地铁车站的电力方沟的悬吊保护措施分析

2021-04-30

四川水泥 2021年5期

（中铁十四局集团隧道工程有限公司，山东济南 250014）

0 引言

近几年，随着地铁乘坐乘客的飙升，许多城市开始进行地铁工程的建设。在地铁工程中，电力方沟就是其中最为重要的一项内容，必须要做好对其的保护工作，才能保证项目的高质量。

1 工程概况

济南市轨道交通R1 号线大杨庄站位于经十西路与齐鲁大道交叉口位置，沿齐鲁大道南北向铺设。车站西侧为规划西进中心项目，目前正在施工；车站东侧为金科地块，其中东北侧建筑已建成，东南侧地块正在施工。周边管线众多，220KV 和10KV 电力管线主要影响到大杨庄站附属结构的施工。

车站施工范围内受影响的电力管线如下：

220KV 概况：大部分为2100×2000 电力管沟，上跨1 号风亭部分为排管，2 号风亭部分为直径2000 的混凝土圆管，沿齐鲁大道西侧，横穿经十西路路口，管沟里主要管线有：清高线220kv/金安线10kv，先后上跨A 出入口1 号风亭及出入口、B 出入口、安全出入口1 及2 号风亭、物业出入口1、物业出入口2 共5 个基坑。

10KV 概况：1500×2000 电力管沟，侧墙为砖砌结构，沿齐鲁大道西侧，横穿经十西路路口，管沟里主要管线有：朱信线10kv/金信线10kv/金水线10kv/金山线10kv/金泉线10kv/金贸线10kv/金海线10kv/金杨线10kv/金通线10kva/金航线10kv，先后上跨B 出入口、物业出入口1 共2 个基坑。

图1：大杨庄站附属结构与电力管线关系图

2 保护施工方案

由于工期紧、作业量大、现场情况复杂等多方面的原因，经多次讨论最终选择了原位保护。详细施工方法及步骤如下所述：

2.1 暴露管线

为确保管线安全，在施工前必须将管线完全暴露。首先根据图纸放样定位管线位置，在两端用挖机破除路面后，采用人工挖探的方式找出管线的具体位置并判断管线材质；当管线材质为拉管或砖砌墙时，采用人工开挖方式清除两侧2 米范围内的土方以致完全暴露管线，2 米范围外的土方采用机械开挖；当管线材质为混凝土箱涵或钢筋混凝土圆管时，采用机械开挖暴露管线，为防止混凝土圆管在开挖过程中发生滚动移位，在开挖至圆管1/2 高度时，在圆管两侧土中打设钢管，防止圆管滚动。

管线暴露后做好警示标志，并用警戒带圈出安全范围，严禁机械和非施工人员擅自闯入警戒范围。警戒范围内需进行施工时，必须有专职安全员全程监督。

管线暴露后，根据电力设计部门的要求对原有的接地网进行改造施工。

2.2 管线保护

完成首段的保护施工后，业主单位、监理单位、施工单位、产权单位共同确认后方可进行下一步施工。管线暴露后，根据管线材质不同，采取不同的保护措施，具体如下：

2.2.1 当管线材质为混凝土箱涵、砖砌、圆管时

为保证管线安全，管线两侧打设格构立柱桩（立柱桩基础长12 米，桩径1000mm，立柱尺寸为460mm*460mm）作为支点对管线进行支撑，立柱桩纵向间距约8～10 米、横向间距约3.2 米（具体尺寸按设计图纸执行）。沿立柱纵向施做钢筋混凝土主梁（600mm*600mm），横向施做次梁（两根40a 工字钢，混凝土箱涵结构间距2 米、砖砌结构间距1 米、圆管结构间距1 米），次梁固定在主梁上方，起到承托电力管线的作用。

根据现场情况主要施工步骤如下：

钻孔灌注桩、格构立柱桩、深孔注浆、冠梁施工→主梁施工→次梁安装及固定。

①钻孔灌注桩、格构立柱桩、深孔注浆、冠梁施工

管线完全暴露后，核对平面位置与图纸一致后，开始施工格构立柱桩、钻孔灌注桩、深孔注浆。钻孔灌注桩和格构立柱桩施工时注意施工机械在管线对面一侧设置缆风绳，防止桩机向电力管沟倾倒。电力管沟周边场地提前整平，为桩施工提供足够的场地。泥浆池设在距离电力管线大于10 米处，避免泥浆池的开挖造成管线变形。立柱桩定位根据暴露出的管线位置适当微调，尽量保持主梁为直线。立柱方向定位要求采用十字定位法，确保立柱方向无偏差。深孔注浆施工时严格控制注浆压力小于0.8Mpa，注浆过程中严密监测管线变形情况，若有明显变化立即停止注浆。最后施工冠梁。

②主梁施工

将土方开挖至主梁梁底标高（梁底标高+65cm+次梁高度=管线底标高）并整平，主梁底标高，进行主梁钢筋绑扎、模板支立和混凝土施工。主梁施工严格按照混凝土施工规范进行，穿过格构立柱的位置施做压筋，同时，若不得不断开钢筋，则必须补充加强筋。

③次梁安装及固定

因次梁位于管线正下方（次梁顶标高=管线底标高），现浇无法保证其密实，因而采用两根40a 工字钢形式，直接安装固定。次梁安装前先将管线下方次梁位置人工掏出沟槽，并将管沟底板下的垫层彻底清除。然后使用吊车将次梁放到管线一侧，再用机械从管线另一侧通过钢丝绳将次梁拖拽到位，最后用千斤顶将次梁提高至与管线底密贴，最后用20mm 和5mm 厚钢板垫实主梁与次梁之间的空隙并固定。安装次梁的沟槽不得连续开挖，安放到位并固定牢固后方可进行相邻次梁的安装。

当管线结构为钢筋混凝土箱涵时，次梁间距为2 米，变形缝两侧增加2根次梁；当管线结构为砖砌时，次梁间距为1 米，变形缝两侧增加2 根次梁；当管线结构为混凝土圆管时，每根圆管至少设置4 根型钢支撑，分别在圆管的两端和中间位置。圆管两侧用短截工字钢固定在次梁上，防止圆管滚动。

格构立柱桩、钻孔灌注桩、深孔注浆、冠梁施工→钢桁架的制作→军用梁吊装架设→悬吊施工。

①格构立柱桩、钻孔灌注桩、深孔注浆、冠梁施工

管线完全暴露后，核对平面位置与图纸一致后，开始施工格构立柱桩、钻孔灌注桩、深孔注浆。钻孔灌注桩和格构立柱桩采用回旋钻机施工。电力管沟周边场地提前整平，为桩施工提供足够的场地。泥浆池设在距离电力管线大于10 米处。立柱桩定位根据暴露出的管线位置适当微调，尽量保持主梁为直线。立柱方向定位要求采用十字定位法。深孔注浆施工时严格控制注浆压力小于0.8Mpa，注浆过程中严密监测管线变形情况，若有明显变化立即停止注浆。最后施工冠梁，军用定位螺栓预埋待冠梁钢筋绑扎、模板安装后进行，预埋安装前先进行精确测量放样定位，并拉好定位尺寸线和高程控制线。军用梁定位螺栓安装完成后应及时做好保护措施：涂刷黄油，并用透明胶带包裹三层，尤其注意对定位螺栓螺纹保护，防止在冠梁混凝土浇筑过程中使螺栓污染导致后期军用梁架设过程中无法安装螺帽。

②钢桁架的制作：

清洁原托架与新托架的焊接部位。用角向磨光机将原托架和新托架的横向角钢焊接部位打磨除锈，并用棉纱蘸丙酮擦拭干净，确保焊接质量。

钢桁架采用六四军用梁。

a.军用梁组成及设计

1 号风亭（拉管）军用梁总长度26m 左右，六四式军用梁由端构架、加强三角、弦杆、钢销、横联套管螺栓、联结系槽钢以及U 型螺栓组成，单榀军用梁由2 个端构架和若干个加强三角组成。

b.军用梁拼装施工

进场材料经验收合格后即可进行拼装施工，军用梁在现场选取一块平整区域集中拼装，拼装前先按每榀军用梁外边线宽度用墨斗线在地面上弹出两根长直线，将一个端构架放置在两直线之间（要求端构架的外边线正好对准两根直线），安装定位钢筋将其固定；吊装第一个加强三角至端构架位置对接，安装钢插销及横联套管螺栓，安装定位钢筋将三角固定；再以此程序继续对接剩余加强三角和端构架，完成军用梁拼装。军用梁拼装完成后，检查钢销是否安装齐全，是否均已安装保险；横联套管螺栓是否安装齐全，是否拧紧。

③军用梁吊装架设

军用梁吊装工艺流程：安装垫轨及钢板→测量放线（同时调整好钢板顶面标高）→军用梁试起吊→架设军用梁→校准军用梁平面位置和高程

两根钢丝绳固定好后，先将一榀军用梁吊离地面约30cm 左右，检查钢丝绳、卡扣、军用梁各构件状态是否稳定，若无任何异常后方可将军用梁正式起吊至两端冠梁均已画好的刻线之间。待钢便桥军用梁吊装完成，对其进行阶段检查验收。

④悬吊施工

采用卡箍固定悬吊点，悬吊使用的钢丝绳直径不得小于20mm，钢丝绳与管线采用两个卡箍间接接触固定，卡箍与拉管之间垫橡胶缓冲，钢丝绳嵌在两个卡箍之间，防止钢丝绳滑移，钢丝绳与管线中间垫铁皮防止应力集中破坏管线。钢丝绳间距不得大于3 米。多根管线尽量同时悬吊，若无法同时悬吊，单根管线严禁使用闭合磁性材料悬吊。为减小钢丝绳晃动幅度，在钢丝绳中段沿纵向绑扎方木，增加其侧向稳定性。

3 监控措施

施工完成后，为保证电力管线的安全，防止车站附属基坑开挖过程中可能使管线产生沉降、混凝土开裂、管线变形损坏等不利影响。项目部将安排专业监测队伍对保护段进行监测，技术人员2 班倒轮班进行现场巡视，发现问题及时调整。

监测预警分为三级预警，并按容许沉降值的60%，75%，90%分别作为黄色、橙色、红色三级预警。达到预警值或报警指时，应启动相应的应急预案，并通知相关单位。

通过动态信息管理，对基坑及其范围内，施工可能产生的管线结构的变形、支护结构的应力应变和地下水的动态变化，进行监控量测。及时检查、统计监控量测数据，绘制基坑侧向变形、地表沉降的时态曲线，并进行数据反馈分析，同时与第三方单位共享和定期比对监测数据，必要提出优化设计、施工的建议。发现围护结构及管线变形异常应立即做紧急处理，防止发生工程事故。