输电线路下穿高速铁路防护套管施工技术

张伟哲

摘要：介绍了输电线路下穿高速铁路防护套管施工技术，以及为避免对周围建筑物造成沉降影响，所采取的控制措施。通过控制土压平衡值、最大顶力、管节土体间注浆等措施，保证工程的顺利、安全施工。

关键词：输电线路;非开挖技术;顶管;工作井;注浆

1工程概况

西关-新城铺、常山-柏庄线接新城铺变电站110kV线路在京广高铁东白庄特大桥G70#-71#墩间需下穿高速铁路，穿越处桥梁上部结构为32m简支梁，桥墩为圆端形实体桥墩，基础采用钻孔灌注桩基础，桥下净高约9.75m。为保证穿越工作的顺利进行，采用内径2m的钢筋混凝土防护套管，土压平衡式顶管机顶进施工技术。

2施工难点分析

京广高速铁路为我国高速客运大动脉，双线、设计时速350km/h，为无缝线路，无砟轨道。施工中如何保证铁路行车安全至关重要。穿越处地层土质情况又为细沙夹粉质粘土层，极易造成地面下沉。防护套管顶进过程中，如何保证管壁与周围土体紧密结合，以防止桥下地面下沉。如果遇有特殊或不良地质情况以及施工过程中超过最大顶力时，所采取的安全措施需进行周密部署。

3防护套管施工

3.1工艺流程

顶进管道的选择→工作坑及后背梁施工→顶进设备安装→顶进施工→注浆→防护套管的防水→基坑土方清运及回填

3.1套管的选择

根据对防护套管使用空间的要求，套管采用符合GB/T11836-1999标准规格的双插口柔性接口钢筋混凝土管，管级为Ⅲ，管节内径为2000mm，壁厚200mm，每节管长3000mm。管身混凝土强度等级不小于C40，混凝土保护层最小厚度为40mm。由于电缆在管内需要焊接支架，故每节管内需要预埋内涨钢圈3道，钢圈钢板的厚度为8mm，宽度为10cm。防护套管埋置深度根据管顶覆土不低于2.0m的原则确定的。管顶设计标高为57.28m，距离桥下地面2.16m。

3.2工作坑及后背梁施工

工作坑竖井规格为4×8m，接收坑竖井规格为4×6m，以格栅钢架、内外双层钢筋网、锚喷C30混凝土共同组成联合支护系统，竖井口设置0.8m×0.4m的C30钢筋混凝土圈梁，竖井逐榀开挖，四角沿竖井深度方向每隔一榀钢格栅设置一道2[20a工字钢临时支撑。后背梁承受千斤顶的最大反作用力，要有足够的刚度和强度，以保证顶进过程稳定。工作竖井内设能承受全线管道顶力的钢后背梁、混凝土底板及60Kg/m导向轨。钢后背梁结构简单、安装和拆卸方便、适用性强。

3.3顶进设备安装

顶进设备采用土压平衡式顶管机。导轨采用装配式，安装与基础上，承担导向功能，以保证管节按设计高程和方向前进。主顶设备采用4只液压千斤顶，千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称。顶管机安装前应作一次安装调试，油管安装前应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。在吊装顶管机时应平稳、缓慢、避免任何冲击和碰撞。顶管掘进机安放在导轨上后，应测量前后端中心的方向偏差和相对高差，并作好记录，顶管掘进机的接触面必须相互吻合。

土压平衡式顶管机下坑后，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不应超过5mm，刀盘应离开封门1m左右。顶进施工前应凿除刀盘对应的支护墙，支护墙应凿除干净，不要遗留块状物，使土体与掘进机刀盘紧贴。

3.4顶进施工

在管道顶进的全部过程中，应控制顶管掘进机前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。在开始顶进前应对全部设备进行检查并经过试运转后方可进行顶进施工。先打开顶管机操作台上总电源开关，依次合上各分系统的电源开关，开启注油泵，按照操作要求，将刀盘控制开关置于“自动”或“手动”位置，然后启动刀盘使其开始旋转工作。开启土压平衡控制系统，输入平衡压力值，检查各压力计的实测值，并予以调整。检查激光经纬仪和倾斜仪是否正常工作，确定纠偏方向;启动液压动力站，将纠偏千斤顶进行编组作业;主顶系统进入工作状态，将出土车置于螺旋输送机的出土口位置，进行出土外运。调节螺旋输送机的转速，使实测的土压值稳定在设定的平衡土压值。在顶进过程中，应密切注意顶进方向的偏差情况，随时调整千斤顶进行微量纠偏，以控制机头方向。

3.5注浆

为了更好填充管节与土体间的缝隙，防止地面沉降，每节管预留8个注浆孔。套管顶进就位后通过管节注浆孔注水泥浆液，以及路基注浆，填充管节与路基之间的缝隙。注浆液应具有良好的流动性和填充性，注入时不离析。注浆量要充足、密实，防止路基沉降。

3.6防护套管的防水

套管顶进到位后，管缝需涂防水胶做好防水，保证套管内无水渗入。

3.7基坑土方清運及回填

基坑两侧土方应及时清走，不得在桥下两侧各50m范围内堆载，避免引起桥墩基础附加沉降。根据管道设计，套管两侧需预留检查井，电缆安装就位后，两侧基坑原土回填至原地面，压实系数不小于0.93。对施工过程中破坏的既有路面、绿化及植被，应及时恢复完好。

4 沉降监测

为了保证施工中桥梁的安全，施工中全程每天按照铁路沉降观测精度要求对桥墩横向、纵向水平位移和竖向位移进行监测，并设固定基准点和工作基点，且基准点位于高速铁路影响区外。监测采用自动化实时监测方法，当实测值超过报警值时，应立即停止施工，并及时联系各相关方进行妥善处理，待分析清楚变形产生原因并明确必要处理措施后，经相关各方共同确认后方可继续施工。

5 结语

在施工过程中，通过控制平衡土压值及管节注浆等方法，并通过自动化实时监测技术，将数据信息汇总、分析后反馈给顶进施工，来调节最大顶力和注浆量，保证了上层土体沉降在合理范围内，确保了高速铁路桥基的安全、稳定。为输电线路下穿高速铁路施工提供了一种施工方法，为以后类似工程施工提供参考。

参考文献：

[1]马保松等.中国非开挖技术协会行业标准，顶管施工技术及验收规范.

[2]JGJ 120-2012 中华人民共和国行业标准，建筑基坑支护技术规程.

[3]TB 10182-2017 中华人民共和国行业标准，公路与市政工程下穿高速铁路技术规程.

[4]建筑施工手册（5版） [M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

（作者单位：中国电建集团河北工程有限公司）