地鐵明挖車站臨近110kV高壓輸電管溝施工原位保護(hù)技術(shù)

民和企業(yè)的生產(chǎn)和生活影響較大。一般情況下，110?kV輸電管溝的遷改時(shí)間在1年左右，遷改周期長(zhǎng)，影響了地鐵施工。此管溝一般為2個(gè)回路以上，遷改費(fèi)用較高，在2?000萬(wàn)元左右。也有一些單位在地鐵施工時(shí)采取原位保護(hù)措施，大多以“懸吊”為主，但實(shí)際上在基坑開(kāi)挖階段管線變形量較大，亟需尋求一套既不影響管線安全，又能節(jié)約造價(jià)，還能很快實(shí)現(xiàn)地鐵施工的原位保護(hù)技術(shù)。1?工程概況中新大道西站為6號(hào)線和7號(hào)線換乘車站，位于中新大道西與星明街交叉路口東側(cè)，6號(hào)線沿中新大道西東西向敷設(shè)，7號(hào)線沿星明街敷設(shè)，共設(shè)8個(gè)出入口，4個(gè)風(fēng)亭。110?kV輸電管溝位于中新大道西站6號(hào)線主體結(jié)構(gòu)南側(cè)，沿中新大道東西向敷設(shè)，橫跨5號(hào)出入口，橫跨距離為9.5?m，非開(kāi)挖范圍電力管溝距出入口基坑2.3~2.5?m，如圖1所示。圖1?110?kV輸電管溝與附屬結(jié)構(gòu)相對(duì)位置示意輸電管溝總寬度1.9?m，高1.1?m，底板是鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，兩側(cè)為24磚墻砌筑，上覆混凝土蓋板，管溝覆土深度0.4?m。管溝內(nèi)為上下兩排水泥纖維排管，上排6根管內(nèi)均有電纜，下排6根管有2根管有電纜，共有8根電纜。單根水泥纖維管直徑200?mm，管節(jié)長(zhǎng)2?m，管與管間由套管連接。2?原位保護(hù)技術(shù)110?kV輸電管溝原位保護(hù)技術(shù)總體思路為：對(duì)管溝進(jìn)行標(biāo)識(shí)揭露；施工管溝下托結(jié)構(gòu)；對(duì)管溝進(jìn)行鋼筋混凝土包封；上部懸吊管溝。整體施工順序?yàn)椋簶?biāo)線揭露管溝→施工基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)（管溝下托結(jié)構(gòu)）→管溝下每隔0.5?m掏孔插入型鋼放置于支撐梁上→管溝下放入鋼板→管溝下放入鋼筋網(wǎng)→澆筑管溝下底板混凝土→放入鋼筋網(wǎng)澆筑管溝側(cè)墻和頂部鋼筋混凝土→上部懸吊管溝（采用花籃螺栓、鋼絲繩、型鋼）→基坑開(kāi)挖。（1）標(biāo)識(shí)揭露管溝。管溝平面位置和埋深全部調(diào)查清楚后，用3?cm寬黃漆將管溝輪廓、走向等在地面繪出，管溝兩側(cè)各2?m寬度范圍內(nèi)采用人工鑿除道路結(jié)構(gòu)層，露出電力管溝蓋板，鑿除地面過(guò)程中安全員全程在場(chǎng)監(jiān)護(hù)，電力巡查安全員現(xiàn)場(chǎng)旁站。（2）管溝下托結(jié)構(gòu)施工。出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需慎重考慮，出入口基坑深度在10?m左右，故采用SMW工法樁。為了使管溝支撐在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，支撐位置圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁。因管溝的寬度為1.9?m，管溝下圍護(hù)無(wú)法封閉止水，故需在管溝兩側(cè)設(shè)置MJS樁。因采用下托式原位保護(hù)方法，故管溝兩側(cè)的冠梁及混凝土支撐需部分下沉施工，如圖2所示。圖2?管溝下托結(jié)構(gòu)施工示意3?鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)包封管溝3.1?管溝下插入工字鋼下沉冠梁及混凝土支撐施工完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，沿管溝垂直方向每隔0.5?m開(kāi)挖寬0.2?m、高0.2?m的溝槽，將20a工字鋼沿溝槽插入混凝土支撐上方與管道底部之間的空隙，如圖3所示。圖3?管溝下插入工字鋼示意3.2?開(kāi)挖管溝與工字鋼間土方管溝底部工字鋼全部安裝完成后分段開(kāi)挖管塊底部土方，分段澆筑管溝下底板包封混凝土。分段長(zhǎng)度0.5?m（分段長(zhǎng)度根據(jù)開(kāi)挖暴露出的管溝完整情況而定，若完整性較差，則縮短開(kāi)挖長(zhǎng)度，加密底部工字鋼橫梁間距）。每一段管溝底部土掏空后用鼓風(fēng)機(jī)清理干凈殘余土渣，人工整平管溝底部土方后放置10?mm鋼板作為新筑管溝底板混凝土模板，并與工字鋼焊接固定，作為管溝底部永久結(jié)構(gòu)的一部分，增強(qiáng)管溝剛度及強(qiáng)度。3.3?澆筑管溝下鋼筋混凝土底板立即組織人員在相鄰兩根工字鋼之間綁扎?14@100×100的雙層鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片置于0.5?m空檔中，留好保護(hù)層。鋼筋網(wǎng)片主筋兩側(cè)預(yù)留彎鉤錨入管溝側(cè)墻。鋼筋網(wǎng)片插入完成后澆筑C30微膨脹細(xì)石混凝土，控制混凝土坍落度稍微偏大，使其具有良好的流動(dòng)性。澆筑完成的底板混凝土面高出管溝底部10?cm，待該段混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后開(kāi)挖下一孔的土方，依次施作管溝底板。3.4?澆筑管溝側(cè)墻及頂板混凝土管溝底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后施工管溝兩側(cè)側(cè)墻，側(cè)墻厚度均為10?cm，鋼筋為?12@200×200單層鋼筋網(wǎng)片，與底板甩出鋼筋網(wǎng)片綁扎搭接。綁扎完成后立模澆筑C30混凝土。3.5?設(shè)置上掛懸吊保護(hù)措施新管溝澆筑完成后在兩側(cè)各放置1根70號(hào)H型鋼，兩端置于冠梁之上。并與下托裝置每道20a工字鋼之間通過(guò)14號(hào)鋼絲繩與花籃螺栓進(jìn)行連接，形成上掛保護(hù)措施，如圖4所示。3.6?基坑開(kāi)挖管溝下圍護(hù)未封閉范圍采用鋼板補(bǔ)強(qiáng)措施，焊接5?mm厚的鋼板于樁間，開(kāi)挖一層土焊接一層，直至基坑底部。圖4?電力管溝上掛懸吊保護(hù)示意4?受力驗(yàn)算電力管塊橫跨基坑寬度為9.5?m，管溝兩邊支撐梁支撐在冠梁上，每隔0.5?m插入20a工字鋼于管溝中間。橫跨基坑共設(shè)置21道，按照20跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，支撐梁與灌注樁相接位置考慮鉸接，工字鋼與管塊之間考慮鉸接。根據(jù)不同施工階段對(duì)管溝變形進(jìn)行驗(yàn)算，先開(kāi)挖管溝下土方階段管溝本身變形情況，后插入工字鋼后工字鋼的變形驗(yàn)算。（1）輸電管溝變形驗(yàn)算?？紤]8根電纜，12孔開(kāi)洞，則每延米重量標(biāo)準(zhǔn)值：（1.9×1.1–12×3.14×0.075×0.075）×25+8×3.14×0.075×0.075×89=60?kN/m。通過(guò)利用sap?2?000?v15對(duì)矩形管截面連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。管溝最大彎矩值為2.05?kN·m，截面模量為383?m3，混凝土等級(jí)為C20，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1.1?MPa，即混凝土拉應(yīng)力σ?=M/W=2.053?83=0.01?MPa<1.1?MPa，滿足要求。（2）工字鋼變形驗(yàn)算。熱軋普通工字鋼型號(hào)20?a，材料為Q?235，橫向間距按照3.8?m計(jì)算。根據(jù)（1）中計(jì)算結(jié)果可知，工字鋼承擔(dān)的集中荷載為38?kN，管塊寬度為1.9?m，考慮均布荷載為38/1.9=20?kN/m，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。表1?工字鋼受力計(jì)算5?工后管溝恢復(fù)5號(hào)出入口頂板施工完成后，在管溝底部與結(jié)構(gòu)頂板上方沿管溝跨度方向使用水泥磚砌筑厚48?cm的支撐墻，墻長(zhǎng)同管塊跨度，采用C?25自密實(shí)混凝土填充支撐墻之間的空腔部分，使管溝底部完全坐落在充填的混凝土上方，拆除懸吊部分措施，下托部分措施不拆除，如圖5所示。圖5?工后管溝恢復(fù)示意6?施工完成后的管溝變形監(jiān)測(cè)由于管溝在開(kāi)挖階段處在懸空狀態(tài)，因此監(jiān)測(cè)人員無(wú)法站在管溝上方監(jiān)測(cè)，需在管溝上提前貼好監(jiān)測(cè)標(biāo)尺。經(jīng)監(jiān)測(cè)，基坑開(kāi)挖后，管溝的最大沉降變形量為2?mm左右，如圖6所示