220kV高压线下地铁车站施工技术及安全性控制分析

▍引 言‍‍‍‍‍‍

高压线下施工技术及安全性控制是确保工程施工顺利进行的关键工作，近年来，高压线施工安全事故时有发生，重视高压线下施工技术在地铁工程中的应用，对确保地铁施工整体安全性至关重要。在高压线下地铁实际施工中，采取的技术及安全控制措施有多种，均需通过技术及安全性分析并落实到施工现场。施工企业需在施工过程中不断优化控制措施，以满足施工安全性要求，从而提高项目团队管理水平并提高企业核心竞争力。

▍1 工程概况

本文以南通城市轨道交通2号线一期土建施工02标段为例，该标段为幸福镇站、幸福镇站－幸福车辆段明挖区间、幸福镇站－南通火车站盾构区间，一站两区间。幸福镇站站体外包尺寸全长422.7 m，主体标准段基坑深约16.61 m，基坑宽约19.7 m；该盾构井段的基坑深度约19.2 m，基坑宽度约23.8 m。车站主体围护采用800 mm厚的连接墙体，第一道支撑为混凝土支撑，第二道盾构段为混凝土支撑，第二道标准段钢支撑型号为800 mm，T=20 mm，其余部分采用钢支撑型号为609 mm，T=16 mm。

主体结构采用现浇钢筋混凝土箱形结构，并设置全包防水，附属结构共设5个出入口和2组风亭。本站基坑坑底位于③层粉砂夹粉土中，开挖深度以粉砂夹粉土、粉质黏土、粉砂为主，依次为①层填土、②层粉砂黏土、③层粉砂夹粉土、③层粉砂、③层粉砂夹粉土、③层粉砂，第一层承压水主要埋藏在以径流和越流补给为主、水头深2 m~5 m的一般赋存于④层以下的沙土和粉土层中。

220 kV高压线位于幸福镇站车站西北侧，处于该站1号出入口及2号出入口正上方。地铁车站的钻孔灌注桩、TRD施工、基坑土方开挖及支撑架设、车站主体结构施工均受高压线的影响。

▍2 高压线下施工安全距离的确定

根据本工程设计文件及现场实际情况，施工过程中钻孔桩钢筋笼吊装、钢支撑吊装、地下连续墙施工等起吊作业存在一定安全隐患，需采取措施保证施工安全。

在高压线下施工最重要的是保证高压线的安全和施工的安全，根据《中华人民共和国电业法》《电力设备保护条例》《电力设备保护条例实施细则》《架空输电线路运行规程》等有关规定，起重机与架空线路边线之间的最小安全距离，应按照《中华人民共和国电业法》《电力设备保护条例实施细则》实施。架空线路最小安全距离边线要求见表1。

根据表1数据查出220 kV高压线与水平和垂直的安全距离都是6 m。围护结构施工阶段，基坑开挖及支撑架设阶段，主体结构施工阶段是涉及高压线保护的主要施工阶段。

施工期间的高压线防护对策：在紧邻永久围挡的220 kV高压线南北两侧各6 m的便道上，设置13.5 m高限高电杆，确保与电力线路净空距离＞6 m。限高电线杆设置4根，埋于施工便道下1 m，保证13.5 m的离地高度，并浇筑500 mm×500 mm×300 mm混凝土基础（C20)。最后在电线杆顶端张拉绝缘绳横跨基坑。旁边设置“高压危险，注意安全”的警示牌，确保线下与电力线路的安全距离，如人员，施工设备，起重机械，工具等；按照图1作业步骤，在绝缘线上挂上醒目的彩旗后进行施工作业。

▍3 高压线下各施工阶段措施

3.1钻孔灌注桩施工

高压线保护范围内施工过程中，对于钻孔桩机、吊车、挖机等大型机械设备上均安装静电报警器。在高压线位置设置明显的警示标识，电线杆设置4根，埋于施工便道下＞1 m处，保证12 m的离地高度，其上方采用在绝缘线上悬挂醒目彩旗的方式。吊放柱基钢筋笼是分节制作安装的，在孔内分节下吊，搭接焊接于孔内。220 kV高压线影响区域钢筋笼长为28.65 m，钢筋笼底离地0.5 m，钢筋笼分4节制作，底笼为2.6 m，其他3节为9 m[2]。钢筋笼直接采用桩基上卷扬机吊放，以保证操作高度≤11 m，从而保证机械、人员的安全。钻机采用GPS-10桩机，钻机有效高度为9 m。钻杆与高压线垂直高度为7 m的GPS-10桩机，满足安全距离6 m的要求。电力公司、工程专职安全员在施工过程中需全程旁站监督指导。钢筋笼分节示意图见图2。

3.2 TRD施工

等厚度水泥土搅拌连续墙施工工艺：在开挖过程中，水泥土搅拌连续墙施工过程时，自行将切割箱打入，将分解过程从切割箱中抽出。水泥土搅拌连续墙施工方法：先掘，退掘，成壁搅拌，即在钻探到预定深度的锯链式切割箱后，先注入挖掘液（钻孔灌注桩里面的泥浆）先掘一段距离，使土层松动，再退掘到原地，然后注入固化液，将搅拌成墙体向前推进。

在水泥搅拌连续墙中心线放线后，按照TRD工法对施工场地进行钢板铺设等加固处理措施，以保证施工场地符合基础承载力对机械设备的要求，同时保证桩机的稳固。利用挖掘机沿围护墙中心线，宽1.2 m左右、深1.0 m左右的平行方向开挖工作沟槽。切割箱用指定的履带式起重机分节吊到埋设位置，用支架固定；TRD主机移动到预埋位与切割箱连接，主机再回到预先设定好的施工位置，自行将切割箱打入到开挖过程中。将挖掘液注入切割箱底部，先将土层切开一段距离后，再退挖到原处，使其与原位土体开始固化液强制混合搅拌，在地下形成一道连续的等厚度水泥土搅拌连续墙。

型钢插入作业需等厚度型钢水泥土搅拌墙施工到一定作业面后才能进行。H型钢起吊采用50 t履带式吊机，型钢必须保持垂直状态，沿定位卡将H型钢底部中心缓慢、垂直地插入水泥土搅动桩体中，对正桩位中心进行吊装。H型钢的内插垂直度≤1/300，必须控制H型钢的插入时间在搅拌墙施工3 h内。在设计标高插入H型钢时，将H型钢固定在8根吊筋上。为了满足下一道工序的施工需要，对溢出的水泥土进行处理并控制到一定的标高。吊筋和槽沟定位型钢，在水泥土搅拌桩硬化到一定程度后拆除。如H型钢插放达不到设计标高时，可采用辅助措施下沉，严禁采用插入法将型钢反复多次吊起，并将钩子向下松动。

TRD设备高度约为10.5 m，满足净空13.5 m的要求。吊车在吊放切割箱过程中必须有专职司索工指挥，严禁超过最小安全距离。放置切割箱的预备穴必须选择在距高压线安全距离以外的位置以方便起重机吊装。投入主要机械设备见表2。

3.3土方开挖及钢支撑架设

土方开挖选用符合净空13.5 m要求的合适设备，采用分层开挖的方式，尽量缩短基坑开挖卸载后的无支撑暴露时间，使坑周土体位移和沉降受到最大限度的限制，减少开挖过程中土体扰动的幅度。挖掘机作业、车装土作业，一律按规定的行驶路线，听从现场指挥，车辆按规定行驶。

本工程钢支撑架设采用吊车吊装，为更好地保护电力设施，在高压线下施工时，采用挖掘机架设，土方开挖与支撑架设同步衔接进行。钢支撑架设时采用汽车吊在地面进行支撑预拼装，然后将每段支撑吊至基坑内，再由挖掘机在基坑内进行安放架设支撑，地面吊车最大高度≤7 m，挖掘机最大伸展高度≤5 m，可满足最大安全高度要求。支撑架设方式见图3。

3.4主体结构施工

在车站施工过程中，主要影响高压线安全的施工活动是起重机起吊作业和混凝土泵车作业，应根据设计文件和现场实际情况进行施工。在车站施工开始前，应通过加装限高防护架等手段，对机械高度进行辅助限制，确保高压线安全。

限高防护架采用钢管立柱加钢丝绳搭设，为防止因高压线热胀冷缩引起高度变化，取垂直安全距离7 m，防护架搭设高度9 m，防护架最高点至最下端通信线路垂直距离7 m，根据现场实际情况，设置220 kV高压线距地面16 m，垂直安全距离6 m。符合6 m安全距离要求。主体结构施工过程中，车站施工中的所有机械设备与施工机具、施工区间均不得靠近高压线，混凝土泵送过程中，需控制泵车管的高度，确保最高点始终处于安全范围内并留有一定的安全系数。

主体结构施工过程中，材料运输选用臂长13 m的履带吊进行作业，工作高度为10 m，旋转半径为8 m，起吊重量约为15 t，以满足区域内施工要求。本工程采用QUY-50 t液压履带式起重机，其额定总载重量见表3。

为保证施工机械及人员的安全，高压线影响范围内混凝土浇筑采用地泵进行浇筑。

▍4 结 语

在车站施工过程中，围护结构施工工艺选择从地下连续墙改为钻孔灌注桩及TRD，克服了220 kV高压线下低净空的影响。通过限高架的设置、警示标线的设置、施工方式的改变、施工过程中的专人指挥监督等措施，使主体结构和围护结构在施工过程中所面临的安全隐患得以消除，为工程的进度控制、安全和质量管理工作提供了强有力的保障。