220 kV电力箱涵悬吊保护技术应用

张立勇

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京100043）

1 工程概况

天津地铁8号线一期工程建设项目西至南开区绿水公园站，东至津南区渌水道站（该站不包含在其中），其为中心城区南部核心线路。线路正线长18.6 km，共设车站17座，均为地下站。其中绿水公园站位于天津市南开区资阳路和罗平道交口西侧。电缆箱涵位于绿水公园站一期北侧28.5 m处，埋深3.49 m，跨地铁车站施工区域23 m。电缆箱涵内径尺寸2.6 m×2.2 m，外径尺寸3.2m×2.8 m.在车站主体31～32轴之间有220 kV埋深3.49 m的高压电缆箱涵横跨车站主体，需悬吊保护，为降低对其的影响，车站在箱涵影响范围内的主体改为地下1层结构，地下连续墙采用绞吸式地下连续墙。其中，悬吊方法采用绞吸式地下连续墙+RJP1800桩+双拼贝雷悬吊系统。

2 箱涵基坑开挖

施工前先沿车站围护结构边沿开挖至箱涵底部，按1∶1放坡，为防止边坡不稳定，在边坡上喷80 mm厚、C20钢筋网片混凝土，钢筋网片采用φ8 mm、间距300 mm。开挖同时在坡顶、坡脚设置截水沟。

3 RJ P桩施工

为保障箱涵稳定，在悬吊支座链接处进行径向喷射桩法（Radin Jet Pile Methed，RJP）桩基础加固。桩位布置共计布桩4根，桩间距3 m，深度与地下连续墙同深。RJP桩施工工艺流程：沟槽危机→放样桩位→钻机就位→埋设套管→下放钻杆→注浆施工→旋喷提升→拆除钻杆→清洗钻杆、注浆泵及输送管道→下一根桩施工。

4 绞吸式地下连续墙施工

4.1 基本原理及工艺流程

该技术使用的主要设备为以此管为导向滑道的潜水钻和喷导管，喷导管的形状为无缝圆管，直径为27 cm，长度要比槽深长2 m左右，将导管插入到先导孔里，与下端土石直接接触，露出地面的喷出口为上端。在向导管内输送空气时，使用的主要设备为压缩机，导管出口和进口之间压差比较大，从而使土石涌出地面。因此，该方法也被称之为是潜水钻气举反循环成槽工法。

4.2 主要施工方法

4.2.1 箱涵剖验、导墙施工

人工剖验和挖掘导墙时，需要顺着地下连续墙位置施工。开挖导墙时，采用人工清除箱涵顶及周边的回填土，联系电力箱涵保护单位对其进行监管，然后再进行导墙施工。箱涵与混凝土之间采用钢板隔离，以保证施工时不被碰坏[1]。

4.2.2 泥浆搅拌

泥浆需具有一定的密度和黏度，在成槽过程中可以起到护臂、携渣、冷却钻具等作用，槽内要有静水压力，在渗入土壁以后，构成不透水的泥皮保护层，槽壁也会变得更加稳定。根据工程的特点及以往施工经验，现场利用黏土造浆，特殊土质需采用膨润土加纤维素造浆。特殊土质通过钻机成槽时打碎、搅拌地层中的黏性土形成泥浆，成槽机、泥浆泵和泥浆池反向循环，使泥浆可以在成槽的过程中实现反复循环。在混凝土浇筑施工时，废弃的浆液直接留在泥浆池里。

4.2.3 导槽施工

以槽宽为7 m的槽段为例，高压供电为220 kV，电路悬吊架宽为2.8 m。首先，在相邻段地下连续墙接头与220 kV高压供电电缆悬吊架两侧用液压抓斗抓出3.5 m宽导槽，来充当插喷管的先行导管。先行导管施工完成后，仔细检查其垂直度，使潜水钻机施工的垂直度满足设计的标准。

4.2.4 钻孔成槽

1）先行导槽施工结束后，潜水钻孔成槽机就位，在先行导槽中插入喷导管，采用单管抱管反循环钻孔成槽。钻孔成槽以后，将泥渣斗放置在架头位置处，将钻机和反循环系统启动，使钻机顺着喷导管向下作业，钻进施工的过程中，钻头将泥块削掉以后，直接掉入槽底，使用气举反循环气柱使渣土和泥浆借助喷导管全部进入到渣斗中。渣土沉淀以后，分流的泥浆会向槽内流动，这些泥浆可以重复利用。在成槽施工的过程中，渣斗充满以后，要第一时间更换空渣斗。

2）单钻抱管完成一钻施工以后，提升钻机，钻头与悬吊架比较靠近，且钻头要比未施工土面略高一点。将喷导管提升到槽底面以上1 m的位置，成槽架向后移动，准备下一钻施工，前后2个施工位置的重叠距离为钻头直径的1/3长度，以底层特征为基础，水平进尺的距离控制在30 cm之内，钻进施工顺序为从单元槽开始向悬吊架方向施工，直到悬吊架一侧成槽钻孔施工结束，接着对另一侧进行施工，每侧施工的钻数为6钻左右。

3）成槽时，使用线锤随时检查喷导管和钢丝绳的施工状态，垂直度要满足设计的标准。一旦发现偏差立即采取措施处理，确保地下连续墙的垂直度达到设计的要求。

4）成槽施工的过程中，对钻具和钻头的磨损情况要认真核查，及时更换磨损比较严重的部件。

5）为防止墙体出现坍孔现象，成槽施工过程中要控制好泥浆性能，以地质条件为基础，科学调整泥浆性能指标，槽内泥浆液面不得低于导墙地面30 cm。

6）在钻机与悬吊架比较接近的时候，要小心施工，杜绝碰撞情况的发生，将重大安全事故的发生概率控制在最小的范围之内。

4.2.5 修槽

当悬吊架两侧成槽完毕后，拆下钻机，换上液压抓斗修槽。具体步骤为：

1）抓斗放入到槽中，抓斗要比悬吊架低，水平移动抓斗机，使抓斗位于悬吊架的下面。

2）在抓斗自身的影响下，使槽壁上没有切掉的土体被及时的削掉，到槽底后，液压抓斗机反方向移动，提升抓斗，以避免在提升中磕碰悬吊架，反复修整直到槽壁平整为止，修槽施工的最终效果要满足设计的要求。

3）修槽一侧完成后，再修理另一侧，掉入槽内的土块要全部清理干净。

4.2.6 清槽换浆

1）修理好槽段以后，启动反循环系统，使用喷导管将槽底的沉渣再清理1次。在清槽施工的过程中，施工顺序为从两端向悬吊架方向移动，每次移动距离为40 cm，停留时间为5 min，使槽底的沉渣全部从喷导管中排出。

2）槽底沉渣的清理次数为3次，最终的施工效果要满足设计标准。

3）清理槽底沉渣的同时，依据槽内泥浆情况来置换泥浆。以底层特征为基础，如果遇到砂层施工的情况后，为了合理地管控砂子沉淀问题，在混凝土浇筑施工以前，对泥浆比重进行适当的调整。

4）清槽施工结束以后，沉渣厚度、槽厚和槽深都要达到设计标准，监理部门验收合格后，开始下一道工序施工。

5）换浆清槽施工结束以后，尽快浇筑混凝土和安装钢筋笼。

5 钢筋笼悬吊系统施工与贝雷梁安装

5.1 钢筋笼加工与安装

5.1.1 钢筋笼加工

使用的电缆为220 kV高压供电电缆，钢筋笼被悬吊架的中心划分为2部分。钢筋笼加工要采取两部分施工的办法，对接方式为公母对接，将8根φ14 mm的通长筋布设在对接夹缝外侧，使钢筋笼安装时，咬合部分可以更好地将钢筋笼卡住。悬吊架在地下连续墙导墙施工时，将悬吊架基础埋置在导墙混凝土内。

5.1.2 钢筋笼安装

钢筋笼分两部分安装，每侧钢筋笼在悬吊架下方的宽度1.5 m左右，提前在导墙与钢筋笼顶部均做好标记（两标记重合时说明钢筋笼到位）；在钢筋笼下放时，控制钢筋笼进入悬吊架下方的位置，以免两部分没有对接完全，影响整幅地下连续墙的刚度。首先，吊起钢筋笼的一半缓慢放入一侧先行导槽内，在开口最底部下放到悬吊架最底部以下30 cm时履带吊水平移动，让钢筋笼向悬吊架方向移动，直到两标记完全重合时固定钢筋笼，担杠架于导墙上；然后吊装另一半钢筋笼，安装同上一半钢筋笼，完成对整幅笼子的对接。

钢筋笼安装完成后，导管要下放在钢筋网片预留的导管仓位置处，使用2个导管浇筑混凝土，同时受悬吊架影响，导管间间距控制在3.5 m范围内，槽段端部与导管之间的距离要保持在2 m以下，保证混凝土灌注的质量。

5.2 悬吊系统施工

防护桩及地连墙施工完成后，待混凝土达到设计强度后施工冠梁，其他冠梁依次施工，冠梁施工完成，强度达到100%，在冠梁上安装贝雷片，顶部安装HW400 mm×400 mm@1 000 mm型钢，箱涵底部采用人工开挖，使用倒链将其与桁架上的工字钢连接在一起，使用倒链拉住箱涵。承插式是箱涵的主要形式，整体性不强，使用钢板将电缆箱涵底部包裹好。

5.3 贝雷梁安装

贝雷梁施工安装时注意对箱涵的保护，严禁施工机械接触箱涵。4排单层不加强型贝雷梁构成了箱涵悬吊，尺寸为1.5 m×0.9 m。测量放样要在两端基础上完成，使贝雷梁的位置更加准确。贝雷梁架设时，使用的主要机械设备为履带吊，一组包含2片贝雷梁，履带吊先安装一组贝雷片，就位后将其结实地捆绑在基础之上，将限位器安装好，接着对另一组贝雷片进行安装，使用贝雷片剪刀撑将其与安装好的贝雷梁连接在一起。

在贝雷梁安装过程中，吊车安排专人指挥，防止吊装坠物，损伤箱涵。并且在附近做上警示标牌。将围护栏杆架设在贝雷架两端位置，同时在醒目位置放置标识或者是黄色安全标志。将警示灯安装在贝雷梁的两端，防止施工时机械碰撞。安排专人24 h检车悬吊结构和箱涵，同时对贝雷桁架上的螺栓和销子进行仔细的检查，防止出现松动的情况。

施工时安排专人指挥施工机械，施工时，悬吊结构要与重物和施工机械之间保持一定的距离，机械指挥人员、箱涵防护人员及机械司机通过对讲机进行沟通。

6 悬吊箱涵与悬吊体系拆除

6.1 悬吊箱涵

贝雷梁架设完成后，在冠梁上安装贝雷片，顶部安装HW400 mm×400 mm@1 000 mm型钢，箱涵底部采用人工开挖，从电缆箱下方将工字钢穿过，使用倒链将其与桁架上的工字钢连接在一起，使用倒链拉住箱涵。承插式是箱涵的主要形式，整体性不强，使用钢板将电缆箱涵底部包裹好。此外，要把型钢横穿箱涵，从而确保安全。

影响范围内采用人工夯实回填，无法夯实部位采用混凝土灌注，保证基底密实。拆除悬吊结构后，箱体两侧按照回填的要求夯实。

6.2 悬吊体系拆除

1）在拆除贝雷梁时，要将安全放在第一位，施工人员要有安全施工意识，严格按照安全操作规章制度施工。

2）专人负责指挥起吊施工，定期检查起重索，起吊施工以前，仔细检查吊物割除焊缝是不是已经完成，在吊物的过程中，被起吊物和吊臂下方不可以站人。回填完成后，拆除贝雷梁。

7 结语

绞吸式地下连续墙成槽工法、RJP1800桩+双拼贝雷悬吊系统实用性较强，使有重要管线无法切改的地下连续墙施工问题得到解决，保证了地下管线的安全，该施工方法值得大范围推广应用。