超高压受限下的地铁围护施工研究

陆顺康

上海建工五建集团有限公司 上海 200063

1 工程简介

1.1 工程概况

本工程位于上海市普陀区金沙江路与大渡河路交叉口北侧，车站沿大渡河路呈南北走向，与已运营的13号线大渡河路站呈通道换乘。车站为地下三层岛式双柱三跨车站，内净长160米，标准段净宽21.74米。主体围护结构采用1.2米厚地下连续墙，墙深46～51.8米，墙趾进入⑧1层，十字钢板接头形式，砼等级水下C35P8。

1.2 地质情况

本工程揭露地层分布有八大层，若干个亚层及透镜状夹层，土层连续分布。其中涉及②3-1层砂质粉土易产生流砂、④1层淤泥质土和⑤1-1层、⑤1-2层粘性土易发生坍塌，承压水位于⑦层。

1.3 高压线情况

大渡河路主体车站北端头井上方存在东西走向220KV高压电力线，东侧有220KV高压转角铁塔。高压电投影区域宽度约为9.77米，距离地面高度最低约为19.5米。高压铁塔基础距离北端头井地下连续墙距离为4.99米，高压铁塔最近的铁柱侧边离北端头井地下连续墙距离为9.42米。

图1 横跨地铁北端头井220KV示意图

根据JGJ46-2005第4.1.4规定，施工机械与架空线路边线的最小安全距离沿垂直方向6米，沿水平方向6米（适用于220KV）。

通过与供电单位、建设单位多次协商，220kv超高压线搬迁费用巨大且进度不能满足整体地铁建设要求，因此决定通过施工技术优化手段来解决施工难题。

2 具体技术措施

2.1 试成槽

成槽施工前应进行成槽试验,确定合适的成槽机械、护壁泥浆配比、施工工艺及施工参数。

主体围护施工前选取附属区域进行试成槽实验，成槽深度46m，槽段成槽后静置0-24h，缩径大约10mm；槽段成槽后静置24-36h，缩径大约50mm。部位为②3-1层下部至⑤1-1层。

2.2 设计优化

由于本工程②3-1层灰色砂质粉土厚度达10m以上，钢筋笼又需要多段分笼入槽，成槽阶段和钢筋笼下放阶段易发生塌方，因此增加北端头井TRD槽壁加固深度，将原设计槽壁加固深度由原-8.51m，加深至-40.12 m（隔断承压水），改善施工作业环境，能较大程度防止缩径塌孔的发生和后续开挖的地墙渗漏水。

将受高压线影响区域的15幅地墙分幅进行优化调整，避免出现槽幅过宽的地墙。

2.3 主要施工设备

金泰SG60A成槽机作为本工程成槽设备。需对金泰SG60进行改装，并在保证成槽质量和地层适应性的前提下，最大限度的满足低净空作业要求，本工程改装高度为11.5m。

表1、主要施工设备表

2.4 泥浆配置

现场设置泥浆箱，采用液压抓斗成槽时泥浆的储备量应大于每日计划成槽方量的2～3倍。

泥浆拌制材料选用优质纳基膨润土；新拌制泥浆应充分水化，贮放时间不应小于24h。

根据试成槽期间进行的泥浆配合比试验，本工程泥浆推荐配合比（水：膨润土：碱：CMC）为1000：75：3：1。

表2、泥浆参考值（性能指标）

施工中循环泥浆应进行沉淀或除砂等再生处理。

2.5 分笼吊装

受高压电架空线路影响的地连墙共有15幅，钢筋笼长为51.3米，必须采取分节吊装施工。分节原则：①避开基坑开挖钢支撑预埋件位置作为钢筋笼分节点；②避开地连墙受轴力最大的部位作为钢筋笼分节点；③保证吊装高度在高压线下施工安全距离范围内作为钢筋笼分节点。

此区域内15幅钢筋笼每幅被合理分为7节，每节长度不超过9米，钢筋笼在同一平台上制作成型（并进行预拼装）。

对250t履带吊大臂角度进行控制，大臂长度16.5m，大臂与水平角度控制在42°以下，42°履带吊大臂的高度为16.5×sin42°=11.0m，加上机高2m，共13.0m，吊车处于高压线安全控制距离6m之外。

图2 高压线范围地墙钢筋笼起吊示意图

两节钢筋笼槽口对接采用直螺纹连接形式，建议选用操作娴熟的作业工人进行对接，人数尽可能确保在12人以上，配备多型号的连接扳手、链条扳手等。

2.6 水下砼浇筑

混凝土浇筑架安装过程中，吊车顶部与高压线的安全距离不小于6m。

主要机械为砼车、浇筑架高度，均能满足要求。

2.7 高压线保护措施

聘请超高压分区权属单位实地对高压线进行重新测量，确定高度。

对所有涉及到高压线的施工方案进行专家论证。

现场设置6m安全警示标志（雨、雾等恶劣天气，安全距离应在此基础上适当扩大）。

施工期间聘请权属单位专业人员进行全程监护。

每天观测天气，如遇大雨或大风等恶劣天气严禁施工。

施工现场配备好应急救援物资（如绝缘服等）。

钢筋笼平台应设置在远离超高压电线的区域，钢筋笼起吊回直后，需确认把杆顶部在安全控制距离以下后，方可行驶至保护区域内进行作业。

吊车臂上端安装高压线传感感应器，靠近6m时自动发出警报声。吊车顶部包裹绝缘材料。

高压铁塔基础四周布置沉降监测点，施工全过程对高压铁塔进行监测。

3 具体实施效果与总结

受高压线影响区域全部15幅地墙，实际每幅地墙施工时间可以控制在36小时内（转角幅需要40小时左右），其中主要环节成槽12～14小时左右，钢筋笼吊装每节在2～3小时（含钢筋笼对接），十字钢板接头和导管下放在2～3小时，混凝土浇筑在4～5小时。

由于进行了TRD槽壁加固，地墙垂直度均能控制在1/600以上，地墙混凝土充盈系统控制在1.02～1.05左右。后续基坑开挖后地墙也无明显渗漏情况，总体施工质量受控。

在整个施工过程中，从试成槽、参数优化、分节吊装、砼浇筑等多方面控制施工质量，在成槽、吊装、浇筑过程中控制施工高度，满足高压线保护范围下的超低空围护工程作业要求，并辅以针对性的高压线安全保护措施，高效保质地完成了业主交付的施工任务，也为今后同地域类似工程的施工积累相关的施工经验和技术储备。