地下連續(xù)墻下穿220 kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工

□文/柴福云 黃曉欣

地下連續(xù)墻下穿220 kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工

□文/柴福云 黃曉欣

文章對地下連續(xù)墻下穿220kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工進行了介紹。首先介紹了其施工工藝及應用范圍，對工程特點和施工的難點進行分析，明確了施工前準備工作要求，介紹了成槽施工過程質量控制及成槽質量檢測數據，總結成槽效果和應注意的問題。

氣舉反循環(huán)法；成槽；高壓電纜；地下連續(xù)墻

1　工程概況

天津地鐵5號線金鐘河大街站，為5、6號線及Z2線三線換乘站，其中5號線從6號線和Z2線下方橫向十字交叉布置，基坑圍護結構為地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻施工一般需要將其位置范圍內的地下管線及設施切改移出后，才可施工；而該站地下連續(xù)墻施工范圍內有一條截面1.5 m×1 m的混凝土電纜溝，內置6根220 kV高壓電纜，橫跨5號線基坑，見圖1。

圖1　高壓電纜溝與地下連續(xù)墻位置關系

通過對高壓電纜切改和原地保護兩種方案進行技術、經濟和安全等方面分析、研究、論證。如果采取切改移出方案，因停電將造成重大社會影響和巨大經濟損失。為此，決定采取原地保護和地下連續(xù)墻下穿220kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工方案。

2　工程特點

1）本工程位于金鐘河大街與群芳路交口的重要交通地段，必須嚴格控制地表沉降。

2）電纜保護標準要求高，必須嚴格控制電纜懸吊桁架變形。

3）地下連續(xù)墻下穿220kV高壓電纜成槽施工，需采取水平或斜向切削土體方式。

3　施工難點

1）高壓電纜保護桁架、托架、吊件等施工，必須保證混凝土電纜溝的整體性，防止產生變形、脫節(jié)、漏砂。如果產生變形過大，而脫節(jié)漏砂，使電纜受力，絕緣層受損，造成重大事故。

2）導墻需要在電纜溝底部以下施工，導墻開槽深度4.5m，需降水，作業(yè)環(huán)境差，只能人工開挖，效率低。

3）地質構造復雜，地表下7 m范圍內為原有河道回填雜土，土質松散，容易產生塌槽。必須嚴格控制土體加固質量和成槽工藝，采取預防塌槽措施。

4　氣舉反循環(huán)法成槽

地下連續(xù)墻氣舉反循環(huán)法成槽施工是將壓縮空氣通過氣水龍頭，送入內外雙壁鉆桿的內管與外管之間的環(huán)狀間隙內，在空氣壓力的作用下進行氣水混合，形成密度小于水的水氣混合物。由于氣體連續(xù)不斷地輸入導槽底部，使內管的泥漿密度小于外管外側泥漿的密度，形成管內與管外的泥漿壓力差。潛水鉆機鉆進切削的土體落入導槽內成為泥渣，從內管排出，形成地下連續(xù)墻槽體。

成槽施工工藝流程見圖2。

圖2　成槽施工工藝流程

5　施工前準備工作

5.1確定質量標準

1）懸吊鋼桁架最大變形控制值20mm。

2）必須嚴格控制成槽沉渣厚度，其沉渣厚度控制值50mm。

3）為保證成槽質量，泥漿密度控制值為1.1～1.15 kg/m3；必須選用優(yōu)質膨潤土，嚴格控制含砂率＜1%。

5.2成槽施工前現場應完成的工作

1）220 kV高壓電纜保護桁架驗收。高壓電纜保護桁架安裝完成后，進行專項驗收，驗收內容如下：

（1）支承混凝土灌注樁施工資料，試驗報告等應符合規(guī)定要求；

（2）桁架制作質量應符合設計要求；

（3）桁架與支座連接構造應符合設計要求；

（4）吊桿與桁架和溝槽連接必須牢固可靠。

2）導墻下端水泥旋噴樁地基加固施工質量驗收，通過取芯試驗，28d齡期無側限抗壓強度≥1.2MPa。

3）監(jiān)測點布置及初始值采集。為有效監(jiān)測地下連續(xù)墻施工過程中引起高壓電纜溝變形情況，當出現異常時，即時采取處理措施，需在電纜溝底部布置監(jiān)測點，監(jiān)測其沉降和水平位移。監(jiān)測點用∠50長150mm角鋼做成，與電纜溝底部托梁焊接，嚴禁受土體及其他物體碰撞，沿混凝土電纜溝每3 m布置一個。監(jiān)測點安裝完成，驗收合格，進行初始值采集并做好復核工作。

4）導墻施工與驗收。為保證導墻的穩(wěn)定性，采用“][”型式，導墻底必須落在加固合格的土體上。導墻截面尺寸、配筋、混凝土強度、垂直度、平整度等應符合設計和DB29-103—2010的規(guī)定。

5）鋼筋籠制作與驗收。因地下連續(xù)墻下穿高壓電纜施工，屬于特殊幅地下連續(xù)墻施工，其鋼筋籠制作應按槽段實際放樣，劃分為三段制作，分段吊裝，入槽拼裝，兩幅鋼筋籠豎向凹凸槽對位吻合，保證地下連續(xù)墻的整體性、承載能力及抗?jié)B等符合設計要求。

6）泥漿制備。為保證在成槽過程中槽壁穩(wěn)定，防止塌槽，泥漿制備質量最為關鍵。本工程泥漿制備材料選用優(yōu)質膨潤土、純堿、CMC和水配置而成。其主要性能指標見表1。

表1　制備泥漿主要性能指標

泥漿配制完成后，放置24h以上，使各種材料充分熟化后才可使用。

6　成槽過程質量控制

1）在220kV高壓電纜溝加固架兩側與已施工完成兩相鄰地下連續(xù)墻接頭之間的導墻上架設反循環(huán)鉆機，每側鉆800mm先行導槽，導槽深度與地下連續(xù)墻底相同，垂直度控制在H/300以內（H為導槽深度）。

2）先行導槽驗收合格后，潛水鉆機就位，調整機架垂直度，確保穩(wěn)定和就位準確，防止鉆機在鉆進過程中產生位移。然后將噴導管安裝在先行導槽中，采用雙鉆抱管反循環(huán)鉆孔成槽，鉆頭直徑560mm，雙鉆交疊160mm，成孔直徑800mm。潛水鉆機沿著噴導管在導墻內向下鉆進，鉆進切削的渣土沉入導槽內，通過輸入的氣水混合物的舉力作用將切削掉的渣土從導槽底排到地面上泥渣斗內，經過沉淀后將分流的泥漿排入泥漿池重復使用，斗內渣土沉淀到一定高度后，更換空斗，確保渣土與泥漿分流效果。

3）當鉆到地下連續(xù)墻底標高時，提升鉆機，停在初鉆停機位置，同時提升噴導管距離槽底50～100 cm后，移動機架，再次就位、找正、調整垂直度，保證架體穩(wěn)定，噴導管就位，檢測噴導管位置和垂直度，經檢查驗收符合質量標準后，進行第二鉆施工。前后兩鉆位置重疊1/3鉆頭直徑，每次水平進尺控制在30 cm以內，從電纜懸吊架一側向另一側鉆進，成槽至電纜溝底部2/3位置，將槽底渣土排除干凈，檢測槽底標高、沉渣厚度、垂直度符合要求后，將潛水鉆機提至地面拆下并將噴導管拔出后，將機架移至電纜溝另一側就位，重復已完成槽的施工程序進行電纜溝另一側成槽施工，直到完成整個槽段的成槽施工。

4）成槽過程中隨時用線錘或經緯儀對鉆機的懸吊潛水鉆鋼絲繩和噴導管進行垂直度檢測，其垂直度應在H/300范圍內，如不滿足要求，立即進行修槽，糾正偏差，確保成槽垂直度符合規(guī)定標準。

7　成槽質量驗收

氣舉反循環(huán)法成槽結束后，應對槽位、槽深、槽寬、沉渣厚度、槽壁垂直度等進行檢測，其各項數據應符合所規(guī)定的質量標準。本工程成槽完成后，委托第三方檢測單位進行超聲波檢測槽深、槽寬、槽壁垂直度、沉渣厚度等，其檢測數據為槽深120mm，槽寬20mm；相鄰槽錯位10mm；垂直度偏差為11mm、H/330，軸線位移15mm。各項數值滿足規(guī)定的質量標準要求。

8　結語

地鐵5號線金鐘河大街站地下連續(xù)墻下穿220 kV高壓電纜氣舉反循環(huán)法成槽施工，能夠保證高壓電纜正常運行，其地下連續(xù)墻施工質量符合設計及規(guī)范要求，是一種較為實用的地下連續(xù)墻下穿管線成槽施工方法。但應注意：

1）氣舉反循環(huán)法地下連續(xù)墻成槽施工，一般適用于特殊幅地下連續(xù)墻。特殊幅地下連續(xù)墻是指由于施工環(huán)境及地質條件的特殊性，無法使用常規(guī)成槽設備施工的槽段；

2）氣舉反循環(huán)法進行地下連續(xù)墻成槽施工前，應對成槽環(huán)境和地質情況進行詳細調查，分析研究確定機具選型和鉆頭形式，在進行工藝試驗成功后，正式施工。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.01.017

□黃曉欣/天津國際工程建設監(jiān)理公司。

□TU476+.3

□C

□1008-3197（2015）01-49-02

□2014-10-27

□柴福云/男，1957年出生，高級工程師，天津國際工程建設監(jiān)理公司，從事工程監(jiān)理工作。