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地铁车站主体结构电力管廊悬吊保护施工

发布日期:2012-06-15 22:00

地铁车站主体结构电力管廊悬吊保护施工
 
摘  要:电力管廊采用悬吊保护施工技术,大大减少了工程建设的物资耗费,降低了工程建设成本,缩短了工程建设工期,确保了工程施工的顺利开展,创造显著的经济效益。
关键词:地铁;电力管廊;悬吊;保护;施工技术
 
1 工程概况
      北京市回龙观东大街2 m×2 m电力管廊沿东大街中心走向,东西横跨地铁8号线回龙观东大街车站(图1),回龙观东大街车站主体结构顶设计标高为35.403 m,横跨车站的电力管廊内底实测标高最低处为34.641 m(图2),电力管廊实际所在位置与车站主体结构设计顶板位置发生冲突,根据原设计车站主体结构基坑开挖施工前,需将该电力管廊改移出车站主体结构施工范围,但该电力管廊是确保北京市昌平区及其他京北部分地区生活及工业用电的主供电线路,内架设11万V高压线6道及10 k V伏高压线8道,电力管廊内线路断电改移别处走行难度极大,且改移经济代价巨大,改移施工工期较长,原设计电力管廊改移方案难以实现。为确保回龙观东大街站主体结构的顺利施工,缩短施工工期,降低工程建设成本,现采用对既有电力管廊破除,对管廊内高压电缆采用原地拔高悬吊保护施工技术,待车站主体结构施工完毕后再在原位置恢复电力管廊的方法施工。

2 电力管廊高压电缆原地拔高悬吊保护施工技术
2.1 贝雷架原地拔高悬吊电力管廊内高压电缆的施工方法
      在 车 站 主 体 基 坑两侧设置贝雷架基础。将电力管廊两侧车站基坑壁围护桩间距做适当调整,在电力管廊两侧围护桩后1.0 m位置,各加设1根深20 m,直径φ80 c m,中心间距1.6 m的支撑桩,将其破除桩头后与原围护桩顶部冠梁结合做成4.75 m(西侧)×2.6 m×0.7 m和5.15 m(东侧)×2.6 m×0.7 m的钢筋混凝土承台作为贝雷架架设的基础,如图3所示。

      电力管廊悬吊保护施工前,根据施工需要,将原东侧电力管廊四通井及西侧、东侧管廊进行改造,将井底抬高至36.2 m。四通井施工与电力管廊悬吊施工同期进行,确保电力管廊一次悬吊保护到位。
      贝雷架钢筋混凝土基础施工完毕后,破除电力管廊的顶板,安装贝雷架,并在贝雷架底部沿管廊走向每间隔1 m用螺栓锚固16B工钢,在16B工钢上用螺栓锚固3排L80×8角铁托架作为悬吊高压电缆的托 架。
      临时关闭电力管廊高压线路电源,用吊车将电力管廊电缆逐根吊移至贝雷架托架上并加固保护,吊移施工完毕后破除原有电力管廊混凝土侧壁,然后将悬吊后的高压电缆外包裹3 m m厚钢板,钢板外包裹绝缘防火材料防护。按此方法悬吊后的电缆底标高将比车站结构高0.8 m左右,满足车站主体结构的施工空间需求。
2.2 贝雷架及支撑桩安全受力验算
      (1)贝雷架受力荷载验算。每排电缆托架(I16B工字钢+L80×8角钢)重量为1 728.2 N;电力管廊内共14根电缆,每根电缆按20 kg/m计算,重量为2 800 N;悬吊高压电缆四周包裹3 mm厚钢板,每米重量为1 978.2 N;悬吊电力管廊长度为21.5 m,总重量为140 751.7 N;按1.5保险系数,悬吊电力管廊总重量约为210 kN;定制贝雷架每节长3 m,组装长度为24 m,选用单排单层加强型贝雷梁,组装后重量为260 kN,贝雷钢梁承重为20.6 kN/m;弯矩M=1 190.3 kN.m,参考《装配式桥梁手册》表5-1、5-6,M小于单排单层加强型桁架容许弯矩值1 687.5kN.m,故高压电缆悬吊保护施工安全可行。
      (2)支撑桩承载力验算。按最不利地质条件计算单桩竖向承载力,

      式(1)中,Quk为单桩竖向极限承载力标准值;u为桩身周长;qsik为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;qp k为桩极限端阻力标准值;li为桩穿越第i层土的厚度;a为桩端阻力修正系数;Ap为桩端面积。
      根据式(1)计算得知2根支撑桩在最不利地质条件下的竖向承载力为270 kPa。根据本工程地质计算,桩端土层承载力只要大于200 k P a即可满足使用要求。经核查原设计地质图纸,本工程支撑桩位于粉质粘土层,桩位承载力满足施工要求。
2.3 钢筋格栅喷射混凝土结构
      原电力管廊所在位置占据车站基坑壁,原设计1根围护桩位,因电力管廊高压电缆原地拔高悬吊保护施工需要,取消此部位设计围护桩,采用钢筋格栅喷射混凝土结构(钢格栅+桩间网+喷射混凝土)作为原设计围护桩取消后出现的无遮挡基坑壁空隙的安全防护(图4)。钢格栅与相邻基坑壁围护桩连接采用植筋的方式,植筋用胶黏剂采用A级改性环氧类或改性乙烯基酯类的胶黏剂,植筋锚固长度为40 cm, 植筋与格栅钢筋采用双面焊,焊接长度为钢筋直径d的5倍(5d)。钢格栅沿基坑竖向间距50 cm设置,之间用内外层双布间距50 c m的竖向钢筋连接,同时格栅里外各设φ8 m m,间距为150 m m×150 m m钢筋网,网片搭接长度不小于1个网孔。钢格栅间用C20速凝混凝土喷护填充,钢格栅围护处喷护的混凝土在基坑内侧与其他部分喷护的混凝土持平,以利于钢围檩的架设。钢格栅架设、速凝混凝土喷护与车站主体基坑土方开挖同时进行,以确保电力管廊及基坑安全。

3 施工过程中的技术保证措施
3.1 监控量测措施
      施工过程中由技术人员对电力管廊进行全面的监控量测,随时反馈监测信息。若发生贝雷架变形速率超限或监控量测数据突变,迅速报告主管领导,由项目总工程师组织相关技术人员进行分析,制定应对措施。
3.2 安全管理措施
      成立施工安全领导小组。施工前,对作业人员进行技术交底和安全教育,加强管理人员、技术人员及作业人员之间的沟通、交流,保证相互之间通信畅通。设专职安全管理人员进行24 h不间断安全监控,技术管理人员全过程技术指导,确保施工安全隐患消灭于始发状态。