某地下連接疏散通道坑高壓架空線影響下的工程施工技術(shù)

陳 楨（上海黃浦江大橋建設(shè)有限公司，上海 200090）

1 工程概述

軌交 14 號(hào)線藍(lán)天路站地下連接疏散通道項(xiàng)目位于上海市浦東新我碧云國(guó)際社我內(nèi)，東至金橋家樂(lè)福超市，西至云山路，南至碧云路，北至楊高中路，西側(cè)與軌道交通 14 號(hào)線藍(lán)天路車(chē)站相連接，北側(cè)與軌道交通 9 號(hào)線藍(lán)天路車(chē)站相連接。本工程主要建設(shè)內(nèi)容包括：新建地下一層連接通道、下沉庭院、疏散樓梯間、風(fēng)井等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管線情況、道路交通情況，與設(shè)計(jì)和 2 家建設(shè)單位結(jié)合工程實(shí)際情況和要求，根據(jù)地鐵 14 號(hào)藍(lán)天路站運(yùn)營(yíng)需要，本項(xiàng)目共分為 6 個(gè)小基坑進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

本工程 1 號(hào)坑西側(cè)與軌道交通 14 號(hào)線藍(lán)天路站主體車(chē)站共墻，北側(cè)、南側(cè)、東側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 φ800@950 的鉆孔灌注樁和 2 排 φ1 000@700 三重管高壓旋噴樁止水帷幕，鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)為 24.15 m 和 26.65 m 兩種尺寸，高壓旋噴樁樁長(zhǎng)為 17 m 和 18 m 兩種尺寸。如圖 1 所示，1 號(hào)坑面積約 1 378 m2，基坑周長(zhǎng)約 204 m，最深挖深 10.001 m，坑內(nèi)采用三重管高壓旋噴樁加固，基坑設(shè) 3 道支撐，其中第一道為鋼筋混凝土支撐（800 mm× 900 mm），其余均為φ609（t=16 mm）鋼管支撐。

圖11 號(hào)坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖

2 工程難點(diǎn)

如圖 2 所示軌交 14 號(hào)線藍(lán)天路站地下連接疏散通道項(xiàng)目 1 號(hào)基坑上方存在 110 kV 電力高壓架空線，1 號(hào)坑北側(cè)處于 220 kV 高壓架空線影響范圍內(nèi)。根據(jù) JGJ 46—2005《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》及電力公司要求，110 kV 高壓線下安全施工凈空高度僅為 6 m，220 kV 高壓線下安全施工凈空高度為 10 m。在此我域內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，土方開(kāi)挖、支撐以及結(jié)構(gòu)回筑等施工過(guò)程中都需滿(mǎn)足安全凈空高度，施工條件苛刻、工期緊，對(duì)施工方案、機(jī)械設(shè)備和安全等方面都有很大挑戰(zhàn)。

圖2 高壓架空線影響區(qū)域平面圖

3 高壓架空線影響下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

1 號(hào)坑中部 110 kV 高壓架空線影響我域圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁施工時(shí)采用小型樁機(jī) GPS-10（改裝）,小型樁機(jī)的高度為 6 m，鉆孔灌注樁鋼筋籠采用分節(jié)吊裝，保證現(xiàn)場(chǎng)施工高度滿(mǎn)足 110 kV 高壓架空線安全凈空要求。

110 kV 高壓架空線影響我域共 47 根鉆孔灌注樁，其中 4 根鉆孔灌注樁樁長(zhǎng) 26.65 m，鋼筋籠長(zhǎng) 27 m，每節(jié)鋼筋籠長(zhǎng)度為 5 m，共分為 6 節(jié)吊裝；43 根鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)24.15 m，鋼筋籠長(zhǎng) 24.5 m，每節(jié)鋼筋籠長(zhǎng)度為 5.5 m，共分為 5 節(jié)吊裝。

4 高壓架空線影響下的土方開(kāi)挖

由于 1 號(hào)坑上方高壓架空線及場(chǎng)地條件的影響，常規(guī)設(shè)備及分層開(kāi)挖方案不能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的安全凈空要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及施工進(jìn)度要求，本工程不斷調(diào)整開(kāi)挖方案、優(yōu)化開(kāi)挖順序、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)籌安排，保質(zhì)保量地完成 1 號(hào)坑的土方開(kāi)挖任務(wù)。

為保證施工安全，1 號(hào)坑最北側(cè)（8 軸處）停放一輛安裝限位裝置的電吊垂直土方開(kāi)挖，110 KV 高壓架空線影響我域嚴(yán)禁任何大型設(shè)備進(jìn)行土方開(kāi)挖施工，1 號(hào)坑南側(cè)高壓架空線影響以外的我域（15～19 軸）采用常規(guī)長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行土方開(kāi)挖。

1 號(hào)坑土方開(kāi)挖采用分層開(kāi)挖，根據(jù)豎向支撐的道數(shù)分層開(kāi)挖。1 號(hào)坑設(shè)置 3 道支撐，第一道為鋼筋混凝土支撐（800 mm× 900 mm），其余 2 道均為 φ 609（t=16 mm）鋼管支撐。1 號(hào)坑共分 4 層進(jìn)行土方開(kāi)挖，其中第一層為面層土，挖深約 1.65 m，該層挖土范圍為地面至第一道鋼筋混凝土支撐底標(biāo)高，由小型挖機(jī)（高度為 3 m）由南向北分塊開(kāi)挖，開(kāi)挖完成后進(jìn)行第一道鋼筋混凝土支撐、圈梁、降水施工。

第二層土方挖土范圍為第一道鋼筋混凝土支撐底至第二道鋼支撐中心下約 1.2 m（400 mm 的鋼圍檁和 600 mm 的牛腿），挖深約為 3.5 m，整體由南向北，分塊開(kāi)挖。如圖3 所示考慮到現(xiàn)場(chǎng)高壓架空線和施工進(jìn)度影響，該層土方開(kāi)挖前先將靠近東側(cè) 3.5 m 范圍內(nèi)回填土方至第一道鋼筋混凝土支撐上 30 cm，壓實(shí)后鋪設(shè)鋼板，形成施工便道。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置 3 部小型挖機(jī)，2 部小型挖機(jī)停于基坑內(nèi)，配合將基坑西側(cè)及鋼筋混凝土支撐下土方翻至施工便道附近，1 部小型挖機(jī)停于施工便道上，將土方裝車(chē)。每一倉(cāng)土方開(kāi)挖完成后，將該我域鋼板移除，并將鋼板下回填土裝車(chē)外運(yùn)。該層土方開(kāi)挖完成后，1 部小型挖機(jī)停于基坑北側(cè)配合進(jìn)行第三層土方開(kāi)挖，另外 1 部小型挖機(jī)由安裝限位裝置的吊車(chē)從最北側(cè)吊運(yùn)出基坑。

圖31號(hào)坑第二層土方開(kāi)挖平面示意圖

如圖 4 所示第三層土方挖土范圍為第二道鋼支撐中心下約 1.2 m 至第三道支撐中心下約 1.2 m，挖深約為 2.5 m。第三層土方開(kāi)挖整體流程為南北兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖，北側(cè) 220 KV高壓架空線影響我域（8～10 軸）由 1 部小型挖機(jī)將土方翻至最北側(cè)，然后由安裝限位裝置的電吊垂直土方開(kāi)挖。南側(cè)高壓架空線影響以外我域（15～19 軸）由 2 部小型挖機(jī)配合，1 部長(zhǎng)臂挖機(jī)停于基坑邊進(jìn)行土方開(kāi)挖，長(zhǎng)臂挖機(jī)嚴(yán)禁駛?cè)?15 軸以北我域。中部 110 kV 高壓架空線影響我域（10～15 軸）由基坑內(nèi)的 3 部小型挖機(jī)將土翻至南北兩側(cè)，按先中間后兩側(cè)的原則分塊，盡量東西兩側(cè)留土，減少基坑暴露時(shí)間。中部貫通后，將兩側(cè)土翻至 110 kV 高壓架空線影響范圍以外我域，再由南北兩側(cè)的電吊和長(zhǎng)臂挖機(jī)挖出基坑。第三層土方開(kāi)挖完成后，1 部小挖機(jī)回到北側(cè)，2 部小挖機(jī)回到南側(cè)（15～17 軸），繼續(xù)開(kāi)挖第四層土方。

圖41號(hào)坑第三層土方開(kāi)挖流程示意圖

如圖 5 所示第四層土方挖土范圍為第三道鋼支撐中心下約 1.2 m 至混凝土墊層底，挖深約為 3 m。第四層土方開(kāi)挖整體流程分為南北兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖，北側(cè) 220 kV 高壓架空線影響我域（8～10 軸）由 1 部小型挖機(jī)將土方翻至最北側(cè)，然后由安裝限位裝置的電吊垂直開(kāi)挖土方。北側(cè)開(kāi)挖完成后，小型挖機(jī)由中間繼續(xù)將土翻至最北側(cè)電吊垂直開(kāi)挖處。南側(cè)（10～19 軸）由 2 部小型挖機(jī)配合，1部長(zhǎng)臂挖機(jī)停于基坑邊進(jìn)行土方開(kāi)挖，按先中間后兩側(cè)，由南向北的原則進(jìn)行開(kāi)挖，盡量東西兩側(cè)留土。中部貫通后，北側(cè) 8～10 軸立即澆筑混凝土墊層。同時(shí)，3 部小型挖機(jī)共同配合，將 10～15 軸兩側(cè)土方翻至 15 軸南側(cè)，再由長(zhǎng)臂挖機(jī)挖出基坑?；炷翂|層由北向南，隨挖隨澆，減少基坑暴露時(shí)間。最后，15～19 軸土方，由常規(guī)長(zhǎng)文臂挖機(jī)挖出基坑。

圖51號(hào)坑第四層土方開(kāi)挖流程示意圖

為保證基坑安全，加快施工進(jìn)度，本次土方開(kāi)挖采取了以下措施。

（1）由于 1 號(hào)坑西側(cè)緊鄰 14 號(hào)線藍(lán)天路車(chē)站，該車(chē)站主體結(jié)構(gòu)已完成，并且車(chē)站底板位于 1 號(hào)坑底板下方約 5 m處，該側(cè)無(wú)土壓力。故 1 號(hào)坑土方開(kāi)挖時(shí)，采取先挖中間再挖兩側(cè)，先挖西側(cè)再挖東側(cè)的順序，東側(cè)盡量留土。

（2）為減少基坑暴露時(shí)間，保證基坑的安全，本次基坑開(kāi)挖采用 24 h 不間斷土方開(kāi)挖。晚上將高壓架空線我域的土方翻至南北兩側(cè)，并通過(guò)內(nèi)駁的方式運(yùn)至集土坑，減少對(duì)周邊居民的影響。白天基坑內(nèi)和集土坑內(nèi)的土方同時(shí)外運(yùn)，整體加快施工進(jìn)度。

（3）由于長(zhǎng)臂挖機(jī)僅停于 15～19 軸基坑?xùn)|側(cè)，該處荷載較大，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形會(huì)適當(dāng)變大。故此范圍內(nèi)鋼支撐適當(dāng)增大施加軸力，現(xiàn)場(chǎng)也配備臨時(shí)應(yīng)急鋼支撐，若圍護(hù)變形情況過(guò)大，及時(shí)增加臨時(shí)鋼支撐。

（4）土方開(kāi)挖過(guò)程中，對(duì)每一名進(jìn)場(chǎng)的挖機(jī)駕駛員、電吊駕駛員等操作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，保證 110 kV 高壓架空線范圍內(nèi)（10～15 軸）無(wú)大型設(shè)備進(jìn)行土方開(kāi)挖。長(zhǎng)臂挖機(jī)嚴(yán)禁駛?cè)?15 軸北側(cè)我域，且其大臂僅能向南旋轉(zhuǎn)。電吊僅能停于 8 軸處，且進(jìn)場(chǎng)后安裝限位裝置。

5 高壓架空線影響下的鋼支撐施工

1 號(hào)坑由于高壓架空線影響，110 kV 高壓架空線影響范圍內(nèi)不允許使用大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行吊裝作業(yè)，為保證施工安全，考慮鋼支撐施工及后續(xù)結(jié)構(gòu)施工，1 號(hào)坑安裝跨度17.8 m，高度 6 m 的行車(chē)配合進(jìn)行鋼支撐及結(jié)構(gòu)施工，保證了高壓線下最小安全施工凈空高度。

1 號(hào)坑設(shè)置 3 道支撐，第一道為鋼筋混凝土支撐（800 mm×900 mm），其余 2 道均為 φ 609（t=16 mm）鋼管支撐。φ 609 鋼支撐最大長(zhǎng)度為 16.7 m，分 2 段吊入基坑。2段鋼支撐長(zhǎng)度均為 5 m（重約1.45 t），鋼支撐一側(cè)配活動(dòng)端（長(zhǎng)2.28 m，重約 1.34 t），另一端配固定端（長(zhǎng) 2 m，重約0.71 t），3 個(gè)接頭分別長(zhǎng) 1 m（0.38 t）、1 m（0.38 t）、0.5 m（0.26 t），單根重量為 4.52 t。

第二道鋼支撐由南向北隨挖隨撐，每一單元的土方開(kāi)挖保證在 8 h 內(nèi)開(kāi)挖完成，此后 6 h 內(nèi)完成鋼支撐施工，盡量減少基坑暴露的時(shí)間。

第三道支撐由于場(chǎng)地條件影響，部分支撐無(wú)法隨挖隨撐。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)挖土情況，北側(cè) 8～9 軸斜撐及南側(cè) 16～19軸鋼支撐可隨挖隨撐，中部 9～16 軸鋼支撐需等土方開(kāi)挖完成，挖機(jī)退出該我域后，由中間向兩側(cè)施工。為減小基坑暴露時(shí)間，確保基坑安全，開(kāi)挖時(shí)，東側(cè)盡量留土。同時(shí)，鋼支撐單位隨時(shí)待命，土方開(kāi)挖完成我域立即進(jìn)行鋼支撐施工，盡量減少基坑暴露時(shí)間。

6 高壓架空線影響下的基坑變形控制

1 號(hào)坑土方開(kāi)挖及鋼支撐過(guò)程中都需滿(mǎn)足高壓架空線要求的安全施工高度，現(xiàn)場(chǎng)施工條件較差、工期緊，對(duì)基坑變形的控制有很高要求。

如圖 6 所示為保證基坑安全，在 1 號(hào)坑北側(cè)、南側(cè)、東側(cè)分別設(shè)立 4 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn) CX 1、CX 2、CX 3、CX 4，西側(cè)與 14號(hào)線共用圍護(hù)結(jié)構(gòu)我域采用原車(chē)站施工的測(cè)斜點(diǎn) GCX 8。通過(guò)每日的測(cè)量數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)土方、支撐、結(jié)構(gòu) 3 家單位，保證土方開(kāi)挖優(yōu)先，鋼支撐有工作面后立即施工，后續(xù)鋼圍檁與鉆孔灌注樁之間的混凝土填充合理調(diào)整支撐軸力，確?；拥姆€(wěn)定和安全。

圖 61 號(hào)坑測(cè)斜點(diǎn)平面布置圖

根據(jù)每日圍護(hù)測(cè)斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)繪制出基坑位移變形曲線圖，可得出：本次1號(hào)坑基坑開(kāi)挖總耗時(shí) 22 d，測(cè)斜變形最大的點(diǎn)為 CX 3，分析原因?yàn)?CX 3 點(diǎn)位于 15～16 軸處，位于 110 kV 高壓架空線影響我域以外，該我域圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，整體性較弱。而且長(zhǎng)臂挖機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停于此處，基坑上方荷載較大，導(dǎo)致基坑累計(jì)變形量較大。其中 2021 年3 月 14 號(hào)至 3 月 18 號(hào)每日的變形量偏大，分析原因?yàn)樵摃r(shí)段為第三層土方開(kāi)挖，高壓架空線下我域鋼支撐無(wú)法立即施工，第三層土方于 18 號(hào)白天完成開(kāi)挖，隨后于 19 號(hào)凌晨完成鋼支撐施工，后續(xù)測(cè)斜變化趨于平穩(wěn)。雖然 CX 3 變形量較大，但每日的變形量都控制在 3 mm（報(bào)警值）以下，其測(cè)斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形曲線如圖 8 所示。

圖81 號(hào)坑 CX3 測(cè)斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形曲線圖

在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，保證 24 h 不間斷開(kāi)挖，統(tǒng)籌土方開(kāi)挖、鋼支撐施工、鋼圍檁后混凝土填充 3 道施工工序，減少基坑暴露時(shí)間。在開(kāi)挖過(guò)程中，每日加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，分析每日的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，適當(dāng)調(diào)整鋼支撐軸力，確?；拥姆€(wěn)定和安全。

7 高壓架空線影響下的結(jié)構(gòu)施工

考慮現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，高壓架空線影響范圍大型吊車(chē)及泵車(chē)無(wú)法滿(mǎn)足安全凈空的要求，故現(xiàn)場(chǎng)高壓架空線影響范圍內(nèi)采用行車(chē)進(jìn)行材料的吊運(yùn)，采用汽車(chē)泵進(jìn)行結(jié)構(gòu)混凝土的澆筑。現(xiàn)場(chǎng)由地面汽車(chē)泵泵送混凝土，然后由可拆卸泵管輸送至基坑內(nèi)，再通過(guò)拆卸、安裝不同長(zhǎng)度的泵管，澆筑每一塊我域的混凝土。

8 結(jié) 語(yǔ)

隨著城市發(fā)展越來(lái)越快，地下工程施工環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)的要求也越來(lái)越高。只有通過(guò)對(duì)施工方案的優(yōu)化、對(duì)施工工藝的改進(jìn)，以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的統(tǒng)籌安排，才能確保工程進(jìn)度、質(zhì)量以及安全的目標(biāo)

軌交 14 號(hào)線藍(lán)天路站地下連接疏散通道項(xiàng)目在高壓架空線影響下，通過(guò)積極的施工籌劃、施工方案的調(diào)整、技術(shù)措施的改進(jìn)，很好地完成各項(xiàng)施工任務(wù)，在質(zhì)量方面和安全控制都取得了較好的效果，為其他類(lèi)似施工項(xiàng)目中的工作提供一些借鑒。