与架空电力线路导线的净距要求。顶推施工工艺复杂、周期长，且质量管控要求高。[4-6]

由于施工净空要求，不可采用现浇结构，预制结构需要采用大型吊装设备或者架桥机亦不适合，因此推荐采用钢结构方案，工厂制作、结构轻且采用顶推方案。结合桥位处实际情况，高压线下没有保通需求，有满堂支架施工条件，可采用满堂支架轨道牵引式顶推方案。详细施工工艺如下：

(1) 首先进行下部结构桥墩施工，并铺设满堂支架，安装箱梁牵引轨道及其牵引装置(图3)。注意牵引轨道结合桥梁成桥梁底标高铺设，并设置定位装置。

图3 下部桥墩施工及满堂支架

(2) 将工厂定制完成的梁端于进梁区吊装至牵引轨道，通过牵引装置牵引至梁位处，梁段通过平纵限位调整就位，与前梁端焊接拼装(图4)。

图4 梁段进梁牵引就位

(3) 重复第2步骤至高压走廊范围全部梁端施工完毕，成桥后拆除桥下支撑(图5)。

图5 成桥拆除支架

(4) 成桥后，进行桥面系施工(图6)。

图6 桥面系施工

3.2 下部结构施工

桥梁桩基的施工类型常采用人工挖孔桩、钻孔(冲孔) 灌注桩，本案中由于桩长较长，且地下水丰富，以下主要讨论灌注桩。高压线下灌注桩施工设备的选择，对工程施工安全、工期等十分重要。钻孔机械的种类有: 旋挖式钻机、冲击式钻机、冲抓钻机、套管钻机、潜水钻机等，各种钻机有各自的工作特点和适用范围。根据表2推荐采用对净空要求低的冲击钻施工，且钢筋笼分节分段吊装施工，保证施工机械与高压线之间的净距要求。