在有限高度下地下连续墙施工工艺应用与安全防护研究论文_王志宇

摘要：随着全国轨道交通的大力兴建，建设规模日益扩大，越来越多的地铁车站规划环境越来越复杂，高压架空线、高架桥、机场附近等。地下连续墙因其整体性强、刚度大、耐久性和防渗性好等优势成为深基坑围护结构的首选。

在城市高度密集十分复杂的施工环境中，地连墙施工作业不得不面对一个共同的问题——限高作业环境。当遇到限高作业环境时，地铁车站的围护结构施工中的大型机械设备的使用将受到严重的制约，尤其是地下连续墙施工。本文依托杭州地铁7号线2工区项目耕文路站，探讨在有限高度下地下连续墙施工工艺应用与安全防护问题。

关键词：有限高度；地下连续墙；折臂式起重机；卧式成槽机；安全防护

一、项目概况

杭州地铁7号线二工区全长4111.27m，包含3站2区间（含一座风井）。其中耕文路站530m，位于建设四路(道路红线宽42m，现状为双向6车道+2个非机动车道)和耕文路交口处，沿建设四路东西向敷设。

耕文路站东段基坑（约7m宽度范围）区域有一南北走向的架空高压电缆线，施工场地范围东西走向沿高压电缆下方通过，110KV高压线距地面净空约为15m（高压线最低点至地面），高压线下车站主体连续墙深度为40m，基坑开挖深度约17.1m。

因耕文路站车站主体与110KV架空线位置关系，受高压线低净空影响（高压线至地面净空为15m），耕文路站主体共有8幅（单侧4幅）地下连续墙需要在有限高度下施工。

二、有限高度下地下连续墙施工困难解析

（一）有限高度不能满足成槽施工

杭州地铁7号线2工区项目部耕文路站位于耕文路上，车站上方有一条110KV高压线，净空高度约14.8m，有效作业空间9.8m（5m保护距离），场地不具备常规成槽机成槽施工条件。

（二）钢筋笼吊装受限

车站地连墙钢筋笼长度40.4m，空间受限，常规的起重设备不能够进入高压线下，无法进行整体吊装下放。

三、有限高度下地下连续墙施工设备及安全防护

非常规特种设备应用，优化施工工艺使得有限高度下地连墙施工得以正常开展，利用常规限位防护架及越界侦测报警网络体系使得的施工安全得以保障。

（一）SQ3200ZB6型折臂式起重机为水平起吊设备

SQ3200ZB6型折臂式起重机水平额定起重质量为80t（工作半径3.9m），最大工作半径15.44m。水平工作半径4.94m时，起重质量为70t，提升高度为7.1m，起吊重量可达70t（根据吊装规范单机载荷不得超过额定起重量的80%，则此时的最大起重量70t应乘以折扣系数0.8=56t﹥33.871t）可满足110KV架空线有限高度下钢筋笼安全起重吊装要求。

图1 折臂式起重机有限空间作业示意图

（二）金泰SGL40卧式成槽机

金泰SGL40卧式成槽机工作高度 6.5米，满足空间限制下施工。

图2 卧式成槽机施工

（三）越界侦测报警体系

引进海康“越界侦测”系统，在西南角及东北角各设置1台摄像头及警报喇叭，当摄像头监测到有物体越过设定高度（9.8m）后，自动报警，工作原理如下：

该系统采用海康威视DS-2CD3T86FWDV2-I3S800万高清网络摄像头作为限高信息采集端，利用该款摄像头的smart功能接警号进行报警。在摄像头画面中设置入侵物体的最大截面和最小截面（绿线），然后设置入侵保护区域（黄线）。当有物体侵入保护区域后激发报警，由警号响铃报警。越界侦测功能可以侦测视频中是否有物体跨越设置的警戒面，根据判断结果联动报警。

（四）安全防护限位架系统

限位装置采用9.8m高防护杆搭设而成，防护杆高9.8m，间距6m。在架空线电杆上以电缆线最低点以下5m位置设置一道限高作业“安全生命线”，采用10mm钢丝绳，下挂小彩条，防护杆上张贴反光贴。

图3 安全防护限位架

四、工艺流程及操作要点

（一）高压线下净空测量

对现场架空线净空进行测量，为方案制定、机械设备调查、安全防护措施安装做准备。

（二）施工工艺制定

制定采用异形设备进行成槽、吊装，钢筋分节制作、吊装、组合的方案。

（三）市场调查

根据现场实际净空调查成槽机、吊装设备、安全防护系统。

（四）设备进场、防护装置测试

确定设备型号采用SQ3200ZB6型折臂式起重机为水平起吊设备、金泰SGL40卧式成槽机及越界侦测报警体系。现场测试方案可行。

（五）钢筋笼分节制作

110KV架空线有限高度下钢筋笼总长40.4m，共分为7节进行吊装，每节钢筋笼分段长度约为5.8m。根据地连墙分节方案，对地连墙主筋进行准确下料，必须在钢筋加工平台上整体制作成型、分节拆分，为了防止钢筋笼在起吊和拼装过程中产生不可复原的变形，各种形状钢筋笼均设置纵、横向桁架和剪刀撑。沿钢筋笼纵向通长设置4榀纵向桁架,纵向桁架由C25“W”型钢筋构成。横向桁架间距除设置在吊点位置外，其余横向桁架间距为4m，横向桁架由C22“W” 型钢筋构成。

图4 桁架布置示意图

图5 剪刀撑布置示意图

钢筋笼接头附近500mm处分布筋空置，在分节吊装拼接完成后补焊分布筋。钢筋笼制作成型后分拆备用，并从上到下对每一节段进行编号。

（六）成槽施工

卧式成槽机与常规成槽机施工工艺基本相同（基本工艺不再描述），由于高度受限，成槽机不能直接将渣土装车，需配备一台铲车进行作业。

（七）钢筋笼吊装

耕文路站110KV架空线下连续墙钢筋笼长度为40.4m，由于110KV架空线距离地面高度为14.8m，连续墙钢筋笼吊装拟分7节进行吊装，拼接入槽。单节钢筋笼纵、横向吊点如图6所示。

　

图6单节钢筋笼纵、横向吊点平面图

采用50t履带吊，吊点如图7，吊装至110KV架空线保护范围外，通过与80t折臂式起重机进行吊点转换，如图8，由水平状态转为竖直状态，同时采用80t折臂式起重机将分节钢筋笼吊至110KV架空线下方，高压线下采用折臂式起重机在槽段上依次对接拼装。钢筋笼采用直螺纹机械连接。

图7 单节钢筋笼纵向吊点平面图（平吊） 图8 单节钢筋笼纵向吊点平面图（水平转竖直）

（八）混凝土浇筑

混凝土浇筑和常规地下连续墙的混凝土浇筑一样，但需要注意以下几点：1、混凝土浇筑过程中，要连续不能中断；2、混凝土的塌落度在18cm～20cm；3、浇筑的速度不能过快；4、导管埋深需要控制在2m～4m。

五、总结

随着城市的发展，全国轨道建设规模日益增大，城市中的轨道交通施工环境越来越复杂，特别是城市的中心区，高架桥、高空电缆、高层建筑等十分密集，在有线高度下围护结构施工的情况也会越来越多，通过有限高度下地下连续墙施工工艺应用与安全防护研究，使得有限高度下地连墙施工也可以安全的进行正常施工，甚至可以提前施工，解决了因管线迁改、房屋拆迁等问题带来的工期延误等一系列难题，大大缩短了工期，加快了施工进度，节约了管线迁改和房屋拆迁等巨额费用。

参考文献：

[1]从霭森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2001

[2]杜峰.近距离低净空下地连墙成槽技术研究和探讨[J].隧道建设，2015，35(2):160-166.

[3]杜稳产，王鹏，黄加勇.低净空下地下连续墙施工技术研究[J].山西建筑，2017，43(21):85-86.

论文作者:王志宇

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期

论文发表时间:2020/4/22

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