晉云雷

（中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 101100）

0 引言

隨著城市軌道交通線路網(wǎng)規(guī)劃的日益完善，地鐵逐漸成為城市新舊城區(qū)連接的重要紐帶。受限于城市管廊的發(fā)展進(jìn)度，架空高壓線在一些舊城區(qū)仍普遍存在。部分地鐵線路規(guī)劃不可避免地與架空高壓線產(chǎn)生交叉，尤其站點(diǎn)位于架空高壓線下時(shí)，地鐵車站工程施工存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)高壓線對(duì)車站工程的影響，如何進(jìn)行輸電線路保護(hù)及過程控制，對(duì)于軌道交通施工安全是至關(guān)重要的。

目前，針對(duì)既有高壓線防護(hù)裝置的理論研究、機(jī)械設(shè)備限高研究較多[1-3]，但針對(duì)既有高壓線下地鐵車站施工中高壓線防護(hù)系統(tǒng)的工程應(yīng)用研究比較少。本文以南寧市軌道交通某車站工程為例，分析高壓線下車站深基坑施工中所遇到的問題，提出高壓線防護(hù)措施，通過實(shí)踐驗(yàn)證了方案的有效性，為類似工程中提供借鑒。

1 工程概況

周家坡站是南寧市軌道交通5號(hào)線自南向北的第5個(gè)站，位于壯錦大道與新建亭洪西路交叉路口，沿壯錦大道呈南北向敷設(shè)，為地下三層島式車站。車站主體結(jié)構(gòu)外包總長度為156.2 m，標(biāo)準(zhǔn)段外包總寬度為22.1 m，基坑深度約為25 m。車站附屬結(jié)構(gòu)包含4個(gè)出入口、2組風(fēng)亭，其中A出入口與2號(hào)風(fēng)亭合建，B出入口與1號(hào)風(fēng)亭合建。

車站小里程端有2組220 kV架空高壓線斜跨車站主體、B出入口及1號(hào)風(fēng)亭，其中#A10高壓線塔位于A出入口南側(cè)，其基礎(chǔ)承臺(tái)距A號(hào)出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)邊線最小凈距為3.0 m；#9、#A9高壓線塔位于車站小里程端頭，其基礎(chǔ)承臺(tái)距車站主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)邊線最小凈距為4.82 m。架空220 kV高壓電纜導(dǎo)線弧垂點(diǎn)離地面約24 m。周家坡站站位和高壓線走向相對(duì)位置如圖1所示。

圖1 周家坡站站位和高壓線走向相對(duì)位置

2 施工風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 高壓線塔傾斜風(fēng)險(xiǎn)

#9、#A9、#10高壓線塔均位于車站基坑開挖主要影響區(qū)域，且掛線后處于偏心受力狀態(tài)，存在線塔基礎(chǔ)沉降、地面沉降、塔桿傾斜等安全風(fēng)險(xiǎn)，在基坑開挖前需對(duì)線塔基礎(chǔ)采取加固、防護(hù)措施。

2.2 高壓線觸電風(fēng)險(xiǎn)

距離是高壓電傷害的判斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，施工人員、機(jī)械應(yīng)根據(jù)高壓線級(jí)別并依照標(biāo)準(zhǔn)保持相應(yīng)的安全距離。周家坡站主體結(jié)構(gòu)、B出入口及1號(hào)風(fēng)亭與220 kV高壓線斜向相交，而現(xiàn)場(chǎng)高壓線弧垂點(diǎn)距離地面最小距離僅為24 m，在車站工程施工過程中，起重吊裝存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范，在外電架空線路附近吊裝時(shí)，起重機(jī)與220 kV架空線路邊線的水平和垂直方向最小安全距離均為6 m，考慮強(qiáng)風(fēng)、暴雨等惡劣氣象條件，還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，適當(dāng)增加安全距離。

3 高壓線防護(hù)措施

3.1 懸索架空防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)

在220 kV輸電線路下方6 m處設(shè)置懸索架空防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)既有220 kV高壓線進(jìn)行硬防護(hù)。

（1）懸索架空防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)：采用4條9 m抱桿條、300 m總長的50 mm2鋼絞線以及1500 m2防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)材質(zhì)型號(hào)規(guī)格為迪尼瑪繩。

（2）懸索架空防護(hù)網(wǎng)施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→基礎(chǔ)開挖→鋼筋綁扎→澆筑混凝土→立桿→保護(hù)接地連接→安裝防護(hù)網(wǎng)。

（3）水平網(wǎng)長寬設(shè)置：#A9與#A10之間設(shè)置70 m水平防護(hù)網(wǎng)，#9與#10之間設(shè)置50 m水平網(wǎng)，水平防護(hù)網(wǎng)超出高壓線兩側(cè)各6 m，防護(hù)網(wǎng)連成整體，對(duì)高壓線下方及側(cè)方形成安全區(qū)域。周家坡站220 kV高壓線路水平防護(hù)網(wǎng)立面如圖2所示。

圖2 周家坡站220 kV高壓線路水平防護(hù)網(wǎng)立面

（4）架網(wǎng)安全措施：在封網(wǎng)防護(hù)施工前，必須與輸電有關(guān)部門聯(lián)系，取得同意后并按批準(zhǔn)具體施工日期開展施工，懸索架空網(wǎng)施工期間測(cè)量人員現(xiàn)場(chǎng)配合調(diào)整弧垂標(biāo)高。220 kV線路間導(dǎo)線為帶電狀態(tài)，在下方架設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)時(shí)，要求與帶電體保持足夠的安全距離，作業(yè)人員的活動(dòng)范圍與220 kV帶電體的距離不小于4 m，工器具、安裝構(gòu)件、導(dǎo)線、地線與220 kV帶電體的距離不小于5 m。現(xiàn)場(chǎng)管理人員要時(shí)刻監(jiān)督和提醒作業(yè)人員注意安全事項(xiàng)。

3.2 激光防外力破壞監(jiān)控系統(tǒng)

施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用激光防外力破壞監(jiān)控系統(tǒng)，建立水平監(jiān)控體系，對(duì)既有220 kV高壓線進(jìn)行軟防護(hù)。在鋼管立柱位置安裝一套輸電線路激光防外力破壞在線監(jiān)控系統(tǒng)及報(bào)警器，利用高壓電磁感應(yīng)強(qiáng)度變化、激光探測(cè)器、高聲響喇叭來實(shí)現(xiàn)預(yù)警，提高預(yù)警防控能力。該系統(tǒng)由激光探測(cè)器、高壓近電防觸碰智能預(yù)警裝置、太陽能板、低溫鋰電池組、充放電控制器單元、高聲響喇叭等部件組成，具有設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行、節(jié)能儲(chǔ)電、漏電保護(hù)、防雷等功能，探測(cè)范圍定向長度75 m，寬度20 m，可以設(shè)置為當(dāng)物體接近導(dǎo)線4 m、5 m、6 m、8 m時(shí)自動(dòng)報(bào)警，對(duì)輸電導(dǎo)線形成立體防御。

激光防外力破壞系統(tǒng)的主要組成部件如下。

（1）激光探測(cè)器：傳感器安裝在桿塔上，激光線在線路下方8 m處與線路平行，通過激光越線探測(cè)器在輸電線路線路走廊安全距離以下的區(qū)域?qū)`章施工機(jī)械進(jìn)行越線警告。激光探測(cè)器參數(shù)如表1所示。

表1 激光探測(cè)器參數(shù)

（2）高壓近電防觸碰智能預(yù)警裝置：當(dāng)物體觸碰220 kV高壓線最小安全距離虛擬邊界線時(shí)，預(yù)警裝置通過無線接收信息并進(jìn)行處理后，快速發(fā)出報(bào)警響應(yīng)，通過高聲喇叭傳遞“高壓危險(xiǎn)，請(qǐng)勿靠近”警示音。

（3）太陽能板：太陽能轉(zhuǎn)換率大于13.5%。裝置采用節(jié)能設(shè)計(jì)，在沒有外物侵入時(shí)，大部分電路處于休眠狀態(tài)，報(bào)警發(fā)生啟動(dòng)，可遠(yuǎn)程遙控開關(guān)。

（4）低溫鋰電池組：供電設(shè)備，可循環(huán)充電。無電力來源時(shí)，電池本身的電量可維持設(shè)備正常運(yùn)行約30 d。

（5）充放電控制器單元：系統(tǒng)線路充放電保護(hù)開關(guān)，并具備防雷功能。

（6）高聲響喇叭：聲壓指數(shù)不小于115 dB。

3.3 高壓線塔防護(hù)

（1）注漿加固措施：在車站基坑開挖前，采用高壓旋噴樁對(duì)#9、#A9、#A10高壓線塔基礎(chǔ)進(jìn)行旋噴加固，加固體強(qiáng)度滿足要求后再行開挖。預(yù)埋?80PVC袖閥管，在基坑開挖及主體結(jié)構(gòu)施作過程中，根據(jù)220 kV高壓線塔塔基地面沉降及傾斜監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)進(jìn)行跟蹤注漿。

（2）安全防護(hù)措施：施工前對(duì)高壓線塔進(jìn)行封閉式圍護(hù)，護(hù)欄高度不小于1.5 m，涂刷警示漆，懸掛警示牌。在高壓線塔附近進(jìn)行鋼筋安裝、腳手架搭設(shè)以及大型機(jī)械作業(yè)時(shí)與線塔保持安全距離，并設(shè)專職安全員監(jiān)護(hù)。同時(shí)要注意，嚴(yán)禁在高壓線塔附近堆放易燃易爆物品。

3.4 起重設(shè)備優(yōu)化

考慮高壓線下施工安全距離，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安全操作高度僅14.5 m，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)車站基坑土方吊運(yùn)、鋼支撐架設(shè)、主體結(jié)構(gòu)施工的起重機(jī)械設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，采用MH5/5 t電動(dòng)葫蘆門式起重機(jī)。對(duì)比汽車吊設(shè)備，MH5/5 t電動(dòng)葫蘆門式起重機(jī)具備以下優(yōu)勢(shì)。

（1）門式起重機(jī)的固定高度有效降低了人為指揮不當(dāng)?shù)纫蛩厍秩敫邏壕€下危險(xiǎn)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)，在安全可控的條件下進(jìn)行材料的吊裝作業(yè)。

（2）門式起重機(jī)的固定起重形式直接避免了汽車吊因擺臂不當(dāng)可能造成的危險(xiǎn)因素，有利于提升吊裝效率。

3.5 施工管控措施

（1）在高壓線安全距離前設(shè)置警示牌，并在防護(hù)網(wǎng)外邊緣安裝夜間警示紅燈，有效顯現(xiàn)安全施工區(qū)域和高壓線危險(xiǎn)范圍。

（2）對(duì)于超出門式起重機(jī)作業(yè)范圍的吊裝作業(yè)，采用限高汽車吊進(jìn)行吊裝作業(yè)。限高汽車吊作業(yè)前，需對(duì)桿長幅度、起重能力、提升高度以及吊裝起止點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)算，并對(duì)吊車站位環(huán)境進(jìn)行隱患排查。

（3）吊裝作業(yè)前，檢查設(shè)備操作人員、司索人員等吊裝相關(guān)人員的教育及持證情況。在吊裝過程中，實(shí)行旁站制度，及時(shí)糾正或制止違規(guī)操作，同時(shí)降低場(chǎng)地條件和天氣情況等因素對(duì)吊裝作業(yè)的影響，確保施工安全有序。

（4）定期對(duì)報(bào)警系統(tǒng)、架空防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行檢查，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。大風(fēng)、暴雨后應(yīng)對(duì)懸索架空網(wǎng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)弧度超過允許誤差或架空網(wǎng)出現(xiàn)松動(dòng)應(yīng)拉線重新收緊，經(jīng)復(fù)查確認(rèn)后方再行使用。

4 防護(hù)控制效果

（1）基坑開挖階段未發(fā)生高壓線塔沉降、變形預(yù)警，未實(shí)施跟蹤注漿措施。施工過程中，未發(fā)生人員侵入高壓線塔護(hù)欄防護(hù)范圍，未發(fā)生設(shè)備碰撞高壓線塔的情況。

（2）根據(jù)施工記錄，現(xiàn)場(chǎng)220 kV激光防外力破壞監(jiān)控系統(tǒng)啟用報(bào)警累計(jì)3次，其中汽車吊臂時(shí)侵入2次、混凝土泵車臂侵入1次，現(xiàn)場(chǎng)警示音都做出即時(shí)響應(yīng)，及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)人員。高壓線懸索架空防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)啟用1次，為汽車吊臂侵入報(bào)警后回轉(zhuǎn)侵入，但被架空防護(hù)網(wǎng)及時(shí)有效阻擋汽車。

（3）施工中發(fā)現(xiàn)，懸索架空防護(hù)網(wǎng)維護(hù)比較困難，尤其是出現(xiàn)局部破損、松動(dòng)情況，需要經(jīng)輸電部門同意后方可進(jìn)行維修，且應(yīng)滿足高空作業(yè)與帶電體最小安全距離的要求。

5 結(jié)語

（1）高壓線塔基礎(chǔ)采用旋噴樁加固措施后，可有效控制線塔基礎(chǔ)沉降與傾斜、地表沉降，保證基坑開挖安全。

（2）在不能滿足本質(zhì)安全的情況下，考慮到人員、設(shè)備因誤操作可能引起的安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)既有高壓線輸電線路、線塔基礎(chǔ)采取防護(hù)措施是十分必要的。

（3）工程實(shí)踐證明，高壓線懸索架空防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)、激光防外力破壞監(jiān)控系統(tǒng)可構(gòu)成對(duì)既有高壓線的雙重水平防護(hù)體系，有效防范高壓線下施工觸電風(fēng)險(xiǎn)，可為類似工程提供參考。