張懷鵬

(中鐵十六局集團(tuán)軌道公司，北京通州 101100)

傳統(tǒng)的地下連續(xù)墻采用成槽機(jī)配合履帶吊整體的施工工藝，這種方法適用于場(chǎng)地空曠，車站上空無(wú)障礙物的施工條件。但對(duì)于在有限的空間下，進(jìn)行地下連續(xù)墻施工，往往需要綜合多種施工方法和大型施工設(shè)備，施工難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、速度慢、施工質(zhì)量難以把控。

本文結(jié)合地鐵8號(hào)線河景路站面110kV高壓架空線橫跨基坑影響。地下連續(xù)墻鋼筋籠整體加工，采用折臂吊分段吊裝，與此同時(shí)為了確保施工時(shí)高壓線安全狀態(tài)，采用限高架主動(dòng)防護(hù)結(jié)合紅外線報(bào)警及非接觸智能預(yù)警設(shè)施，形成了全方位立體監(jiān)控系統(tǒng)的施工工法，成功地解決了有限空間下低凈空近距離條件下深基坑地下連續(xù)墻施工難題，使施工工期大大縮短，于此同時(shí)減少了高額的管線改遷費(fèi)用，提出了質(zhì)量控制的建議及措施。對(duì)有限空間下類似地鐵工程具有指導(dǎo)作用。

1 工程概況

中鐵十六局集團(tuán)有限公司承建的杭州地鐵8號(hào)線河景路站位于杭州市蕭山區(qū)規(guī)劃西青三路上，為地下2層島式站臺(tái)車站。車站全長(zhǎng)229.96m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度21.7m，開挖深度約15.2m，端頭井基坑寬度25.8m，開挖深度約17.1m。車站主體結(jié)構(gòu)采用雙層雙柱三跨現(xiàn)澆混凝土箱型結(jié)構(gòu)。車站上空有一條110kV架空高壓電力裸線橫跨基坑，呈東北、西南走向與車站斜交，杭州電力局工作人員測(cè)得導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)為16.06m，光纜10.6m；。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段，共有10幅地下連續(xù)墻受到高壓線的直接影響(圖1)。

圖1 高壓線橫跨車站基坑

2 施工設(shè)備選型

由于車站上方110kV高壓線的存在，要求所選用的機(jī)械設(shè)備能夠滿足低凈空條件下施工，本工程原計(jì)劃采用臥式成槽機(jī)(金泰SGL40)、低凈空銑槽機(jī)(寶峨MBC30)、沖擊鉆機(jī)。其中低凈空銑槽機(jī)成本費(fèi)用高，維修和維護(hù)要求專業(yè)技術(shù)高，需要專門技術(shù)人員操作，不利于項(xiàng)目實(shí)施；沖擊鉆機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，機(jī)械故障率低，孔壁穩(wěn)定，泥漿用量少，但是對(duì)于原狀土層擾動(dòng)較大，成槽較慢，無(wú)自動(dòng)糾偏裝置，槽壁垂直度難以保證；并且常規(guī)的成槽機(jī)工作狀態(tài)機(jī)械高度約15m左右，無(wú)法滿足低凈空下施工要求。臥式成槽機(jī)(金泰SGL40)成本費(fèi)用低，維修維護(hù)要求低，且具備自動(dòng)糾偏裝置，槽壁垂直度能得到可靠保證。

鋼筋籠分節(jié)吊裝作業(yè)預(yù)案中對(duì)門式架吊裝、折臂吊(俗稱：鷹嘴吊)吊裝進(jìn)行比選，門式架施工雖能滿足施工要求，但需要預(yù)先鋪軌，靈活性差，鋼筋籠對(duì)接難度大，耗時(shí)耗力，進(jìn)度緩慢，且手動(dòng)葫蘆無(wú)法滿足起重要求，必須安裝電動(dòng)葫蘆進(jìn)行起重作業(yè)，安全系數(shù)低；折臂吊(俗稱：鷹嘴吊)不僅能滿足低凈空下的施工要求，而且施工靈活，經(jīng)濟(jì)效益好，大大提高施工進(jìn)度。故本工程最終選用成槽設(shè)備：臥式成槽機(jī)(金泰SGL40)，吊裝設(shè)備：折臂吊(拓達(dá)150t)。

3 高壓線下防護(hù)措施

在110kV外電架空線路附近施工作業(yè)時(shí)，施工機(jī)械的任何部位或被吊物邊緣與架空線水平安全距離為4m，垂直安全距離為5m?？紤]到外界自然條件的影響，如風(fēng)向，室外氣溫過(guò)高等都會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線的水平、垂直方向發(fā)生偏移；為了確保高壓線下施工安全，適當(dāng)增加安全距離的預(yù)留是有必要的，將高壓線下安全距離垂直方向上控制在6m，水平方向上控制在10m。

3.1 限高架的搭設(shè)

在車站地下連續(xù)墻施工過(guò)程中，主要影響高壓線安全的施工活動(dòng)為地下連續(xù)墻的成槽施工以及鋼筋籠的吊裝作業(yè)。在車站施工開始前通過(guò)搭設(shè)限高防護(hù)架的方式輔助限制機(jī)械高度，保證高壓線安全。

限高防護(hù)架采用鋼管立柱加鋼絲繩搭設(shè)，立柱：采用φ20cm的鋼管柱，埋入基礎(chǔ)1.3m用混凝土澆筑，地上0.5m處焊接四道斜撐，并全部澆筑到基礎(chǔ)內(nèi)，鋼管柱底部設(shè)置防撞墩(長(zhǎng)×寬×高=1m×1m×1.4m)，立桿地面以上高度為9m。立柱沿施工便道兩側(cè)布置，要求覆蓋整個(gè)高壓線影響范圍，便道外側(cè)各布置5根，共10根φ20cm的鋼管柱，柱頂安裝紅外線電子報(bào)警器?？紤]到夜間工作情況，在立柱上每隔1.5m刷反光漆，并沿外側(cè)立柱安裝輪廓燈。立柱間連接：基坑兩側(cè)連接在柱頂用φ10cm的鋼管柱進(jìn)行連接；基坑兩側(cè)的立柱之間，采用尼龍繩進(jìn)行連接(圖2、圖3)。

圖2 限高防護(hù)架搭平面設(shè)示意

圖3 施工現(xiàn)場(chǎng)限高防護(hù)架搭設(shè)

3.2 報(bào)警系統(tǒng)布置

3.2.1 紅外線報(bào)警裝置

在立桿頂部設(shè)置紅外線對(duì)射報(bào)警器，共設(shè)置5組.覆蓋整個(gè)高壓線影響區(qū)。當(dāng)施工機(jī)械進(jìn)入高壓線影響區(qū)遮斷紅外線光束時(shí)就會(huì)引發(fā)報(bào)警，提示高度超限，立即停止作業(yè)，保證高壓線安全。

3.2.2 非接觸智能預(yù)警系統(tǒng)

施工中會(huì)經(jīng)常使用到臨時(shí)租賃機(jī)械，這些設(shè)備操作人員對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)110kV高壓線情況不明，再加上設(shè)備操作人員受注意力、判斷力、視力范圍、風(fēng)力風(fēng)向、設(shè)備運(yùn)動(dòng)的慣性等影響，極有可能因?yàn)橐馔馇闆r造成觸電事故，因此在高壓線影響區(qū)作業(yè)的臨時(shí)租賃機(jī)械上安裝有YJM-55型高壓電力設(shè)備非接觸智能預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)這些設(shè)備在高壓電力線路附近進(jìn)行工作時(shí)防觸電預(yù)警系統(tǒng)會(huì)隨著距離的變化，電壓的變化，自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備與高壓線路的距離，當(dāng)距離到達(dá)設(shè)置的范圍時(shí)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

4 施工技術(shù)措施

高壓線下受到影響的地下連續(xù)墻(N15～N19、S15-S19)采用金泰SGL40低凈空液壓抓斗成槽，拓達(dá)150t折臂吊進(jìn)行分節(jié)吊裝施工，其中鋼筋籠長(zhǎng)41.8m，分7節(jié)進(jìn)行吊裝，約6.5t/節(jié)，鋼筋籠分6節(jié)制作(即7m+7m+7m+7m+7m+6.8m)。分節(jié)鋼筋籠吊裝入槽接頭對(duì)接處采用直螺紋套筒對(duì)接，最后整體進(jìn)行水下混凝土澆筑。

4.1 成槽施工

出于鋼筋籠安全平移、順利對(duì)位考慮，地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝分解對(duì)接垂直度偏差較大，施做導(dǎo)墻時(shí)迎土側(cè)已向外擴(kuò)大80mm，內(nèi)凈空達(dá)到880mm；成槽垂直度控制通過(guò)成槽機(jī)自帶自動(dòng)糾偏裝置儀表與超聲波檢測(cè)輔助修槽來(lái)實(shí)現(xiàn)，每幅墻超聲波檢測(cè)3次，垂直度精度控制在1/300以內(nèi)。地下連續(xù)墻鋼筋籠下放過(guò)程不可逆轉(zhuǎn)，一經(jīng)下放無(wú)法再提起，因此成槽施工時(shí)成孔深度比設(shè)計(jì)深度深30～50cm。

本工程地下連續(xù)墻施工多處于富水粉砂層，成槽施工中調(diào)節(jié)泥漿配合比無(wú)法達(dá)到槽壁穩(wěn)定效果，造成成槽過(guò)程中出現(xiàn)側(cè)壁塌孔現(xiàn)象，嚴(yán)重影響施工地下連續(xù)墻施工質(zhì)量，提前在地下連續(xù)墻周邊輔以成槽降水井來(lái)提高槽壁的穩(wěn)定性。

地下連續(xù)墻鋼筋籠連接6次，用時(shí)約14～16h，槽壁穩(wěn)定性要求較高，為避免出現(xiàn)槽壁縮頸現(xiàn)象，新鮮泥漿黏度和泥漿相對(duì)體積質(zhì)量?jī)身?xiàng)指標(biāo)上限相應(yīng)放寬至30和1.2。循環(huán)泥漿參數(shù)控制(相對(duì)體積質(zhì)量1.05～1.25；黏度30～40；含砂率小于7 %)確保泥漿護(hù)壁質(zhì)量。鋼筋籠安放時(shí)相應(yīng)增大對(duì)泥漿指標(biāo)與泥漿液面高度的檢測(cè)頻率，如發(fā)現(xiàn)泥漿相對(duì)體積質(zhì)量過(guò)小的情況應(yīng)立即補(bǔ)充泥漿相對(duì)體積質(zhì)量較大的漿液，基本保證漿液與導(dǎo)墻頂面持平。二次清孔達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行水下混凝土灌注。

4.2 鋼筋籠制作

因?yàn)殇摻罨\需分節(jié)吊裝，每節(jié)鋼筋籠制作精度直接影響地下連續(xù)墻整體質(zhì)量，所以影響區(qū)地下連續(xù)墻鋼筋籠統(tǒng)一安排在鋼筋加工場(chǎng)鋼筋平臺(tái)上整體分節(jié)制作。綜合考慮到(1)已加工成品的分節(jié)鋼筋籠鋼筋不可進(jìn)行軸向平移或旋轉(zhuǎn)，只可通過(guò)扭力扳手轉(zhuǎn)動(dòng)套筒完成機(jī)械連接；(2)鋼筋接卸連接的過(guò)程中，鋼筋籠需在空中停留等待，需要盡量簡(jiǎn)化操作，縮短施工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)連續(xù)流水作業(yè)，以減少操作過(guò)程中發(fā)生意外情況的可能性，確保施工安全可控。每節(jié)鋼筋籠之間采用直螺紋套筒進(jìn)行機(jī)械連接，并對(duì)每節(jié)鋼筋籠進(jìn)行編號(hào)刻劃標(biāo)識(shí)，主筋制作前統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)直，確保沒(méi)有局部的彎折。

4.3 鋼筋籠吊裝

本工程鋼筋籠吊裝過(guò)程中原計(jì)劃采用門式架吊裝施工，門式架施工雖能滿足施工要求，但仍需要大型吊車進(jìn)行配合，施工前需預(yù)先鋪軌，靈活性差；普通手動(dòng)葫蘆無(wú)法滿足起重要求，必須安裝電動(dòng)葫蘆進(jìn)行起重，安全系數(shù)低；鋼筋籠對(duì)接難度大，耗時(shí)耗力，進(jìn)度緩慢；根據(jù)前期施工效果。折臂吊比門式架施工靈活，無(wú)需外部設(shè)備輔助，經(jīng)濟(jì)，大大提高施工進(jìn)度。經(jīng)過(guò)前期的施工對(duì)比，最終確定采用折臂吊進(jìn)行吊裝作業(yè)。

鋼筋籠在吊裝過(guò)程中如何防止變形是鋼筋籠吊裝控制要點(diǎn)，一旦鋼筋籠變形很難連接成一個(gè)整體，因此鋼筋籠中心位置、吊點(diǎn)位置選擇是否合理，都是確保鋼筋籠起吊回直后垂直度的關(guān)鍵。分節(jié)吊裝鋼筋籠時(shí)，扁擔(dān)采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行調(diào)平，安排信號(hào)工進(jìn)行指揮吊裝，隨放隨接，專職安全員全程旁站。用槽鋼扁擔(dān)將第一節(jié)鋼筋籠擱置于導(dǎo)墻面上，待第二節(jié)鋼筋籠起吊與第一節(jié)鋼筋籠進(jìn)行直螺紋套筒連接。

4.4 彩條布隔離槽壁

本工程位于錢塘江東岸，地下連續(xù)墻自上而下主要穿越：②42砂質(zhì)粉土夾粉砂、③4砂質(zhì)粉土、③5粉砂等復(fù)雜地層，由于臥式成槽機(jī)成槽時(shí)間較長(zhǎng)，且由于鋼筋籠分節(jié)下吊連接難度較大，槽壁穩(wěn)定性要求較高，為避免出現(xiàn)槽壁縮頸現(xiàn)象，導(dǎo)致該槽段鋼筋籠保護(hù)層減小，在開挖過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)地下連續(xù)墻大面積漏筋現(xiàn)象，極易發(fā)生流砂、管涌事故，嚴(yán)重影響基坑安全；為了確保地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量，在鋼筋籠分節(jié)下方過(guò)程中在開挖側(cè)鋼筋籠表面固定彩條布，彩條布有效隔離鋼筋與槽壁，防止泥土塌入地下連續(xù)墻內(nèi)，有效防止了地下連續(xù)墻出現(xiàn)泥土夾層及漏筋的現(xiàn)象(圖4)。

5 結(jié)束語(yǔ)

該技術(shù)有效解決了高壓線下地下連續(xù)墻施工難題，減少了環(huán)境影響，保障了施工安全，提高了施工效率，縮短了工期，使得河景路站連創(chuàng)杭州地鐵8號(hào)線地下連續(xù)墻封閉、土方開挖、盾構(gòu)始發(fā)，主體封頂，附屬結(jié)構(gòu)開工等多項(xiàng)第一，施工進(jìn)度、安全質(zhì)量持續(xù)領(lǐng)跑全線，受到了總承包單位及業(yè)主單位的一致好評(píng)，社會(huì)效益明顯。

圖4 鋼筋籠彩條布安裝示意圖