管廊基坑跨越10 kV 高压架空线支护方案优化分析

邱 达

（中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司，上海 200135）

引言

城市地下综合管廊在消除城市“蜘蛛网”，改善“拉链路”，保障城市交通畅通，营造城市整洁环境，充分利用城市地下空间等方面发挥了巨大的作用[1]。随着国家大力推进城市地下综合管廊建设，地下综合管廊各类施工技术难点已逐渐凸显出来，特别是在临近周边建筑物，地质复杂、跨越既有管线的情况下进行管廊施工，如何保证周边环境安全及施工的正常进行，至关重要。云南省玉溪市火车西站市政道路项目由中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司承担施工，其纵一路与中心路延长线（老冯井路）交口位置，横跨纵一路高8 m 处有3 根10 kV 高压架空线，因该线路位于老冯井道路边缘，周边居民纵多，道路北侧地块也未完成征拆，该10 kV 高压线路无法进行有效迁改，将严重影响纵一路管廊基坑支护结构施工。项目部立即组织多方及有关专家进行研讨分析，比选支护施工方案，优化施工工艺，最终保证了工程的顺利进行[2-3]。

1 工程概况

纵一路地下综合管廊（G0+757～G1+801.6）段全长42.68 m，北端与现1 号路（云南城乡投施工）综合管廊进行衔接，需跨越现冯井路进行施工。原设计G0+757-G1+779 段管廊基坑采用钻孔灌注桩+高压旋喷止水帷幕+一道砼支撑支护形式，G1+779-G1+801.6 段管廊基坑采用拉森钢板桩+一道内钢支撑支护形式，北端头部外挑段采用放坡开挖+喷射混凝土的支护形式。基底为中等液化土层，原设计采用工程桩基进行基底处理。基坑最大开挖深度约9.5 m（与中心路延长线交口位置），其余段基坑开挖深度约6 m，剩余支护桩41 根，工程桩基52 根。因钻孔灌注桩施工机械高度大约10 m，跨冯井路G1+760 位置架空通讯线（高4.5 m）及10 kV 高压线（高8 m）无法进行迁改，导致钻孔灌注桩无法进行施工。如图1 所示。

图1 纵一路管廊跨越10 kV 高压架空线段基坑位置平面图

2 支护方案优化

2.1 方案一

钻孔灌注钻取消，变更为拉森钢板桩，工程桩基取消，基底换填加深。根据现场实际情况，建议将G0+757-G1+779 段管廊基坑采用钻孔灌注桩+高压旋喷止水帷幕+1 道砼支撑支护形式变更为12mSP-IV 型咬合拉森钢板桩+2 道内支撑的支护形式，基坑底部采用高压旋喷桩或搅拌桩对整个基坑底部土体进行加固改良，使其满足基底承载力要求，加固深度为6 m。如下页图2 所示。

图2 基坑支护形式及基底加固示意图

跨越架空10 kV 高压线段，考虑安全问题，拉森钢板桩割接为4 m一节，分节进行打设，每节进行焊接。基底加固在基坑开挖前进行，旋喷桩采用Φ600 mm×300 mm 高压旋喷桩加固；水泥掺量25%～40%（根据现场试验确定），采用P42.5 级普通硅酸盐水泥。土体加固指标：无侧限抗压强度≥1.0 MPa，渗透系数≤1×10-7cm/s，同时确保加固土体的均匀性，密封性和自立性。如图3 所示。

图3 基底加固平面示意图

2.2 方案二

钻孔灌注桩施工工艺由旋挖钻机更改为正、反循环回旋钻机，钢筋笼分节吊装焊接，并采取必要的安全保障措施。

1）保留原设计钻孔灌注支护桩及工程桩基方案，将旋挖施工工艺变更为正、反循环回旋钻施工工艺。正、反循环回旋钻机高度约为5 m，见图4，能顺利穿越高压架空线，但施工功效慢，单日成孔约为1 根/日，且需制备泥浆，工艺相对较复杂。总结考虑剩余钻孔灌注桩工程数量小，24 h 作业，可保证节点工期。

图4 正反循环回旋桩机

2.3 钢筋笼加工及吊装焊接

桩基础钢筋笼由钢筋加工场制作成型，运至桩基施工现场，再由汽车吊进行吊装入孔。钢筋笼运输和吊装时不得使骨架变形。在加强箍筋内焊接三角支撑，以加强其刚度。根据现场测量数据确保安全施工距离（各类机械姬钢筋笼需至少大于1 m），钢筋笼加工为4 m/节。本工程吊装物品除钢筋笼外，其他物品基本能满足吊装安全高度，但需要控制吊装高度。钢筋笼吊装是施工的重点。钢筋笼起吊采用12 t 汽车吊吊装。起重吊装示意图见图5。

图5 起重吊装示意图

2.4 安全防护措施

1）在与电力线的最小净空距离至少大于1 m 的钻孔桩钻架上方用橡胶绝缘材料设置防护隔离棚，并用直径25 mm 的钢筋在钻机顶面焊接成一个框架，绝缘板钻孔与焊接的钢筋骨架用螺栓连接固定，钻架顶面平面尺寸为1.2 m×2.7 m，防护隔离棚尺寸为2.2 m×3.7 m（见图6、图7）。根据现场实际情况，各道工序都在施工隔离棚下方进行，确保施工作业处于安全受控状态。

图6 钻机架顶面绝缘板平面布置示意图（单位：m）

图7 绝缘板布置立面示意图

2）进入架空电力线路内施工作业，施工方应及时通知电力设施产权单位，在相关部门工作人员监护下进行施工。

3）大型施工机械进入架空电力线路内作业前，司机应抬头观察，注意电力线路位置、高度。作业过程中，施工单位应设立专职监护人，确保大型机械与输电线路保持足够的安全距离[4]。

4）架空电力线路内临时堆放渣土、临时堆放的渣土、建筑材料上不得有大型机械施工作业。

5）架空电力线路边缘压盖施工材料的覆盖物，施工建筑防护网等应牢固可靠，恶劣天气来临前派专人检查，防止大风吹浮到电力线路上。

6）不得破坏在架空电力线路内及周边区域设置的安全警示牌，施工单位在施工时应注意保护。

7）施工期间，施工单位应在施工地点及醒目部位竖立“高压危险，禁止吊装”“高压危险，禁止堆放”“高压危险，禁止填埋”等安全警示牌及安全注意事项牌。

8）在架空电力线路区内施工作业，应划定施工安全作业区，设置安全围栏等措施，悬挂安全标志，提醒施工人员注意安全。必要时在架空电力线路边缘设置安全遮拦，防止机械或车辆进入。

3 方案对比与确定（见表1）

表1 方案对比表

考虑工期进度、质量、成本，特别是安全风险，方案二尽管施工速度慢，但工艺成熟，安全有保证，可作为最佳方案选用。

4 经济社会效益分析

若将10 kV 电力高压线进行迁改，初步方案预算约为130 万元（不含征地费用）。采用正反循环回旋钻机进行施工，较采用旋挖钻机进行施工约增加经济成本35 万元，综合迁改费用，在保证工期节点的情况下，可节约约95 万元，经济效益明显，且避免了线路迁改对周边居民生活的影响，取得了较好的社会效益。

5 结语

随着国家管廊建设的进行，在综合管廊建设过程中会不断遇到新的问题。管廊跨越既有管线，在管线无法有效迁改的情况下，始终会阻碍工程的顺利施工，特别是电力、燃气等高危线路。本文结合玉溪市政道路纵一路管廊基坑跨越10 kV 电力高压架空线，从施工工艺、机械设备选择、安全、质量等多方面进行了总结分析，对类似工程有较好的借鉴意义。