摘要:高压线下施工,由于安全净空受限,同时受软弱地层等因素影响,施工难度较大。文章介绍了福州地铁4号线化工路站施工情况,设计了一种软弱地层地下连续墙防缩孔、塌孔的“三轴搅拌桩+旋喷桩”的综合槽壁加固方案,阐述了高压线低净空下冲桩机多孔成槽的快速施工工艺,解析了净高受限条件下长深钢筋笼的分节制作和吊装设计原理,总结了一套高压线下软弱地质地下连续墙施工工艺流程及质量安全控制关键点,为后续类似工程提供参考依据。
关键词:高压线;软弱地质;多孔成槽;槽壁加固
Underground continuous wall of weak foundation under high pressure line
Construction research and Practice
Luo Wenyi Zeng En Chen Yi Huang Shu Liu Gao
(China construction fifth bureau civil engineering co.,ltd;Fuzhou 350000,China)
Abstract:The construction under high pressure is difficult due to the limited safe clearance and the influence of weak strata.In Fuzhou are introduced in this paper the construction of the subway line 4 HuaGong road station,we design a weak formation underground continuous wall,shrinkage cavity,hole collapse "three-axis mixing pile + jet grouting pile in the composite slurry wall reinforcement scheme,this paper expounds the jetted piles under the high tension line low headroom machine rapid construction technology of porous into a trough,parsing the clear height under the condition of limited long deep section making and lifting design principle of reinforcing cage,summarized a set of high voltage line weak geological underground continuous wall construction process and quality safety control key points,provide a reference basis for subsequent similar projects.
Keywords:High voltage lines;Soft and weak geology;Porous grooving;Groove wall reinforcement
0 引言
随着国家经济高速发展,国民生活水平不断提高,对城市交通基础设施要求逐步提升。城市地下轨道交通既能缓解交通压力又可节省城市空间,但由于施工区域多在繁华、交通流量大或建筑群周边,环境复杂,影响施工,特别是高压线等重大危险源周围,施工难度大、危险性高。国内目前无详细及整套的技术文献报道,本文结合福州地铁4号线化工路站实际施工内容,介绍了一种高压线下软弱地质地下连续墙施工技术,为后续类似工程提供参考依据。
1 工程概况
化工路站为福州市轨道交通4号线第13个车站,位于晋安区前横北路与化工路十字交叉口北侧,设计总长度为205m,标准段宽为19.7m,基坑最深处为17.97m,采用明挖法施工,基坑选用800mm厚地下连续墙+内支撑的围护结构形式,墙深29.225m。
1.1 高压线与围护结构关系
榕南线110kv高压线靠近基坑西北角,净高13m,要求安全距离垂直方向5m,水平方向4m。具体情况如图所示:
图1 高压线与围护结构关系示意图
1.2 地质概况
由图2可知北端场地内高压线下地下连续墙施工范围自上而下主要地层为淤泥、粉质黏土及淤泥质土。
图2 化工路站地质分层图
1.3 水文概况
根据勘察报告,场地内地下水分为上层滞水、残积土及风化岩层中的孔隙-裂隙水和基岩裂隙水三种。车站范围内地下水初见水位埋深为1.30~4.30m,初见水位标高为2.07~6.16m;稳定水位埋深为1.40~5.10m,稳定水位标高为2.28~6.46m。
2 地下连续墙施工设计
2.1 软弱地层处理设计
对于高水位下软弱地层成槽,因地层较弱,泥浆护壁难以起作用,容易出现大面积塌孔缩孔等质量安全问题,因此在导墙施工前需对软弱地质进行加固处理,同时考虑受高压线净空影响,综合设计“高压旋喷桩+三轴搅拌桩”处理方案,在起到加固地层作用的同时,形成止水隔离帷幕。
图3 槽壁加固桩位布置图
三轴搅拌桩尺寸Φ650@450,采用P.O.42.5普硅硅酸盐水泥,水灰比0.8,并加入适量膨润土,掺量为水泥用量的5-8%,钻机钻进搅拌速度为0.5m/min,重复搅拌提升速度为0.8-1.0m/min,加固范围为地下连续墙顶至淤泥层下2m。地下连续墙外侧采用套接一孔法,水泥掺量15%;内侧三轴搅拌桩搭接200mm,水泥掺量12%。
高压旋喷桩尺寸Φ650@450,搭接200mm,加固深度与三轴搅拌桩一致,采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥,掺量350kg/m³,水灰比为1.0,压力20~40MPa。
2.2 高压线下成槽设计
为保证安全及施工效率,高压线下地下连续墙采用跳冲法,两台冲孔机从两端往中间施工。相邻主(副)孔间距1500mm,主孔与副孔间距750mm,先施工1、5号主孔,再施工2、4号主孔,最后施工3号主孔;随后按①④、②③顺序施工副孔,成孔采用反循环出渣及泥浆循环方式。最后采用方锤修孔,方锤靠近土体的两侧焊接两块钢板,利用其两侧90°刃口将槽壁残余岩土清理干净,方锤侧面焊接刷壁器,方锤每次前进距离不大于50cm,在修槽同时进行刷壁施工,节约施工时间。
图4 地下连续墙成槽原理示意图
2.3 高压线下钢筋笼设计
1、钢筋笼分节吊装长度设计:高压线距现地面仅为13m;《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)要求垂直净空安全距离5m;地下连续墙槽深29.225m;钢筋笼完全吊起时,起重垂直高度的最小值由以下几项相加:
H=h0+h1+h2+h3+h4≤h5
其中:
h0—折臂吊顶部到吊钩底部长度,取0.5m;
h1—吊钩底部到钢筋笼吊点钢丝绳长度,取0.4m;
h2—下部钢筋笼伸出槽段的距离,取0.5m;
h3—为钢筋笼长度;
h4—为起吊时钢筋笼距地面高度,取0.5m;
h5—最大吊起高度,取8m。
计算后得h3≤6.1m,故钢筋笼分节为6m+6m+6m+6m+4.725m。
2、吊车选型:计划采用50t吊机,臂长10.8m,回转半径7m,起重量20t,安全起重系数取0.8,载荷重量按允许起重量70%计算,则有20×0.8=16t>6t,20×0.7=14t>6t,8.22m>7.9m。故采用50t折臂吊能满足吊装要求。
3、钢筋笼制作与吊装
图5 钢筋笼成品及起吊图
①为确保钢筋笼制作过程中工字钢焊接质量,采用特制工字钢加工模架平台,
其中:
A—底部钢板平台
B—高度定位腹板
C—宽度限位翼板
D—长度标识钢筋
图6 工字钢加工模架平台
②制作过程中,将每段钢筋笼预先连接,确保整体对接无误。裹丝时,将一端扩大1个连接器长度,另一端扩大0.5个连接器长度,选用定制的加长直螺纹套筒,连接器长度10cm(φ28)。连接形式如图所示。
图7 钢筋接驳器连接示意图
加工时,通过直螺纹套筒将钢筋连接起来,验收后拆分钢筋笼,将连接器旋至螺纹长的一段,随后进行吊装:
A.将第一节吊至槽段上方,缓慢下放至导墙面,固定;
B.吊运第二节钢筋笼,钢筋笼在槽段上方就位准确后,旋出连接器,分级分批次拧紧套筒,由两端向中心成对连接,先将套筒连接上,起到一定的限位作用,再用管钳拧紧到位。半丝处的外漏螺纹不宜超过2p。安装完成后用扭力扳手校核扭矩,φ28主筋扭矩值应等于320N·m,完成连接;
C.同时清理导管通道,检查导向筋,焊接工字钢;
D.补焊水平筋及连接处保护层垫块,将链接好的两节钢筋笼下放;
E.依次吊放第3、4、5节钢筋笼;
F.下放锁口管及导管。
图8 钢筋笼分节吊放及对接
2.4 施工工艺流程设计
根据现场地质情况及相关施工要点,高压线下软弱地质地下连续墙施工工艺流程设计如图9。
图9 施工工艺流程图
3 质量安全防护措施
3.1 质量措施
1.钢筋笼质量控制
①从原材料进场开始,严查检验报告及材质证明文件,按批送检,确保原材满足规范要求;
②钢筋笼胎模架除尺寸需满足要求外,现场用水准仪进行标高控制,确保水平;
③焊接要求,避免烧伤钢筋的同时还需区分全数点焊及梅花点焊区域;
④工字钢检查下料尺寸,拼接时注意检查接缝平整度、顺直度和焊缝质量;
⑤X形剪力筋相交处需断开,采用同规格钢筋搭接焊;
⑥测斜管与声测管的安装布设,以及笼子下放完成后,灌水检查完整性和可用深度;
⑦检查每幅钢筋笼对应的钢板尺寸和锚固钢筋长度,安装时按照设计图纸确定预埋位置;
2.钢筋连接质量控制
①钢筋下料时重点注意直螺纹钢筋接头需错开50%且错开接头安装时应保持在同一截面;
②直螺纹钢筋车丝完后端头需采用砂轮机打磨平整,并进行防锈保护覆盖,连接安装前检查套筒长度与车丝长度,连接后检测扭力值、外露丝扣等指标;
3.成槽质量控制
①成槽后,检查槽深、槽宽、槽壁垂直度,下测绳,进行槽深测量,同时采用超声波对槽壁是否塌孔进行检验。槽壁完整无塌孔超声波检测成像如图10;
图10 超声波成像图
②成槽接头刷壁开始之前,检查刷壁器,毛刷整齐无掉毛;刷壁时控制好深度和次数;刷至壁上和毛刷不带泥土为合格,刷壁完成后采用成槽机进行清底;
3.2 安全措施
施工区域靠近110kv高压电线,且涉及到大型吊装机械,施工时应注意一下几点:
1.钢筋加工过程中注意用电,一机一闸,持证上岗,机械保护罩安装到位,各用电设备保险丝确保灵敏有效,电箱接地符合规范要求
2.吊装过程中,专人指挥;每日检查钢丝绳,吊钩等吊装机具情况,发现损坏及时更换;
3.施工过程中,安排专人注意设备与高压线距离,保护高压线的同时确保安全施工;
4.夜间施工照明布置必须满足施工要求;
5.特种作业人员必须按照国家有关规定经过专门的安全作业培训,并取得特种作业操作资格证书后,方可上岗作业。
4 信息化应用
地下连续墙施工前,项目利用BIM技术进行建模。将多种吊装方案进行了模拟对比,为机械的选型及吊装方案的确定提供了决策依据。并且配合项目的VR体验馆,利用模型对项目管理人员及劳务班组进行了技术交底以及安全交底,让参工人员提前熟悉施工过程,避免不必要的差错,从而提高施工效率,确保施工安全。
图11 VR体验馆
5 结束语
通过对福州市地铁4号线化工路站高压线下软弱地质地下连续墙施工技术研究和实践,证明:
①高水位软弱淤泥层采用旋喷桩及三轴搅拌桩进行加固处理,能够有效防止淤泥层在成槽时易塌孔、缩孔等问题,并加快成槽时间;
②高压线下采用多孔冲槽工艺在净空不足的情况下能有效提高成槽速率确保成槽质量
③高压线下采用“正反丝直螺纹及套筒连接,分节吊装,整体拼装”工艺可解决高压线下净空不足的问题。
在实际施工过程中,有效的解决高压线位置较近,施工净空不足导致施工困难这一问题,同时确保了施工进度、施工质量及施工安全,有着较好的经济效益,对类似的条件施工有着借鉴作用。
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论文作者:罗文艺,曾恩,陈燚,黄蜀,刘高
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
标签:高压线论文; 钢筋论文; 地下论文; 软弱论文; 长度论文; 地质论文; 地层论文; 《基层建设》2019年第1期论文;