浅谈阳澄湖枢纽工程中对500kV高压线铁塔支护的施工对策

吕洪奇　周　屹　李家稳

(昆山市水利建筑安装工程有限公司，江苏 昆山　215300)



施工技术

浅谈阳澄湖枢纽工程中对500kV高压线铁塔支护的施工对策

吕洪奇周屹李家稳

(昆山市水利建筑安装工程有限公司，江苏 昆山215300)

【摘要】本文详细介绍了在七浦塘拓浚整治工程阳澄湖枢纽中对500kV高压线铁塔支护施工的工作原理、设计方法、施工顺序及主要注意事项。

【关键词】铁塔；支护；灌注桩；水泥土搅拌桩

阳澄湖枢纽是七浦塘拓浚整治工程的一部分，由立交地涵，东、西节制闸，船闸等组成，工程地处江苏省昆山市巴城镇境内，位于七浦塘与张家港高等级航道交汇处。地涵东南角的铁塔(500kV熟石线59号)与地涵东节制闸翼墙开挖基坑距离约20m，高差为13m。由于该500kV高压线是华东电网的一支运输线路，影响整个华东地区的电力运行和安全，地涵能否顺利施工，做好该高压线铁塔的支护是工程的关键。

1施工方案选择

该支护工程需充分考虑铁塔侧的土压力、防渗、地下水位控制等因素。由于铁塔与地涵东节制闸翼墙开挖基坑距离较近，不具备自然放坡条件，常用的施工方法有板桩支护、灌注桩支护、水泥搅拌桩群桩支护等。其主要的区别在于支护临边高差不同，选择的施工方案直接关系到施工质量、施工安全、施工周期及施工成本。

板桩支护由于不具备8.5m的安全操作距离，不符合实际安全施工要求，故首先排除。项目所在地昆山市巴城镇位于江苏省长江下游阳澄湖水域内，地貌特征以平原为主，区内湖泊、养殖塘众多。该区软土分布广泛，地势低洼，土壤以粉质黏土及砂质壤土为主，地下水位较高。由于临边高差较大，若采用水泥搅拌桩群桩，虽然能满足防渗要求，但生产周期较长，资金投入量大，且安全性、稳定性均不易控制，也没有采用。

灌注桩支护法能很好地解决地基软弱、施工周期长、可操作性差的问题，在充分了解当代施工工艺水平和经济条件的基础上，确定采用单排灌注桩加斜拉锚维护体系，浅部土体采取多级放坡自稳的形式以节省围护成本，单排桩后设置单排水泥土搅拌桩进行桩间土加固的方案。

2投入的主要机械设备及人员

由于施工现场无临时交通道路进入，首先在地涵东侧修筑一条施工便道进入施工现场。为减少大型设备对高压线铁塔周围地基的扰动，投入的主要机械设备为高16m水泥搅拌桩机1台、挖掘机1台、推土机1台、高12m钻孔灌注桩机1台。

施工人员均为经验丰富、责任心强、勤奋能干、服务态度好的工程技术人员和组织机构人员；作业人员均为专业素质高、曾有类似工程经验的人员。

根据该工程的施工内容，在施工作业中确保各工种各专业配备齐全，做到每项施工内容都有科学、合理、专业的归口和管理，不同工种不同专业之间相互配合和衔接。

3施工流程

a.施工便道修好后，机械设备、材料、人员进场，对现场施工人员进行技术交底和安全交底，做好施工前的准备工作。

b.施工前，测量班组对照设计图纸进行现场测量放样，做好标志。现场测得铁塔处原地面高程为4.0m，铁塔基础与老河道水平距离为24m；铁塔基础与地涵东侧Q1翼墙底板高差13m(底高程-9.0m)，基础水平距离为50.9～63.8m；铁塔基础与地涵东侧Q2翼墙底板高差10.9m(底高程-6.9m)，基础水平距离为36.9～50.9m；铁塔基础与地涵东侧Q3翼墙底板高差9.1m(底高程-5.1m)，基础水平距离为25.8～36.9m；铁塔基础与地涵东侧Q4翼墙底板高差7.1m(底高程-3.1m)，基础水平距离为22.8～25.8m。

图1　高压线铁塔支护施工平面位置

c.施工时，先进行咬合水泥搅拌桩(φ60，咬合20cm,桩长16m)的施工，咬合水泥搅拌桩能很好地对支护位置土体进行硬化，防止铁塔侧地下水流失，施工平面位置见图1，水泥搅拌桩与铁塔基础最近距离为17m，施工区地面高程为3.0m，打钻机高16m，施工过程中超高3m，即打钻机顶部高程为22.0m，铁塔位置高压线高程为31.0m，故钻机距高压线距离为9m>8.5m,符合施工安全的要求(见图2)。

图2　现场施工示意图

灌注桩桩长验证:

支护灌注桩前后的土压力分布如下。

第n层土体底面对支护灌注桩主动土压力为：

第n层土体底面对支护灌注桩被动土压力为：

式中qn——地面递到第n层土底面底垂直荷载，现场不存在；

γi——第i层土的天然重度；

hi——第i层土的厚度；

φn——第n层土的内摩擦角；

cn——第n层土的黏聚力。

根据地勘报告，该部位土层：③-1层土分布高程为3.4～-9.87m，h1=13.27m，天然重度γ1=18.3kN/m3，内摩擦角φ1=8.4°，黏聚力c1=10.9kPa，渗透系数kv1=3×10-6cm/s;③-4层土分布高程为-9.87～-12.57m，h2=2.7m，天然重度γ2=20.4kN/m3，内摩擦角φ2=13°，黏聚力c2=20.4kPa，渗透系数kv2=9.9×10-7cm/s;④-2层土分布高程为-12.57～-18.6m,h3=6.03，天然重度γ3=19.8kN/m3，内摩擦角φ3=25°，黏聚力c3=6.0kPa，渗透系数kv3=1.3×10-3cm/s；⑤-2层土分布高程为-18.6～-27.61m，天然重度r4=20kN/m3，内摩擦角φ4=14.3°，黏聚力c4=34.7kPa，渗透系数kv4=10-6cm/s。

假设土压力零点位置在③-1层土，则：

=(18.3×6.9×0.75-2×10.9×0.750.5-2

故零点位置在 ③-1层土内，高程为-3.5-4.69=-8.19m，在灌注桩支护范围内,故桩长满足支护要求。

此处主动土压力与被动土压力相等，即:

故b点以上土压力合力为:

最大弯矩位置为:

最大弯矩为:

灌注桩截面配筋验证:

钢筋总抗弯能力为:

M=4×3.14×34×(0.06+0.12+0.18+0.24+

0.3+0.35/2)=459.1kN·m>294.2kN·m

灌注桩配筋能满足抗弯强度要求。

e.开挖坡顶采用竖向注浆配合钢管加固的方案，注浆材料采用纯水泥浆液，一次注浆成型，钢管在注浆前插入，施工时采取间隔施工，以防止出现相邻桩冒浆和串孔现象。

f.灌注桩之间挂钢筋网片，并与灌注桩纵向钢筋焊接，喷10cm厚C20细石混凝土保护，同时桩体之间采用M20膨胀螺丝，竖向的间距为50cm，以增强桩体的挡土能力。

g.开挖坡面布置一目钢丝网，并喷射一层8cm厚C20素混凝土，配合比为水泥∶砂∶石=1∶2∶2，减少雨水冲刷对土体的影响。

h.灌注桩强度达到设计要求后进行预应力锚杆及钢筋混凝土圈梁(C30混凝土)的施工，锚杆钢筋与圈梁焊接，当圈梁达到设计强度的80%后，进行基坑土方开挖，开挖过程中加强对高压线铁塔及围护桩的监测。

4高压线铁塔的动态监测

为正确指导施工，确保工程的顺利进行和高压线铁塔的安全，加强了工程施工期间的监测工作。

在高压线铁塔每块基础承台顶面上布置一个沉降观测点(共4个)，监测铁塔基础的沉降变形量；在围护桩顶及边坡顶设置位移观测点(共12个)，监测围护桩及开挖边坡的水平位移变形量；在高压线铁塔每侧十字延长线上各设置一个倾斜观测点(共4个)，监测铁塔的倾斜变形量；在围护桩深层设置6个位移观测点，监测围护桩的深层水平位移变形量；在坡顶及铁塔基础10m外设置5个水位观测点，监测边坡及铁塔基础附近地下水位情况。

监测要求如下：

a.在基坑正式开挖前，测得初始读数。

只有在了解中国少数民族数学教育现状和问题的基础之上，方可有的放矢，制定相关对策．专家学者们在各自居住、了解的少数民族地区进行深入调研，对其数学教育发展中的问题进行了梳理，建言献策，推动少数民族数学教育发展．

b.在基坑施工期间每天监测3次(8h一次)。

c.安排专人负责监测。监测数据必须完整、真实。

变形报警值如下：

a.围护桩深层水平位移：位移变化速率大于3mm/d,累计位移大于0.4%H(H为开挖深度)。

b.围护桩及开挖边坡的水平位移：位移变化速率大于3mm/d,累计位移大于0.3%H(H为开挖深度)。

c.围护桩及开挖边坡的沉降：位移变化速率大于3mm/d,累计位移大于0.2%H(H为开挖深度)。

e.地下水位：稳定水位累计达到1.0m。

f.高压线倾斜大于0.6%。

5施工安全控制

a.高压线铁塔10m范围内为保护区域，施工过程中严禁重物放置在支护坡面10m范围内，避免造成滑坡及塌方。

b.施工过程中，施工机械与高压线保持8.5m的安全距离，雨天或空气湿度大时禁止在高压线附近施工，避免发生高压放电等危险。

c.施工过程中，高耸的施工机械、设备采用电缆线进行接地，确保使用安全。

d.所有施工人员上班时必须配戴好安全帽，并系好帽带。

e.雨、雾霾、夜间、6级以上风力的气候条件下禁止作业。

6结语

采用上述综合支护方法后，经过一段时间的监测，铁塔未出现位移变形或沉降变形，铁塔周围的地下水位也没有明显变化，该支护方案具有很好的使用效果，值得推广。

On construction countermeasure of 500kV high-tension line iron tower support in Yangcheng Lake Hub Project

LÜ Hongqi, ZHOU Yi, LI Jiawen

(KunshanWaterResourcesConstructionandInstallationEngineeringCo.,Ltd.,Kunshan215300,China)

Abstract:In the paper, working principle, design method, construction sequence and main precautions on 500kV high tension line iron tower support construction in Qiputang Tuojun Control Project Yangcheng Lake Hub are introduced in detail.

Key words:iron tower; support; bored concrete pile; cement-soil mixing pile

DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.06.004

中图分类号：TV554

文献标识码：B

文章编号：1673-8241(2016)06- 0007- 04