地鐵車站10KV電力管線原位保護技術

張曉功

上海隧道工程有限公司 上海 200232

地鐵作為城市交通工具的重要組成部分，尤其對于南京這樣的省會城市，其地位舉足輕重。我國正處于城鎮化快速發展時期，推進城市地下軌道交通建設意義重大[1]。眾所周知，在舊城區的地鐵車站施工中，不可避免的會遇到各類地下管線與建筑物基礎等障礙物需要處理的情況，基坑開挖的順利與否直接關系到工程能否如期完成，而在處理地下障礙物中，電力管線保護與處理工作又是最為棘手的，電力管線的保護與處理已然成為施工行業討論的重要課題。本文以南京地鐵五號線山西路站基坑開挖項目為案例進行分析，山西路站施工因場地有限，現場10KV電力管線遷移非常困難，現場擬采用原位懸吊技術對其進行保護[2]，經對現場格構柱與電纜管組成的懸吊系統的進行建模分析，結果表明該懸吊系統變形位移量在允許范圍內，即該電力管線保護技術適用。

1 工程概況

山西路站位于中山北路與山西路交叉路口，沿中山北路跨路口設置。山西路站為地下二層島式車站，車站起迄里程為K30+702.733-K31+215.733，總長513m，站臺寬度12m，標準段寬度21.1m，底板埋深16.94m。根據建筑布置和使用功能的要求，該站采用兩層單柱雙跨箱型框架結構，2號風亭組、1號出入口、2號出入口、3號出入口、4號出入口為地下單層單跨箱型框架結構，1號風亭組為地下單層多跨箱型框架結構。由于山西路站在既有道路中山北路上，施工時需要保證中山北路交通，車站需要西側施工臨時蓋板，車站主體采用半幅蓋挖。山西路站平面圖如圖1所示。

圖1 山西路站平面圖

2 電力管線原位保護措施

2.1 技術措施

2.1.1 在地下連續墻施工階段

10KV電力管線直接橫穿的地下連續墻一共有兩幅。分別為“Z”字型與“一”字型。由于“一”字型地連墻采用“一槽兩籠”的方法施工，與“Z”字型相比，少1個“L”型鋼筋籠，其它處理方法相同，所以，本文主要介紹“Z”字型地下連續墻（YW11），并詳細說明在保護10KV電力管線的情況下，地下連續墻YW11的施工方法，具體如下：

（1）地連墻分幅與開槽分孔。根據施工特點，考慮GB30成槽機每抓斗最大成槽寬為3.0m，對地下連續墻YW11作分幅調整，并使用“一槽三籠”的方法施工。地下連續墻YW11分幅調整尺寸，如圖2所示。

圖2 YW11開槽重新分幅示意圖

采用“一槽三籠”的施工方式，電力管線兩側分別放一籠，電力管線正下方放第三籠。抓槽順序為先挖電力管線兩側槽內土體，再挖電力管線正下方土體，如圖3所示。

圖3 YW11開槽分孔示意圖

（2）改裝抓斗。由于液壓抓斗挖槽時只能直上直下，不能拐彎挖除電力管線正下方的土體，因此要在抓斗上安裝自制側向斗齒，增加斗齒挖掘寬度（增加50cm），從而達到挖去電力管線下方土體的目的，抓斗改造示意圖如圖4所示。

圖4 抓斗改裝示意圖

（3）挖槽施工。挖槽機挖槽前，使用人工或者合適的機械挖除電力管線正下方2m左右的土體，為挖槽機后期挖除電力管線下方土體提供方便。

抓斗豎直入槽挖除電力管線兩側土體，然后斗體上部緊靠電力管線側壁，張開安裝在抓斗上的自制斗齒，挖除電力管線正下方土體。斗體完全入槽，下放至電力管線下方后，移動斗體撞擊電力管線下方土體，并配合使用側向斗齒挖除電力管線下方土體。使用上述方法將電力管線下方土體全部挖除。當電力管線正下方空擋大于10米后（可以使整個斗體進入電力管線下方），移動成槽機使斗體處于該土體正上方，然后向下挖除該處土體。在提升斗體前，先移動成槽機使斗體離開電力管線正下方，防止斗體出槽時碰撞電力管線。反復挖槽，將孔深挖至設計深度。開挖示意如圖5所示。

圖5 挖槽示意圖

（4）吊裝鋼筋籠。地下連續墻鋼筋籠受電力管線影響無法整體吊放入槽，采取“一槽三籠”施工。鋼筋籠分成三幅制作、依次吊裝入槽。兩幅鋼筋籠之間采用雌雄頭鑲嵌連接。為滿足鋼筋籠水平移動拼裝的要求，在其中一個鋼筋籠制作時預留缺口，缺口位置設于吊裝完成后的電力管線處。

首先，將預留缺口的鋼筋籠沿管線保護裝置垂直下放，當缺口底部標高略低于電力管線保護裝置底部標高時，適當擺動吊車大臂，向電力管線方向水平移動鋼筋籠，邊移邊放，直至鋼筋籠下至設計平面與設計標高位置。第二個和第三個鋼筋籠，按照正常施工垂直安放。鋼筋籠下放完成后，砂袋填充H型鋼外側縫隙。

鋼筋籠定位要輕柔，避免擦傷槽壁，避免觸碰電力管線。電力管線下地連墻鋼筋籠吊裝方法如圖6、圖7所示。

圖6 管線下鋼筋籠吊裝示意

圖7 管線下鋼筋籠吊裝示意圖2

5）水下混凝土灌注

導管倉位置的設置盡量遠離電力管線，并能滿足施工技術要求。混凝土灌注過程對電力管線基本無影響，按正常灌注工序進行。

2.1.2 在基坑開挖階段

為保障10KV電力管線的安全，通過有限元分析軟件對格構柱和電力管線組成的懸吊系統進行位移變形計算與分析，有限元模型及計算結果如圖8所示：

圖8 有限元模型及計算結果

結果表明，格構柱在滿荷狀態下，最大位移及應力發生在梁中點處，最大變形位移為22mm，小于允許撓度40mm，滿足10KV電力管線安全保護要求，即選擇該懸吊系統保護技術可行[2]。

2.2 管理措施

（1）邀請10KV電力管線產權單位現場指導工作[3]。

（2）在地下連續墻成槽前采用鋼板對10KV電力管線進行包裹保護。

（3）在10KV電力管線位置粘貼反光條和張拉橫幅等警示標志。如圖9所示。

圖9 粘貼反光條和張拉橫幅現場圖

3 結論與建議

目前，南京地鐵五號線山西路站基坑開挖已基本完成，施工過程中整個懸吊系統結構始終處于安全穩定的狀態[4]，滿足電力管線保護要求。由于采用該原位保護技術得當，該10KV電力管線不需要進行改遷。通過該工程總結的電力管線原位保護技術在地鐵車站中的應用經驗，可為后續類似項目提供參考，具體如下：

（1）經測算，采用該10KV電力管線原位保護技術，該項目為業主單位節省搬遷費用至少1000萬元，縮短工期大約6個月[5]。

（2）現場采用“一槽三籠”施工技術導致槽壁分幅增寬，成槽過程中對槽壁穩定性的標準也隨之提高，在地下連續墻成型后和基坑開挖前，應對整幅地下連續墻迎土面實施水泥漿旋噴加固處理。