近水道横跨深基坑电缆桥架式原位支托保护技术研究

近水道横跨深基坑电缆桥架式原位支托保护技术研究

李慧明

广州市城市建设事务中心   广东   单位邮编：510045

摘要：现状地下管线保护施工技术是城市地下综合管廊建设的重要课题。本文以某地下综合管廊工程建设为例，有建设性的提出了桥架式钢桁架混凝土结构线缆保原位保护施工技术，阐述了其施工技术要点，施工流程及实施效果。工程实践表明，桥架式钢桁架混凝土结构线缆原位保护技术形成的独立结构体系具有良好的工程适应能力，提高了施工的安全性，能够保证基坑顺利施工，对类似的工程实际有参考意义。

关键词：综合管廊；施工；电缆管线；保护

0引言

地下综合管廊是一种利用城市地下空间建造的专用隧道，如电力、燃气、给排水和通信[1]。目前，在我国城市地下综合管廊的设计中，主要以矩形断面为主要形式。地下综合管廊具有价格低廉、利用效率高、维护难度小等优势，因此广泛应用于新建小区以及桥梁道路下方的空间[2]。这有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观，促进城市的集约高效和转型发展，同时也有利于提高城市的综合承载能力和城镇化发展的质量[3]。

随着经济的发展，城市基础设施建设的投入逐步扩大，城市地下综合管廊逐步成为城市建设的主要内容之一[4]。城市地下综合管廊建设的难点在于现有的城市地下各类管线错综复杂[5]，因此，现状地下管线保护施工技术研究成为城市地下工程中的重要课题[6]。在我国，学者和工程师主要从各类管线的特点和不同的地下结构施工方法等角度研究管线保护问题，介绍管线保护的施工技术[7][8][9]，例如，何茂周等[10]提出了型钢+钢筋混凝土结构包封原位支托保护技术，徐彦举等系统的论述了富水软土区高压电缆原位保护方案，苏无疾等[11]介绍了贝雷梁悬吊托换电缆沟原位保护技术等。本文结合现有管线原位保护技术研究，以广州市某地下综合管廊项目为背景，对近水道横跨深基坑的现状多孔电缆，提出桥架式钢桁架混凝土原位支托保护施工技术，进一步探索城市复杂环境下更加安全、高效的管线原位保护技术。

1研究背景

1.1工程项目概况

广州市某地下综合管廊项目位于广州市海珠区琶洲片区南部，拟建设综合管廊总长约7.12公里（其中包含过江衔接段约1.7公里）。现状10KV电缆由西向东，至磨碟沙与双塔路交叉口后横跨基坑，沿磨碟沙涌路由向西，至广东电网大厦处（ST0+520~ST0+540）向北穿行，与双塔路综合管廊交叉，正交横跨综合管廊明挖基坑。

2 关键施工技术

2.1电缆管线保护常见方案

（1）方案一：管线迁改方案

在确定电力管线与管廊基坑开挖的相对位置关系后，根据现场作业面情况，将现有电力管线迁改出综合管廊作业范围，待管线迁改工作全部完成后，再进行综合管廊施工。

（2）方案二：贝雷梁原位悬吊方案

对线缆两边2m范围进行人工剖挖，剥离线缆，在综合管廊基坑开挖区域打设钢板桩作预支护，将冠梁底下调至与线缆顶面齐平，基坑开挖至冠梁底面，以基坑冠梁和钢板桩为基础，将贝雷梁搭设于冠梁上，最后在贝雷梁上焊接型钢托梁和悬吊钢筋，将电力管线悬吊于贝雷梁下方。

2.2桥架式钢桁架混凝土原位支托保护方案

管线地处城市交通复杂区域，“先保护，后施工”的管线保护技术措施无法满足工程各项施工筋度的要求。因此，技术人员从解决工程实际问题出发，提出桥架式钢桁架混凝土结构的管线保护方案，如下图所示，在保证管线保护的同时进行基坑开挖作业。

图2-1桥架式钢桁架混凝土结构的管线保护示意图

桥架式钢桁架混凝土结构的管线保护方法是利用角钢焊接得到尺寸为13000*1300*1100mm的钢桁架结构，在钢桁架底部的四个角上焊接方形钢片，最后在钢桁架内部焊接四层电缆支架，并在每层的电缆支架上焊接有挡块，以形成可容纳HDPE管的卡槽，如图2-2、图2-3所示。在管廊两侧地基上浇筑混凝土基础，基础上预设四个锚筋孔，锚筋孔的位置按设计图纸由测量放样确定，并保证锚筋孔的孔位位置及垂直度，基础施工时预埋锚筋，如图2-4所示。在施工时，钢桁架结构与两侧混凝土基础通过锚筋连接，电缆管线用HDPE管握裹并置于钢桁架卡槽位置，对钢桁架结构立模、浇筑混凝土，形成桥架混凝土结构，如图2-5所示。

图2-2钢桁架结构现场拼接图               图2-3钢桁架结构HDPE管卡槽

图2-4 基础混凝土示意图图2-5桥架混凝土结构剖面图

注释：3——地基4——紧固螺母

11——钢桁架钢 16——方形钢片

21——基础 22——混凝土垫层23——锚筋

2.3方案比较分析

如下表所示为桥架式钢桁架混凝土原位支托保护方案与贝雷梁原位悬吊方案、管线迁改方案优缺点的汇总表示：

3桥架式钢桁架混凝土线缆保护施工技术

3.1施工流程

基坑钢板桩施打、钢支撑安装 钢板桩边注浆、防水  电缆桥架基础、支座浇筑 钢桁架安装、内部结构安装         包裹电缆、放置于桁架内         基坑开挖、监测，管廊主体施工

3.2主要技术要求

（1）管廊全线采用拉森钢板桩支护，横向支撑采用Φ609×12@5000的钢管，横撑端部辅以［25槽钢斜撑，八字形焊接于围檩及钢管横撑上。围檩采用2根45c/63c工字钢双拼组合而成。

（2）钢筋骨架焊接时，不同直径的钢筋中心线应在同一平面上，较小直径的钢筋在焊接时，下面宜垫以适当厚度的钢板。施焊顺序宜由中到边对称地向两端进行，先焊骨架的下部，后焊骨架的上部。

（3）拼装时，焊接顺序应考虑焊接变形的影响，焊接顺序按工艺试验确定，要求焊接变形及焊接残余应力最小。

4 实施效果

（1）工程中为避免混凝土硬化时产生的水化热影响线缆的使用寿命，利用HDPE管包裹电缆、再放置于桁架卡槽内。

图4-1HDPE管与桁架包裹图

（2）施工时，将钢桁架混凝土穿过钢板桩，架设于两侧基础上，钢板桩不受压。

5总结

城市交通复杂区域的作业空间有限，常规的线缆原位保护措施并不能很好的胜任实际工程的线缆保护工作。桥架式钢桁架混凝土线缆保护的方案在常规的保护方案基础上，将线缆置于桁架内的同时紧紧握裹住线缆，在作业面有限的区域和水道附近施工时，保证线缆不外露的同时不改变线缆路径，大大提高了安全性，有效的减小了因施工造成的影响。

将钢桁架混凝土支撑于现浇的基坑外混凝土基础上，形成简支梁结构，避免了钢板桩因承受压力荷载而可能产生的屈曲变形。形成的桥架式钢桁架混凝土结构受力体系独立于主体结构受力体系之外，提高了钢板桩支护的可靠性。

桥架式钢桁架混凝土线缆保护措施形成的独立的结构受力体系，可以更好的应对水道附近由于地基局部沉降产生的风险。

本工程实践说明，构建独立的结构受力体系线缆保护措施的思路相比于常规的原位线缆保护方法，在提高安全性、缩短工期等方面表现突出，希望可以为解决更多的工程实际问题提供参考。

参考文献

[1]沈张.城市地下综合管廊设计和建筑特点探究[J].中华建设,2022,(12):64-65.

[2]李雪洋.深基坑中电力管沟原位保护技术[J].工程建设与设计,2022,(12):186-188.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2022.06.259

[3]林国清.城市综合管廊BIM技术全过程应用管理与工程仿真方法研究[D].广东工业大学,2022.DOI:10.27029/d.cnki.ggdgu.2022.001192

[4]曾强.城市综合管廊可持续发展评价研究[D].华南理工大学,2022.DOI:10.27151/d.cnki.ghnlu.2022.003752

[5]徐彦举.富水软土区高压电缆长距离穿越地铁车站原位保护技术[J].工程技术研究,2021,6(08):44-46.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2021.08.018

[6]韩晓瀚.基于BIM的城市综合管廊工程应用研究与探索[D].青岛理工大学,2018.

[7]刘智博.高压电力管沟原位保护施工技术[J].建材与装饰,2019,(15):273-274.

[8]白华,韦诗圣.地铁车站高压电缆保护技术措施[J].中国高新科技,2019,(14):58-60.DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2019.14.21

[9]张文奇.110kV高压电缆管沟支托保护方案研究[J].广东土木与建筑,2017,24(03):70-72.DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2017.03.023

[10]何茂周.深基坑内电缆沟原位保护新技术[C]//《市政技术》2015年增刊（1）.深圳市市政工程总公司;,2015:5.

[11]苏无疾.某地铁车站高压电缆悬吊保护技术[J].山西建筑,2011,37(20):153-154.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2011.20.031