城際軌道工程與高壓電纜工程交叉施工方案探討

黃浩明

珠海市交通工程安全監督中心 廣東 珠海 519000

引言

根據民用機場相關規范要求，為保證機場供電安全，機場供電須由獨立兩路電源供電。某機場處于地區電網末端，僅靠一座110kV變電站供電，可靠性極為薄弱。針對上述情況，地區民航管理局就該機場單一變電站供電問題，在2019年發出整改通知書，要求限期完成整改，供電部門為完成該項整改，滿足該機場二期供電需要和提高供電可靠性，投資2.13億元建設110kV航空輸變電工程，此電力項目重要性不言而喻。廣東省重點項目某城際軌道項目機場站工程的4座出入口，正好與上述電纜路由正交，出入口和電纜重疊施工。雙方工程都有工期要求，不能停下來等對方完成施工才啟動施工，故產生了電力電纜與城軌機場站項目出入口交叉施工問題。

1 高壓電纜項目概況

110kV航空變電站配套線路工程，電纜線路由110kV航空變電站電纜出線6回（預留1回），自西向東敷設約6.5km后進入已投運的110kV機場變電站西北側附近。電纜線路路由在道路機動車道北側與村民房屋之間敷設，因場地限制，路由唯一性強[1]。

2 城際軌道項目機場站工程出入口概況

城軌機場站一共5個出入口，其中北側三個出入口，位于道路北側，分別為Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ號出入口。南側入口位于道路南側。本次主要涉及上述北側三個出入口與110KV電纜交叉問題。Ⅳ號出入口出地面位置北側緊鄰社區公園，出入口通道長134.1m，寬10.4m。Ⅱ號出入口出地面位置為城市空地，其東北側為一賓館，西南側為一餐廳，出入口通道長110.4m，寬10m。Ⅲ號出入口出地面位置與現有建筑沖突，出入口東北側為一6層賓館，西南側為一村落入口牌坊，通道長124.1m，寬10.4m[2]。

3 城軌站原設計出入口結構和施工方案

因原設計出入口范圍內無規劃110k電纜經過，故原設計未考慮110kV電纜線。Ⅱ號口、Ⅲ號口和Ⅳ號口基坑深度分別為11.75m、12.55m和10.45m。原Ⅱ號～Ⅳ號出入口施工考慮圍護結構采用鉆孔灌注樁+內支撐。灌注樁采用?800@1000的規格尺寸，止水帷幕采用?600@400高壓旋噴樁。Ⅱ～Ⅳ號口第一道混凝土支撐截面采用700mmx800mm，第二道鋼支撐采用?609×16鋼管，水平間距為2.5～3.0m。冠梁截面尺寸為1000mm×800mm。第二道腰梁采用2Ⅰ45b型鋼圍檁。止水帷幕采用?600@400旋噴樁。機場站Ⅱ～Ⅳ號出入口均采用箱型結構，外墻厚度600mm，底板厚700mm，頂板厚600mm。施工方案考慮先施工主體工程的圍護結構，主體工程的主體結構、施工附屬工程的圍護結構次之，最后施工附屬工程的主體結構[3]。

4 造成交叉施工的原因分析

4.1 市政規劃與機場規范相關原因

電力電纜工程位于機場西北側，線路方案設計已于2018年得到市住房和城鄉規劃建設局批復，但因不滿足市機場凈空保護規劃，應機場運營單位要求，供電部門將架空線路改電纜埋管線路，需沿機場路的輸變電線路規劃路由敷設；且變電站位置也因機場新的整體規劃編制面臨調整。因此該供電規劃遲遲未能正式明確，而城際軌道項目在電力項目規劃還未明確時，已于2018年取得了自然資源部門下發的項目用地規劃許可證，此時的用地規劃許可證上和給出的紅線圖中，已然沒有電力項目的規劃，因此雙方項目未能在規劃階段把問題解決，將問題遺留至施工階段。

4.2 場地狹窄原因

電力電纜敷設路徑北側是大量民房，南側是現狀機動車道，設計的五回路過路埋管寬約2m，再考慮高壓電纜的安全距離等要求，現狀路線場地難以再向外圍布設,若考慮再往北側布設，從而繞過機場站出入口，將會造成大量的征拆工作，產生大量的征拆費；而城際軌道機場站出入口按照需求布設，在北側設置3座出入口Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ出入口，基坑深度分別為11.75m、12.55m和10.45m。綜上，無法從平面布局上錯開電纜路由和城軌出入口的平面關系。

5 交叉施工的解決措施

5.1 從強條規范出發解決部分出入口布設問題

由于Ⅲ號口距離民房過近，電纜若同時和出入口都設在北側，無法滿足出入口與電纜的防護距離，故城際軌道項目結合現場客流量的預測和現狀公交站、客流分布等情況研究分析，擬將Ⅲ號口縮短，布設在南側，不延伸至機場中路對面，此優化直接將三個交叉施工點減少至兩個。同時Ⅳ號出入口經優化后，出入口對電纜進行避讓，電纜從通道上方穿過，滿足電纜和出入口的防護距離。經幾方面的設計優化，110kV電纜僅與Ⅱ號出入口和Ⅳ號出入口在機場路上交叉，大大減少了項目施工打架情況。

5.2 施工比選方案的提出

5.2.1 先施工部分止水樁，后施工電纜支撐。此施工方案主要是先施工Ⅱ號出入口和Ⅳ號出入口的部分圍護樁基止水樁，再施工110kV電纜支撐于周邊排樁上，施工主體結構，最后施工附屬工程的剩余圍護結構和主體結構。對既有的110kV采用補充保護槽及蓋板，采用鋼（HN1000×300×25×40，材質為Q345B）支托，鋼梁支承與附屬工程的圍護結構排樁上。施工步驟為：一是施工Ⅱ號和Ⅳ號出入口在110kV電纜周邊5m范圍內的圍護樁和止水帷幕；二是施工樁頂冠梁和鋼支托梁，施工110kV電纜線路；三是施工城際機場站主體工程的圍護結構；四是按順序施工城際機場站主體工程的主體結構、Ⅱ號出入口和Ⅳ號出入口的圍護結構中剩余排樁、剩余止水帷幕、Ⅱ號出入口和Ⅳ號出入口的主體結構。

該方案應對Ⅱ號和Ⅳ號出入口采取措施如下：

5.2.1.1 對圍護結構中支托處進行加強。

5.2.1.2 施工應按照施工規范進行，不能隨意搶工，主要體現如下：①土方開挖時分層厚度不應大于3m，流塑狀土不應超過1m；②禁止采用掏腳的方式進行挖土；③軟土層應分段跳槽開挖，分度長度宜為15～20m，在基坑周邊環境敏感時應適當減少分段長度；④分層土石方的坡腳宜留土防護，并應避免長時間浸泡；⑤淤泥層土方開挖應采用小型挖掘機，并應采取防機械沉陷的措施；⑥基坑開挖到底應及時施工墊層和地下結構基礎；⑦嚴格按規范要求控制好地下水。

5.2.1.3 加強基坑及周邊環境監測。

5.2.1.4 110kV電纜埋設前，需要提前完成通道交叉范圍的止水圍護樁的施工。

5.2.1.5 電纜槽底部距離通道頂部留有一定的施工作業空間（1.5m以上），保證通道頂板的施工作業面。為確保施工安全，可以考慮在電纜槽施工時，將電纜槽架空，等到通道回填時，將電纜槽落下。

5.2.1.6 在110kV上跨電纜槽施工完成后并投入使用后，在城軌通道開挖施工前需按照運營單位管理要求，在通道施工期間需報供電部門審批。

5.2.1.7 為確保電力電纜防護安全，在通道施工期間，必須全程安排防護看守人員，做好安全防護工作。

5.2.2 盾構法施工電纜溝。將電纜溝布設于出入口下方，采用盾構法施工110kV電纜溝，后施工附屬結構出入口，減少110kV電纜對城軌站出入口的影響，先期采用盾構施工110kV電纜線，后期施工城際機場站附屬工程的出入口。根據鉆孔勘察資料，出入口底板位于粉質黏土層，屬于不透水層，盾構頂面應位于出入口底板下不小于3.5m，盾構頂面深度為16m左右。施工步驟為：一是盾構施工施工110kV電纜線路；二是依次施工城軌機場站主體工程的圍護結構、機場站主體工程的主體結構、Ⅱ號出入口的圍護結構中排樁、止水帷幕、Ⅱ號出入口的主體結構。

該方案應對Ⅱ號和Ⅳ號出入口采取措施如下：

5.2.2.1 對圍護結構中排樁需避開盾構。

5.2.2.2 施工應按照施工規范進行，不能隨意搶工。

5.2.2.3 加強基坑及周邊環境監測。

5.2.2.4 要求110kV電纜箱頂面距離通道底面距離3.5m以上（埋深在22m位置），保證通道與電纜交叉地段的后續施工。

5.2.2.5 采用PC 工法組合鋼管樁基坑圍護施工，基坑維護做成10×10m類似于鋼套箱形式。鋼管直徑800mm，打入深度13-15m。

5.2.2.6 需要110kV電纜工程方提供電纜箱的準確高程，避免位置不準確，給施工帶來較大的安全隱患。

5.2.2.7 為確保電力電纜防護安全，在通道施工期間，必須全程安排防護看守人員，做好安全防護工作。

5.2.3 先施工電纜支撐，后施工出入口主體結構。此方案考慮電纜工程優先施工為主，即城軌站出入口止水樁暫緩施工，先施工110kV電纜槽和支撐，再施工Ⅱ號出入口和Ⅳ號出入口主體結構，最后施工附屬工程的剩余圍護結構和主體結構。面對已完成、甚至已投入使用的高壓電纜線路段，出入口施工增加防護措施如下。

5.2.3.1 在沿110kV電纜槽兩側2m打入PC工法組合鋼管樁圍護樁，樁長約18m。根據地質情況為粉質黏土，確保能夠實力打入。其他圍護樁在110kV電纜外側2m范圍外，按原設計施工。并且該段電纜槽需加固，不少于18m。

5.2.3.2 施工電纜槽以外的通道，按照原設計施工，施工時，對PC組合工法鋼管樁進行鏈接加固，同時將兩排鋼管樁頂端采用鋼絲繩拉牢固。在通道頂面上部1m位置的增加角支撐。

5.2.3.3 加固保護電纜槽，在110kV電纜溝兩端，采用兩排雙層40cm槽鋼焊接，作為橫梁托架，將電纜溝托起。端部橫梁安裝，不能影響端部擋土板位置的安裝；電纜槽部位開挖，邊開挖同步安裝擋土板，擋土板從拉森樁的空隙中，從上至下壓入，每3根槽鋼采用3道鋼板焊接起來。最終拆除通道部位的PC組合工法鋼管樁。

5.2.3.4 施工電纜槽部位的通道。施工兩處通道的鏈接采用安裝止水帶，或其他止水措施。

6 綜合分析

綜合上述三個方案，方案5.2.1、5.2.2、5.2.3均可滿足電纜與出入口通道交叉施工要求。從費用分析來看，方案5.2.1僅需增設箱型保護結構及托梁，并對電纜經過段增加防護樁，相比之下較為經濟；方案5.2.3增設箱型保護結構及托梁、出入口交叉段增強防護措施，較三個方案投資最大；從工期靈活性來看，方案5.2.2可在出入口通道未施工的情況下先行修建，工期靈活，對雙方施工影響較小，由于需要施工井，但是場地要求較高，現場條件要求較高。

7 結束語

當下國內建設工程快速發展，交叉施工情況愈發常見，在很多交通工程、軌道工程等的線性工程中，不同業主間的施工交叉情況更多。在項目前期或施工過程中，做好科學兼顧安插、精心組織調劑，更進一步的高素質管理在工程管理、施工管理中，根據現場實際情況進行決策、管理工作，顯得尤為重要。本文的案例通過對多方案比選，現場實際選擇采用方案5.2.1是經過多方溝通，結合場地實際情況，多次磨合所得結論。但仍需提出以下建議：一是雙方或多方施工人員需加強溝通，在有限場地發揮最大工效；二是雙方或多方需簽署有關安全責任、場地責任等協議，保證敲定的方案有效推進。