地铁施工10KV电力管线悬吊保护的效果分析
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摘要：随着城市的快速发展，交通拥堵日渐突出，甚至已成为各大城市迫在眉睫的重大难题，房地产开发与大量的市政基础设施建设占据了很大一部分地上空间，加之城市人口的不断增加，城市拥挤这一矛盾愈演愈烈，因此寻求地下空间的开发已是大势所趋，城市地下轨道工程近几年来突飞猛进，轨道工程开工建设不断上马。施工过程城市地下管网与城市轨道工程空间位置冲突越来越明显也越来越难于解决，特别是对于一些重要的城市管线，采用传统的临时迁移的方法已经很难实现。通过技术方案、经济效益和社会影响等方面的对比分析，证实采用原位悬吊保护方案可以较好的解决这一问题。
关键词：交通拥堵；地下空间；城市轨道；原位悬吊
中图分类号：C913文献标识码： A
宁波市轨道交通2号线一期×××车站，位于34省道上，南北向布置，车站附属主要布设在省道两侧非机动车道范围内，附属结构施工涉及到的市政管线较多，其中有一10kv高压电缆沿南北方向穿过该车站东侧附属，该电力管线是鄞州区工业用电与民用用电的主供电缆，社会影响范围广。原管线处理方案为临时迁改绕出附属结构，待附属结构施工完成后将管线复位还原，管线迁改割接长度约为400米。由于场地限制原因，管线迁改实施难度较大，发生费用较高，预计发生费用1400万。
1.管线现场查勘情况
结合产权单位提供的施工设计图纸，对管线情况进行了现场勘查。勘查过程中主要是沿管线路由开井查看，部分段路进行开挖，了解管线的实际埋深，原有的保护情况以及管线周边的障碍物等。通过现场勘查了解，该电力管线为1万伏高压电缆，共有8根，外面采用外包素混凝土箱涵进行保护，经过现场实际检测混凝土强度等级为C25，箱涵的尺寸为1100*800，箱涵顶面位于地面以下约0.5米的深度。施工范围内沿线共有6口电力检修井，其中与附属结构有冲突（位于结构范围内）的有2口，位于南端1号低风井中及位于北端头3#风道及4#通道基坑内。电力管线周边未发现其他障碍物等。
2.方案选定
根据管线现场查勘情况，管线埋深约为0.5m，即管线箱涵顶面位于地面以下0.5m，箱涵高度为0.8m，箱涵底位于地面以下约1.3m，附属结构顶板埋深约为3m，箱涵与附属结构顶板净距离为1.7m；另外附属结构基坑跨度最大为40m，最小跨度为16m。综合考虑电力管线箱涵与附属结构的空间位置关系，可以采取原位悬吊进行保护。
2.1悬吊结构
悬吊结构主要承受竖向荷载作用，根据管线结构特点，拟采用工字钢作为主要承重构件，圆钢作为主要受拉构件，通过对工字钢和圆钢的承载力的计算，管线悬吊采用钢架结构，两榀双拼I40a工字钢两端架在圈梁上横跨基坑上方作为悬吊主要的承重构件，φ32钢筋两端车丝作为吊杆，双拼工字钢上面等间距设置双拼16a号槽钢作为“扁担梁”挑起下面悬吊构件，沿混凝土箱涵方向在箱涵底部纵向设置1cm厚钢板进行托底防止破碎混凝土脱落，箱涵两侧设置侧向钢挡板，钢板厚度为1cm，与托底钢板形成对箱涵的半包裹形式，横向等间距设置双拼16a号槽钢与上面“扁担梁”及两侧吊杆形成“井”字架，上下通过螺栓连接形成一个环抱结构包住混凝土箱体结构，环抱结构间距为0.5m。
2.2问题处理
2.2.1结构范围内检修井处理
风井内的电力检修井，管线悬吊时临时进行废除处理，井内管线采用30mm厚钢板焊接钢箱进行保护，钢箱包裹两端砼箱涵60cm，与砼箱涵形成整体共同悬吊于钢桁架之下。
2.2.2管线下方无支护土方稳定处理
施工至管线位置时，取消管线下部的两根桩，跳过施工。将所有桩施工完成后即开始进行圈梁施工，施工圈梁时，在管线位置上方预埋600*600*20的钢板作为后期悬吊桁架主梁工字钢焊接用。由于箱涵下有将近2米的宽度范围没有围护结构，因此为了保证开挖过程中该部分土体稳定，管线两侧的围护桩施工时在基坑开挖侧桩体上每1m预埋20*400*600的钢板，桩间挂网喷混，内设钢筋网规格为φ8@150mm，混凝土强度等级为C25。详见右图。基坑开挖过程中桩间范围注双液浆充填。（双液浆配比按水泥水玻璃1:1的比例,注浆压力不超过0.5MPa。注浆量参考值每侧10方）。
2.2.3管线大跨度处理
悬吊跨度较大时中间设置格构柱支拖，格构柱设在悬吊桁架两侧面，用16号双拼槽钢焊接作为钢梁支撑于砼箱涵底部。
2.3施工监测
为了较好的了解管线悬吊期间的安全状况，在管线箱涵上沿管线走向方向布置监测点，监测点布置间距为3m，监测点从管线完全暴露后开始布设并采集初始值，按照每天一次的监测频率进行沉降变形观测，要求对监测结果及时反馈。根据管线箱涵的实际情况，当监测点单次变化超过5mm，累计沉降超过2cm，或者管线箱涵裂缝超过1.5cm时报警，并及时采取措施进行补强处理。
3.效果验证
3.1管线安全效果
图1管线沉降曲线
通过对管线悬吊期间的沉降进行观测，自管线悬吊开始近2个月的时间内管线沉降变形最大约为5mm，变形量相对较小，可认为管线比较稳定，悬吊结构安全可靠。
3.2工期效果
若采用管线临时迁改方案，迁出及迁回大约需要耗费6~7个月的施工工期，对结构施工工期影响较大；若采用原位悬吊保护方案，对管线的保护以及悬吊结构的拆除的施工工期最多2个月，相比较迁改方案可节约工期4~5个月。
3.3成本效果
表1 费用对比万元
迁改 原位悬吊 备注
费用 1400 300 节约1100
通过对比分析，采用原位悬吊保护方案发生费用约为300万，较临时迁改方案发生1400万元费用节省约1100万，能够取得较好的经济效益。
4.结论
随着城市轨道交通的规划与建设，地铁建设过程中涉及管线处理等问题越来越复杂，而且越来越多，采取合理的解决方案将会给地铁施工带来极大的方便。通过对宁波轨道交通2号线一期×××车站涉及的10kv电力管线采取原位悬吊方案与迁改方案的对比分析，无论是工期效果还是成本控制等方面原位悬吊保护方案都较临时迁改方案更为优越。因此，对位于城市内的轨道交通建设，特别是地下工程施工过程中，管线影响基坑施工时，只要管线与结构空间位置不冲突，选用合适的悬吊结构，辅以必要的临时支撑设施（如格构柱等），对管线采取原位悬吊保护措施安全可靠、经济合理。
参考文献：
[1]马晓辉. 地铁明挖车站的管线悬吊保护处理[J].山西建筑,2010年,23期.
[2]何宝玲. 横跨车站基坑管线悬吊保护施工技术的探讨[J]中国科技信息，2013年，07期.