超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法

超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》是中國水利水電第八工程局有限公司完成的建築類施工工法。完成人是魯志剛、楊金龐、鄧琳、李晴、晏育耒。該工法適用於齊安路站110千伏高壓線下31幅3米窄幅地連牆施工,也可以推廣套用於低高度下地連牆施工,如高架橋下、大型建構築物下方的有限高度內地連牆施工。

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》主要特點是:高壓線下9米低高度作業、採用特製窄跨異型龍門吊進行吊裝、分節對鋼筋籠進行吊裝接長;此地連牆工法成孔與鋼筋籠加工可同時進行,且可配置多台衝擊鑽進行成槽施工,工期上可以滿足進度需求。

2020年9月2日,《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》被湖南省住房和城鄉建設廳評定為湖南省2019年度工程建設省級工法。

基本介紹

  • 中文名:超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
  • 工法編號:HNJSGF131-2019
  • 完成單位:中國水利水電第八工程局有限公司
  • 完成人:魯志剛、楊金龐、鄧琳、李晴、晏育耒
  • 審批單位:湖南省住房和城鄉建設廳
  • 主要榮譽:湖南省2019年度工程建設省級工法
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

福州捷運5號線齊安路站位於福建省福州市倉山區盤嶼路、義序路與齊安路十字路口處,沿盤嶼路、義序路走向,車站長度206米,寬度19.7米,支護結構為800厚地連牆和4道支撐(1道砼支撐3道鋼支撐)。在車站小里程上方有兩趟110千伏高壓線斜向經過,不遷改,高壓線最低垂高14米,根據《施工現場臨時用電安全技術規範》(JGJ46-2005)要求,110千伏高壓線垂直保護距離為5米,水平保護距離為4米,高壓線下安全作業高度僅為9米,影響齊安路站17幅地連牆施工。另為確保高壓線下吊裝及施工作業安全,在此高壓線下布置有淨高9米輕鋼結構安全防護棚。受此安全高度影響,有17幅地連牆無法按常規工藝施工。後根據工點院設計圖紙,與工點院鐵五院和福州捷運集團溝通,此17幅6米幅寬地連牆改為31幅3米寬小幅地連牆,減輕了單幅地連牆的重量。經市場調研及內部論證:成槽採用衝擊鑽鑽機成孔,吊裝設備採用特製小型雙鉤16噸窄跨異型龍門吊分節下籠接長、一次灌注水下混凝土。中國水利水電第八工程局有限公司據此總結出《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》。

工法特點

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的特點有:
1.此地連牆工法主要特點為高壓線下9米低高度作業、採用特製窄跨異型龍門吊進行吊裝、分節對鋼筋籠進行吊裝接長,為一整套有限淨空內地連牆施工工藝。主刪盼糠去要採用衝擊鑽/正循環鑽機成槽(主孔+副孔),首先31米鋼筋籠在加工平台上一次分多節加工成型,且預留機械連線接頭(分為6節,每節長度5~6米達影榆嚷,節段之間機械連線),然後拆解成節運輸至現場,最後在9米淨高範圍內8.7米高度特製窄跨異型龍門吊分節接籠吊裝入槽,一次導管法灌注水下混凝土。
2.此地連牆工法成孔與鋼筋籠加工可同時進行,且可配置多台衝擊鑽進行成槽施工,工期上可以滿足進度需求;鋼筋籠機械接頭為加長套筒,混凝土採用導管法一次灌注水下混凝土,可保證地下連續牆的整體性,質量上得到保證;在有限淨空內採用本工區自主研發特製窄跨異型龍門吊進行吊裝,可以保證最小淨空需求,保證鋼筋籠吊裝安全且技術新穎;由於高度限制,地連牆成槽無法採用常規的液壓抓鬥成槽機(設備高度12米)成槽,若採用德國寶峨MBC30臥式雙輪銑(設備高度6.35米)進行成槽施工,成本高昂(設備租金200萬每月),且由於道迎協高壓線下防護棚立柱影響,臥式雙輪銑體刪符積大(長度5.8米,寬度4.5米),無法開展作業,因此,採用衝擊鑽成槽是最為經濟適用、科學合理的設備,造價方面可最大限度的節省資金。

操作原理

適用範圍

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》適用於齊安路站110千伏高壓線下31幅3米窄幅地連牆施工,也可以推廣套用於低高度下地連牆腿連享施工,如高架橋下、大型建構築物下方的有限高度內地連牆施工,此工法可提高有限作業空間內地連牆施工工效,降低成本,確保地連牆施工質量櫻組拳,比低高度下採用排樁圍護結構的基坑更安全。

技術理論

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的工藝原理是:
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法,主要是地連牆成槽工藝、鋼筋籠加工工藝、鋼筋籠吊裝入槽工藝不同於普通的地連牆施工工藝,由於110千伏高壓線下安全距離的諒堡燥限制,此31幅地連牆的吊裝作業高度僅有9米,無法採用常規的1台主履帶吊、1台副吊雙機抬吊、空中回直翻身、整體入槽的施工工藝,且由於淨空的限制,地連牆成槽無法採用液壓抓鬥成槽機成槽,只能採用衝擊鑽或者正循環鑽機成槽、泥漿護壁。
1.超高壓線下有限淨空內地連牆成槽施工工藝原理
由於齊安路站110千伏高壓線下安全淨空高度僅為9米,成槽採用衝擊鑽,衝擊鑽設備高度6~8米,寬度2米,長度6米,占地小,可一次投入數台設備同時進行成孔作業,Ф800圓錘衝擊主孔,1000×800方錘修副孔,工藝如圖1示意。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖1 3米幅寬地連牆孔施工順序圖
2.超高壓線下有限淨空內地連牆鋼筋籠加工施工工藝原理
由於110千伏高壓線下有限作業高度僅為9米,此位置地連牆深度31米,加上地連牆錨固入冠梁的鋼筋0.9米長度,則鋼筋籠長度為31.9米,31.9米長度鋼筋籠無法一次吊裝入槽,只能採用整體按節段一次加工、各節段之間套筒連線、加工完成後分節拆分、分節運輸、分節吊裝入槽並接長工藝。
按照110千伏高壓線下作業淨高9米要求,考慮龍門吊設備自身高度、小鉤和扁擔及鋼絲繩長度,鋼筋籠一次分節長度不宜超過6米,考慮機械連線接頭率不能超過50%的規範要求,且相鄰機械連線接頭之間錯開距離35d,如下圖示意。
鋼筋籠加工時,必須每一幅地連牆繪製單獨的鋼筋下料圖和拼裝圖,按圖紙進行鋼筋下料和主筋的車絲,計畫分為6節製作,每節長度不超過6米,縱向桁架筋也分為6節,在每節和相鄰節段的套筒接駁位置,上下各1米範圍的水平分布筋暫時不安裝,在入槽的時候安裝此位置的分布筋。
要充分考慮鋼筋籠接長時的工況,上部絲頭車全絲、下部絲頭車半絲,套筒擰在上部絲頭上,在接籠的時候,主筋對準、抵緊,然後將套筒往下擰,擰至下部絲頭底部,確保連線良好,見下圖。鋼筋籠對接時,主筋端頭必須磨平、無毛刺,連線時必須抵緊,確保鋼筋在套筒內有足夠旋入長度(套筒的一半長度),地連牆鋼筋籠主筋接長示意圖見圖2。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖2 地連牆鋼筋籠主筋接長示意圖
鋼筋籠採用在加工平台上一次連線、加工成型,連成整體,並在對應套筒做好油漆標記,安裝好聲測管、測斜管、注漿管、鋼支撐預埋鋼板等預留預埋件。接縫工字鋼也加工成5~6米一節,下籠的時候再焊接連線,3米幅寬地連牆鋼筋籠分節加工示意圖見圖3,拆分及運輸示意圖見圖4。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖3 3米幅寬地連牆鋼筋籠分節加工示意圖
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖4 3米幅寬地連牆鋼筋籠拆分及運輸示意圖
3.鋼筋籠分節吊裝入槽工藝
由於110千伏高壓線下有限作業高度僅為9米,鋼筋籠採用分節吊裝入槽工藝。由於在9米淨高內,無法採用履帶吊、汽車吊吊裝鋼筋籠入槽,經過多方考察、研究、方案比選探討,本工區項目部自主研發了一台雙鉤小型窄跨異型龍門吊進行吊裝鋼筋籠入槽,此龍門吊總高度8.7米,跨度2.5米,軌道採用43#鋼軌,可縱向自主行走,單主梁,主梁下懸掛2個電葫蘆,電葫蘆每鉤容許吊重16噸,16噸雙鉤窄跨龍門吊側立面圖、實體圖見圖5及圖6所示。由於3米牆幅地連牆雙雌槽段重量為18~19噸,吊裝重量級安全係數滿足要求。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖5 16噸雙鉤窄跨龍門吊側立面圖
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖6 16噸雙鉤窄跨龍門吊側立面圖(實景)
吊裝時,將5~6米短鋼筋籠採用隨車吊運輸至入槽位置,放至地面並擺正,垂直於龍門吊方向,起吊位置對正龍門吊,採用採用龍門吊的雙鉤配合扁擔、鋼絲繩,完成短節鋼筋籠的起身、回直、提升、入槽,入槽後,採用鋼扁擔將鋼筋籠固定在導牆位置,待連線下一個節段。在第一節鋼筋籠入槽後,採用鋼扁擔將鋼筋籠固定在導牆上,繼續採用龍門吊進行第二節鋼筋籠的起吊、回直、對接。如此進行下一個循環,示意圖見圖7~圖9。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖7 鋼筋籠卸貨及擺位
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖8 第2~5節鋼筋籠入籠
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖9 鋼筋籠豎直入籠
4.地連牆混凝土灌注施工工藝
3米小牆幅地連牆灌注施工工藝同常規地連牆水下混凝土灌注施工工藝,由於牆幅較窄,可採用1個料斗、1根導管進行C40P8水下混凝土的灌注施工。

施工工藝

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的工藝流程及操作要點如下:
3米小牆幅地連牆施工工藝流程見圖10:
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖10 超高壓線下有限淨空內地連牆施工工藝流程圖
一、高壓線防護棚施工
(一)齊安路站高壓線防護棚採用鋼結構形式,由於高壓線高度限制(最低處距離地面僅為14米),無法採用大型吊車吊運,且棚體跨度大,為避免棚體變形,防護棚採取分節製作,分節吊裝。
(二)基礎與接地施工
防護棚設定棚體共設定17根立柱,每根立柱下設定1x1x1.2米C30混凝土基礎,基礎內預埋一塊0.7x0.7x0.02米鋼板與4根A20圓鋼;鋼板上穿孔,圓鋼上部螺紋,螺紋區0.1米。預埋基礎的同時,同步施工立柱接地,接地採用1根1.5米長圓鋼或6毫米厚扁鋼打入地底,接地圓鋼通過電線與立柱連線。
接地圓鋼施工完成後需測試其電阻。格構柱接地電阻不得大於5歐姆。
(三)立柱安裝
防護棚立柱採用63x4毫米角鋼與50x3毫米角鋼焊接而成,焊接時焊縫需飽滿。防護棚形成後淨高9米,採用手動葫蘆分節吊裝,立柱高11米,分2節進行吊裝與焊接。每節柱體上下部焊接一塊0.6x0.6x0.02米鋼板,鋼板穿眼並設定4塊加勁肋,立柱與基礎預埋鋼板、兩節立柱之間,都通過鋼板採用螺栓連線加焊接。立柱上部焊接一塊0.6x0.3x0.02鋼板作為後續掛手動葫蘆之用。立柱及棚體吊運安裝之前需進行刷漆處理,避免後期生鏽。
(四)棚體安裝
防護棚因位於高壓線下,因高度限制,無法採用大型汽車吊等設備,棚體擬在地面加工完成後整體吊裝至立柱上。防護棚上部採用桁架結構,桁架兩側採用A75x3毫米鋼管作為橫向連線。桁架設定25毫米鋼筋作為腹桿,上弦桿上設定冷彎內卷邊槽鋼(H=140毫米、b=50毫米、L=12米)檁條,卷邊槽鋼檁條上掛網,上部設定5x10厘米方木壓實,方木與檁條採用鋼絲綁紮連線。防護棚骨架滿塗防鏽漆。每節防護棚通過在四根立柱上掛1個手動葫蘆,通過手動葫蘆將棚體吊運至指定高度。吊運至設定位置後,在棚體下焊接三角支撐,並通過300x200x20毫米厚鋼板將桁架與立柱焊接。
防護棚棚體地面安裝時,方木需與檁條綁紮牢固,嚴禁漏綁,齊安路站高壓線防護棚棚體細部構造圖見圖11。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖11 齊安路站高壓線防護棚棚體細部構造圖
二、槽壁加固及導牆施工
110千伏高壓線範圍下的車站圍護結構地連牆內外兩側採用∅800@600三重高壓旋噴樁進行土體加固,旋噴樁加固採用P.O42.5普通矽酸鹽水泥,水泥摻量為25%,水灰比為1。
(一)設備的安裝、調試、就位等作業前的準備工作
1.首先將三管高壓旋噴注漿施工所需全套設備/輔助設備,按施工場地情況進行合理布臵、安裝。
2.然後分別檢查氣、漿兩大系統各種設備運轉是否正常,管路是否暢通(進行地面管路試噴),測試監控儀器是否齊備、完好。確信無誤後方可進入下一步工序。
3.各種設備檢查完畢後在地表進行聯合試機、試噴檢查,以確定各種設備能否正常進行工作。把各種壓力和流量調到噴射注漿施工的要求值進行試噴,不僅可以了解各種管路是否暢通、密封,而且可以了解漿嘴、風嘴的加工質量。在更換新漿嘴、風嘴時都應在地面進行試噴,調節好噴射效果後方可下入孔內使用。
(二)測量放線:施工前用全站儀測定旋噴樁施工的控制點,埋石標記,經過複測驗線合格後,用鋼尺和測線實地布設樁位,並用竹籤釘緊,一樁一簽,保證樁孔中心移位偏差小於50毫米。
(三)鑽孔就位:鑽機就位是噴射注漿的第一道工序,鑽機應安臵在設計的孔位上,使鑽頭對準孔位的中心。同時為保證鑽孔後達到設計要求的垂直度,鑽機就位後,必須作水平校正,使其鑽桿垂直對準鑽孔中心。為防止施工竄漿,採用間隔跳打施工。
(四)鑽孔在鑽進過程中,應精心操作,精神集中,合理掌握鑽進參數,合理掌握鑽進速度,防止埋鑽、卡鑽等各種孔內事故。保證鑽桿的垂直度,發現傾斜及時糾正,以確保鑽孔傾斜度在設計允許的範圍內;鑽速要打慢檔,並採用導正裝臵防止孔斜。
(五)下注漿管時應對噴頭加以保護,防止風嘴、漿嘴堵塞。當遇有噴管下不到位或下不去現象時,應視不同的情況採取不同方法處理,只要不是發生較嚴重的塌孔事故,噴管都不難下到位。一般可採用以下方法:
1.壓注漿泵送水泥漿邊擺動噴管邊下管;
2.同時送風、送漿邊擺動邊下管;關鍵在於掌握介質的壓力及流量,一般都不宜過大。如果都不成功,則只有用鑽機下鑽桿處理,必須確保噴桿下至預計深度,方可正式噴射注漿。
(六)製漿採用標號P.042.5級普通矽酸鹽水泥,控制進漿比重1.5~1.55,按設計水灰比0.8~1.2,使用攪拌機拌制水泥漿液。
(七)噴射注漿作業:將注漿管下到預定位臵後,依次送漿、送風,在孔底定噴數秒,調整泵壓、風壓至設計值並孔口返漿正常後開始邊旋轉邊提升。旋噴過程中經常測試水泥漿液進漿比重,當其達不到設計要求時,立即暫停噴桿提升並調整水灰比/比重,然後迅速恢復噴漿作業。施工過程中,按要求隨時檢驗並記錄提升速度、噴漿壓力與流量、氣壓與氣量、進漿和回漿比重等;每孔需作製漿與耗漿(水泥量)統計和記錄。
(八)回灌漿液高壓噴灌結束後,在孔內水泥漿液固結過程中因體積收縮,同時孔內漿液仍向孔壁四周範圍有一定滲漏,孔內漿液將出現一段時間的沉面下降,應不間斷地將漿液回灌到已噴孔內,並保持壓漿作用,直至孔內漿液面不再下沉為止。
三、龍門吊軌道安裝
軌道梁採用400x400毫米鋼筋混凝土梁,軌道安裝應注意以下幾點:
1.軌道應可靠固定,螺栓不得鬆動,壓板不得變形,軌面不得有裂紋、疤痕和影響安全運行等缺陷;
2.兩軌道軌距誤差不大於10毫米;
3.軌道頂面的縱向傾斜度不大於3/1000,且全行程內高低差不大於10毫米;同一截面內兩平行軌道的標高相對差不大於10毫米;
4.軌道接頭採用對接布置;
5.軌道接頭處高低差、錯牙不大於1毫米。
四、龍門吊安裝及報監
(一)安裝地梁台車
為保證龍門吊兩側大車位置一致,無偏差。請專業測量隊用測量儀,對兩側軌道進行測量確定地梁兩端的靠外台車行走輪與軌道的相切的切點,保證兩邊軌道上的龍門吊行走機構能夠準確落位。
將龍門吊地梁台車用180噸履帶吊吊吊裝至軌道上方水平面20~30厘米上的劃線位置,略微調整使車輪準確落位到該劃線的切點處。在地梁的水平面上放上水平儀看有無左右偏差,調整至標準允許的誤差範圍之內,使用50鋼管焊接支撐定位,形成穩定的三角形結構對其進行固定,以防其作業時左右搖晃,且用夾軌器夾緊軌道,用木楔將兩邊靠內的行走輪對應楔緊。
(二)支腿安裝
1.搭設作業平台
支腿在吊裝前應首先在支腿的上方搭設由4根鋼管和4塊踏板組成的作業平台,因為在支腿安裝之後完成後,還要在此平台將支腿與主梁準確對位以及連線兩者之間的螺栓,且主梁安裝完成後,此平台還用來焊接支腿與主梁的法蘭,並在吊裝前將纜風繩系在支腿上方的吊耳上。
2.地錨設定
地錨採用300×200×10毫米的鋼板製成,鋼板上打四個孔,孔徑22毫米,以方便打入M20×200毫米的膨脹螺絲於水泥地面中,鋼板上垂直焊接一塊160×100×15毫米的鋼板,鋼板中間再割一個50毫米的孔作為手拉葫蘆吊鼻掛纜風繩連線使用,兩邊的地錨位置與支腿中心軸線三點共線且平行主梁設定。
3.支腿吊裝
龍門吊支腿分布在安裝位置附近,180噸履帶吊吊分別將支腿緩慢旋轉吊裝至大車行走機構上方水平面20~30厘米上的支腿安裝位置,略微調整使支腿螺栓孔準確落位到安裝位置,然後安裝螺栓並緊固。安裝完成後將纜風繩的另一頭用手拉葫蘆連線地錨吊鼻處並調整鬆緊,來穩固支腿和確保主梁吊裝時的安全可靠,最後用全站儀調整支腿的垂直度。四個支腿為同樣的方法安裝。纜風繩、地錨穩固支腿示意圖見圖12。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖12 纜風繩、地錨穩固支腿示意圖
(三)安裝主梁
主梁總重4噸,按照施工方法,用履帶吊配合汽車吊抬吊主梁。主梁吊裝前應在主梁稜角處墊好鋼護瓦,在主樑上捆好安全繩,以便起吊過程中控制方向。主梁起吊前應對吊車進一步詳細檢查,檢查安全裝置是否齊全,動作是否靈敏可靠,認真覆核臂桿的長度、工作半徑、吊車的停放位置是否符合要求,確認無誤後先將主梁提升離地100~200毫米平衡靜懸空中3~5分鐘,察看所有機具確認安全可靠後,方能慢速將主梁提升超過支腿上口50~100毫米高度,緩慢旋轉起重臂,調整吊裝位置及高度使主梁與支腿上面法蘭處準確對位,並立即用螺栓連線主梁和支腿。吊車必須由信號司索員專門指揮,其他作業人員作配合工作,在起吊後無論在任何高度,都必須使主梁處於平衡狀態。安裝完成後用儀器檢查測量整機安裝精度,如有不合格項目,在進行適當調整,直至符合相應標準。
(四)各安全裝置的完善和調整
龍門吊的安全裝置主要有起重量限制器、吊鉤高度限位器,走行限位,掃軌器以及端部車檔等,調整起重量限制器其綜合誤差±5%,顯示誤差≤5%,調整行走限位器,其極限位置離兩端防撞墩各2米,調整吊鉤高度限位,其動作位置距起重葫蘆底部約1米。
(五)電氣系統安裝
1.起重機安裝、架設完成後,就可以進行電氣設備的安裝、電線管子的敷設,配線和安全接地等工作。
2.安裝前,應詳細熟悉電氣原理圖、配線圖、電氣總圖和有關技術檔案,了解操縱原理和各元件的作用,以便準確安裝和迅速處理安裝過程中出現的問題。同時,由於運輸、存放可能使電氣設備受到損傷,因此在安裝電氣設備之前應進行一些必要的檢查。
3.安裝前首先進行清掃、檢查外觀和觀察活動部分動作是否靈活,如有損傷、鬆動或卡住等現象,應予以消除。
4.檢查電動機碳刷與滑環間的壓力,控制器、接觸器、繼電器觸頭間的壓力,是否符合各自的規定,加壓力過大或過小應予以調整。檢查操縱室、控制屏(箱)、電氣元件內部接線情況,如有鬆動或脫落等現象應予以消除。
5.按照電氣總圖或其他安裝用圖所示意的位置,安裝全部電氣設備和元件。
6.安裝在設備上的控制箱、電阻器等較重的設備應儘量使支架牢固地搭接在鋼結構上,安裝位置允許按圖示尺寸做適當的調整。電阻器應儘量靠近控制箱使連線導線最短。
7.電阻器疊裝時不超過4箱,掛裝時應不超過7箱,以免電阻過熱。電阻器應沿著平行主梁的方向放置(電阻元件應平行於起重機運行方向),以減少振動和利於通風。
8.滑線和集電器分別安裝後,將無負荷的起重葫蘆處於起重機中間位置,調整導電架,使集電器滑塊處於水平狀態,並使滑塊中心與滑線中心重合。在起重機試運轉中,不允許集電器有跳動現象。如有跳動,應檢查原因並予以消除。
9.起重機上帶電部分之間、帶電部分和金屬結構之間的距離應大於20毫米。起重機運行時,可能產生相對晃動的帶電部分與金屬結構之間的最小距離應大於40毫米,接線盒內接線端子之間的電氣間隙大於12毫米。
10.起重機所有帶電設備的外殼、電線管等均應可靠接地。小車軌道、操縱室等均應與主梁焊接接地。降壓變壓器低壓側的一端應接地。接地線可用截面不小於75平方毫米的扁鋼,10平方毫米的銅線,或30平方毫米的圓鋼。操縱室與起重機本體間的接地用4×40毫米以上的鍍鋅扁鋼,並且不少於2處。接地線套用電焊固定,或採用設備上的接地螺釘,固定處應清除銹漬,擦淨表面。不允許用捻結或錫焊等方法來連線接地。
11.在主滑線供電端(或起重機受電端)應配備熔斷器,它的可熔片額定電流應為起重機或供電滑線的最大計算電流(考慮最大一台電動機的啟動電流和部分電動機的額定電流之和)的0.63倍。
(六)龍門吊報監
龍門吊安裝完畢調試後,請當地特種設備檢測院人員到現場進行檢測,並出具特種設備合格報告,資料收集完畢後按規定上報監理審核,審核通過後,龍門吊才能進行使用。
五、衝擊鑽成孔
高壓線下地連牆採用衝擊鑽進行成孔,衝擊鑽採用跳孔施工,方錘修槽。具體方法見圖13。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖13 衝擊鑽成孔示意圖
六、鋼筋籠製作
1.高壓線下地連牆鋼筋籠長度為31.9米,31.9米長度鋼筋籠無法一次吊裝入槽,採用整體按節段一次加工、各節段之間套筒連線、加工完成後分節拆分、分節運輸、分節吊裝入槽並接長工藝。
2.鋼筋籠一次分節長度不宜超過6米,考慮機械連線接頭率不能超過50%的規範要求,且相鄰機械連線接頭之間錯開距離35d。
3.鋼筋籠加工時,必須每一幅地連牆繪製單獨的鋼筋下料圖和拼裝圖,按圖紙進行鋼筋下料和主筋的車絲,計畫分為6節製作,每節長度不超過6米,縱向桁架筋也分為6節,在每節和相鄰節段的套筒接駁位置,上下各1米範圍的水平分布筋暫時不安裝,在入槽的時候安裝此位置的分布筋。
4.要充分考慮鋼筋籠接長時的工況,上部絲頭車全絲、下部絲頭車半絲,套筒擰在上部絲頭上,在接籠的時候,主筋對準、抵緊,然後將套筒往下擰,擰至下部絲頭底部,確保連線良好,見下圖。鋼筋籠對接時,主筋端頭必須磨平、無毛刺,連線時必須抵緊,確保鋼筋在套筒內有足夠旋入長度(套筒的一半長度)。
5.鋼筋籠採用在加工平台上一次連線、加工成型,連成整體,並在對應套筒做好油漆標記,安裝好聲測管、測斜管、注漿管、鋼支撐預埋鋼板等預留預埋件。接縫工字鋼也加工成5~6米一節,下籠的時候再焊接連線。
七、筋籠吊裝
1.龍門吊就位
鋼筋籠吊裝前,將龍門吊吊運至防護棚外的導牆上,在龍門吊下鋪設鋼管,使用隨車吊牽引至設計位置。龍門吊就位後,將龍門吊支腿下方採用工字鋼墊實。
2.鋼筋籠吊運
地連牆鋼筋籠在鋼筋籠製作平台一次整體製作,主筋和縱向桁架筋分節製作,分節6.5米,採用套筒連線,整體製作通過建立驗收後,再分節解體成單節,單節約6.5米,重約3.5噸。採用隨車吊將分節籠體吊運至龍門吊一側。
3.鋼筋籠吊裝
將龍門吊上吊鉤連線鋼筋籠上部吊點,隨車吊連線鋼筋籠下部吊點,慢慢提升龍門吊吊鉤,直至將鋼筋籠調直。
4.鋼筋籠連線
單節鋼筋籠下至導牆處時,採用鋼扁擔將鋼筋籠固定,重新吊裝另一節籠體,兩節籠體採用機械套筒連線。
八、灌注水下混凝土
1.鋼筋籠安放後應在4小時內澆灌砼,澆灌前先檢查槽深,判斷有無坍孔,並計算所需砼方量。
2.砼澆灌採用龍門架或吊機配合砼導管完成,導管採用法蘭盤連線式導管,導管連線處用橡膠墊圈密封防水。導管在第一次使用前,在地面先作水密封試驗,試驗壓強不小於3千克/平方厘米。導管在砼澆注前先在地面上將每根導管拼裝成兩節,用吊機直接吊入槽中砼導管口,再將兩節導管連線起來,導管下口距槽底50厘米,導管埋入2~6米,導管上口接上方形漏斗,地連牆採用2個漏斗同時灌注,2個漏斗方量必須滿足導管封底的混凝土方量要求。
3.開始澆注時,先在導管內放置隔水球以便砼澆注時能將管內泥漿從管底排出。採用拔塞法灌注水下混凝土,砼罐車對準漏斗直接澆注砼,初灌時保證每根導管有6方砼的備用量。
4.砼澆注中要保持砼連續均勻下料,砼面上升速度控制在4~5米/小時,導管下口在混凝土內埋置深度控制在1.5~6.0米,在澆注過程中隨時觀察、測量砼面標高和導管的埋深,嚴防將導管口提出砼面。同時通過測量掌握砼面上升情況、澆築量和導管埋入深度,防止導管下口暴露在泥漿內,造成泥漿湧入導管。當混凝土澆築振搗到地下連續牆頂部附近時,導管內混凝土不易流出,一方面要降低澆築速度,另一方面可將導管的最小埋入深度減為1米左右,若混凝土還澆築振搗不下去,可將導管上下抽動,但上下抽動範圍不得超過30厘米,避免導管把拔脫,脫離混凝土面。
5.在澆築過程中,導管不能作橫向運動以防沉渣和泥漿混入混凝土中。同時不能使混凝土溢出料斗流入導溝。置換出的泥漿應及時處理,不得溢出地面。對採用兩根導管的地下連續牆,砼澆注應兩根導管輪流澆灌,確保砼面均勻上升,砼面高差小於50厘米。以防止因砼面高差過大而產生夾層現象。在澆築過程中隨時量測混凝土面的高程,砼澆注面應高出設計標高30~50厘米。
九、跳槽施工下一槽段
混凝土澆築完畢後,將衝擊鑽移位進行下一槽段施工。

材料設備

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的材料設備要求如下:
1.機械設備配置
《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》投入的材料和常規地連牆施工一樣,僅投入的套筒較多,套筒比常規的國標套筒稍長。投入設備見表1。
表1 有限淨空內地連牆施工機械與設備數量表
序號
設備名稱
規格型號
數量
備註
1
金屬帶鋸工具機
/
1台
/
2
鋼筋切斷機
/
2台
/
4
鋼筋彎曲機
GW50
2台
/
6
直螺紋滾絲機
/
4台
/
7
直流電焊機
AX-320×1型(14千瓦)
12台
/
8
挖掘機
PC200
2台
/
9
泥漿分離器
黑旋風泥漿分離器
1台
/
10
雙層振動篩
2DD-918型改造
1台
/
11
泥漿泵
3LM型(7.5千瓦)
2台
/
12
泥漿泵
4PL-250型(15千瓦)
3台
/
13
砼導管
Ф300,50米/套
2套
/
14
龍門架
/
2套
/
15
特製窄跨異型龍門吊
16噸+16噸雙鉤
2台
/
16
衝擊鑽
Ф800圓錘
5台
/
17
衝擊鑽
方錘
2台
/
18
全站儀
SET-250
1台
/
19
水準儀
DSZ2
2台
/
20
精密水準儀
DSZ2
1台
/
21
隨車吊
10噸
1台
/
2.材料配置
《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》材料配置以一幅0.8米厚,長32米,寬3米,雌雄地連牆為例,見表2。
表2 有限淨空內地連牆施工材料配置(1幅)
序號
材料名稱
型號
數量
備註
1
鋼筋
/
14.6噸
/
2
套筒
加長
94
/
3
工字鋼
8毫米厚
2.76噸
/
4
白鐵皮
0.25毫米
30.2平方米
/
5
注漿管
Φ48
62.3米
/

質量控制

施工企業採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工時,應採取的質量控制要求如下:
1.鋼筋籠製作時,必須根據下料圖和拼裝圖,嚴格按圖施工,防止長度錯誤導致各節段無法連線。
2.各節段連線的套筒,採購比國標套筒長20毫米左右的長套筒,擬連線的上部鋼筋籠的鋼筋車全絲,下部的鋼筋頭車半絲扣。節段連線時,上部的套筒旋入下部鋼筋頭,連線在一起。
3.縱向桁架筋需焊接連線,現場焊接,需確保焊接質量。
4.各節段接長位置上下各1米高度的分布筋暫緩安裝,待入槽時,主筋連線完畢後最後點焊連線,避免分布筋固定主筋後,主筋無無法調整對位套筒。
5.鋼筋籠必須在加工平台上,一次整體成型,並做好標記和檢查,確保連線無誤。

安全措施

施工企業採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.小型龍門吊吊裝鋼筋籠分節入槽時,需遵循“十不吊”原則,現場司索工信號工持證上崗,非操作工不得操作龍門吊。
2.已成槽的槽段,需做好臨邊和孔洞防護措施,防止人員墜落。
3.隨車吊和小型龍門吊抬吊鋼筋籠時,需司索工現場指揮,防止傾覆。

環保措施

施工企業採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工時,應採取的環保措施是:
套用該工法,由於地連牆全部採用衝擊鑽成孔,產生泥漿量巨大,雖然經過泥漿分離器分離出部分砂,剩下的泥漿可循環利用,但由於成槽的土方全部由泥漿攜帶出渣,仍產生大量泥漿,需要妥善處理。工區項目部擬採用一台泥漿固化裝置,經過高速離心分離出泥漿中的水分,泥漿結為泥餅,可進行外運,棄運至棄渣場。同時部分泥漿可循環利用至下一個槽段護壁施工。

效益分析

中國水利水電第八工程局有限公司採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工的效益有:
齊安路站110千伏高壓線下採用此種施工工藝,節省了租用租金昂貴的德國寶峨MBC30臥式雙輪銑,此雙輪銑月租金200萬,不含易損件,起租1個月,考慮實際施工工期2個月,節省資金約400萬。同時,在高壓線下施工,確保了施工過程的安全,不擾動高壓線路,不發生觸電、停電事故,低高度下地連牆施工工法費用見表3。
表3 低高度下地連牆施工工法費用一覽表
序號
項目
單價
數量
工期
總價
備註
1
16+16噸龍門吊
25萬
2
2
50萬
/
2
衝擊鑽
8000元/月
4
2
6.4萬
/
3
隨車吊
3萬/月
1
2
6萬
/
4
25噸汽車吊
1600元/台班
1
31
4.96萬
/
5
鋼筋工
1萬/人·月
10
2
20萬
/
6
混凝土工
1萬/人·月
2
2
4萬
/
7
普工
6000元/人·月
6
2
7.2萬
/
小計
/
/
/
/
98.56萬
/
註:施工費用以2018—2019年施工材料價格計算

套用實例

中國水利水電第八工程局有限公司採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的套用實例如下:
齊安路站110千伏高壓線下的31幅窄幅地連牆,在110千伏高壓線不遷改及高壓線下製作了輕鋼防護棚淨高9米的條件下,全部採用衝擊鑽成孔成槽、鋼筋籠一次分節製作、分節運輸吊裝、小型窄跨龍門吊入槽、最後一次性灌注水下混凝土的施工工藝,相比於租用租金昂貴的德國寶峨MBC30臥式雙輪銑,節約了大量資金,投入2台套窄跨龍門吊也保證了施工進度。同時,110千伏高壓線下採用地連牆施工工藝,保證了基坑開挖施工的過程安全。

榮譽表彰

2020年9月2日,湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2020〕136號檔案發布《關於公布2019年度省級工程建設工法的通知》,《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》被評定為湖南省2019年度工程建設省級工法。

操作原理

適用範圍

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》適用於齊安路站110千伏高壓線下31幅3米窄幅地連牆施工,也可以推廣套用於低高度下地連牆施工,如高架橋下、大型建構築物下方的有限高度內地連牆施工,此工法可提高有限作業空間內地連牆施工工效,降低成本,確保地連牆施工質量,比低高度下採用排樁圍護結構的基坑更安全。

技術理論

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的工藝原理是:
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法,主要是地連牆成槽工藝、鋼筋籠加工工藝、鋼筋籠吊裝入槽工藝不同於普通的地連牆施工工藝,由於110千伏高壓線下安全距離的限制,此31幅地連牆的吊裝作業高度僅有9米,無法採用常規的1台主履帶吊、1台副吊雙機抬吊、空中回直翻身、整體入槽的施工工藝,且由於淨空的限制,地連牆成槽無法採用液壓抓鬥成槽機成槽,只能採用衝擊鑽或者正循環鑽機成槽、泥漿護壁。
1.超高壓線下有限淨空內地連牆成槽施工工藝原理
由於齊安路站110千伏高壓線下安全淨空高度僅為9米,成槽採用衝擊鑽,衝擊鑽設備高度6~8米,寬度2米,長度6米,占地小,可一次投入數台設備同時進行成孔作業,Ф800圓錘衝擊主孔,1000×800方錘修副孔,工藝如圖1示意。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖1 3米幅寬地連牆孔施工順序圖
2.超高壓線下有限淨空內地連牆鋼筋籠加工施工工藝原理
由於110千伏高壓線下有限作業高度僅為9米,此位置地連牆深度31米,加上地連牆錨固入冠梁的鋼筋0.9米長度,則鋼筋籠長度為31.9米,31.9米長度鋼筋籠無法一次吊裝入槽,只能採用整體按節段一次加工、各節段之間套筒連線、加工完成後分節拆分、分節運輸、分節吊裝入槽並接長工藝。
按照110千伏高壓線下作業淨高9米要求,考慮龍門吊設備自身高度、小鉤和扁擔及鋼絲繩長度,鋼筋籠一次分節長度不宜超過6米,考慮機械連線接頭率不能超過50%的規範要求,且相鄰機械連線接頭之間錯開距離35d,如下圖示意。
鋼筋籠加工時,必須每一幅地連牆繪製單獨的鋼筋下料圖和拼裝圖,按圖紙進行鋼筋下料和主筋的車絲,計畫分為6節製作,每節長度不超過6米,縱向桁架筋也分為6節,在每節和相鄰節段的套筒接駁位置,上下各1米範圍的水平分布筋暫時不安裝,在入槽的時候安裝此位置的分布筋。
要充分考慮鋼筋籠接長時的工況,上部絲頭車全絲、下部絲頭車半絲,套筒擰在上部絲頭上,在接籠的時候,主筋對準、抵緊,然後將套筒往下擰,擰至下部絲頭底部,確保連線良好,見下圖。鋼筋籠對接時,主筋端頭必須磨平、無毛刺,連線時必須抵緊,確保鋼筋在套筒內有足夠旋入長度(套筒的一半長度),地連牆鋼筋籠主筋接長示意圖見圖2。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖2 地連牆鋼筋籠主筋接長示意圖
鋼筋籠採用在加工平台上一次連線、加工成型,連成整體,並在對應套筒做好油漆標記,安裝好聲測管、測斜管、注漿管、鋼支撐預埋鋼板等預留預埋件。接縫工字鋼也加工成5~6米一節,下籠的時候再焊接連線,3米幅寬地連牆鋼筋籠分節加工示意圖見圖3,拆分及運輸示意圖見圖4。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖3 3米幅寬地連牆鋼筋籠分節加工示意圖
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖4 3米幅寬地連牆鋼筋籠拆分及運輸示意圖
3.鋼筋籠分節吊裝入槽工藝
由於110千伏高壓線下有限作業高度僅為9米,鋼筋籠採用分節吊裝入槽工藝。由於在9米淨高內,無法採用履帶吊、汽車吊吊裝鋼筋籠入槽,經過多方考察、研究、方案比選探討,本工區項目部自主研發了一台雙鉤小型窄跨異型龍門吊進行吊裝鋼筋籠入槽,此龍門吊總高度8.7米,跨度2.5米,軌道採用43#鋼軌,可縱向自主行走,單主梁,主梁下懸掛2個電葫蘆,電葫蘆每鉤容許吊重16噸,16噸雙鉤窄跨龍門吊側立面圖、實體圖見圖5及圖6所示。由於3米牆幅地連牆雙雌槽段重量為18~19噸,吊裝重量級安全係數滿足要求。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖5 16噸雙鉤窄跨龍門吊側立面圖
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖6 16噸雙鉤窄跨龍門吊側立面圖(實景)
吊裝時,將5~6米短鋼筋籠採用隨車吊運輸至入槽位置,放至地面並擺正,垂直於龍門吊方向,起吊位置對正龍門吊,採用採用龍門吊的雙鉤配合扁擔、鋼絲繩,完成短節鋼筋籠的起身、回直、提升、入槽,入槽後,採用鋼扁擔將鋼筋籠固定在導牆位置,待連線下一個節段。在第一節鋼筋籠入槽後,採用鋼扁擔將鋼筋籠固定在導牆上,繼續採用龍門吊進行第二節鋼筋籠的起吊、回直、對接。如此進行下一個循環,示意圖見圖7~圖9。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖7 鋼筋籠卸貨及擺位
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖8 第2~5節鋼筋籠入籠
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖9 鋼筋籠豎直入籠
4.地連牆混凝土灌注施工工藝
3米小牆幅地連牆灌注施工工藝同常規地連牆水下混凝土灌注施工工藝,由於牆幅較窄,可採用1個料斗、1根導管進行C40P8水下混凝土的灌注施工。

施工工藝

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的工藝流程及操作要點如下:
3米小牆幅地連牆施工工藝流程見圖10:
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖10 超高壓線下有限淨空內地連牆施工工藝流程圖
一、高壓線防護棚施工
(一)齊安路站高壓線防護棚採用鋼結構形式,由於高壓線高度限制(最低處距離地面僅為14米),無法採用大型吊車吊運,且棚體跨度大,為避免棚體變形,防護棚採取分節製作,分節吊裝。
(二)基礎與接地施工
防護棚設定棚體共設定17根立柱,每根立柱下設定1x1x1.2米C30混凝土基礎,基礎內預埋一塊0.7x0.7x0.02米鋼板與4根A20圓鋼;鋼板上穿孔,圓鋼上部螺紋,螺紋區0.1米。預埋基礎的同時,同步施工立柱接地,接地採用1根1.5米長圓鋼或6毫米厚扁鋼打入地底,接地圓鋼通過電線與立柱連線。
接地圓鋼施工完成後需測試其電阻。格構柱接地電阻不得大於5歐姆。
(三)立柱安裝
防護棚立柱採用63x4毫米角鋼與50x3毫米角鋼焊接而成,焊接時焊縫需飽滿。防護棚形成後淨高9米,採用手動葫蘆分節吊裝,立柱高11米,分2節進行吊裝與焊接。每節柱體上下部焊接一塊0.6x0.6x0.02米鋼板,鋼板穿眼並設定4塊加勁肋,立柱與基礎預埋鋼板、兩節立柱之間,都通過鋼板採用螺栓連線加焊接。立柱上部焊接一塊0.6x0.3x0.02鋼板作為後續掛手動葫蘆之用。立柱及棚體吊運安裝之前需進行刷漆處理,避免後期生鏽。
(四)棚體安裝
防護棚因位於高壓線下,因高度限制,無法採用大型汽車吊等設備,棚體擬在地面加工完成後整體吊裝至立柱上。防護棚上部採用桁架結構,桁架兩側採用A75x3毫米鋼管作為橫向連線。桁架設定25毫米鋼筋作為腹桿,上弦桿上設定冷彎內卷邊槽鋼(H=140毫米、b=50毫米、L=12米)檁條,卷邊槽鋼檁條上掛網,上部設定5x10厘米方木壓實,方木與檁條採用鋼絲綁紮連線。防護棚骨架滿塗防鏽漆。每節防護棚通過在四根立柱上掛1個手動葫蘆,通過手動葫蘆將棚體吊運至指定高度。吊運至設定位置後,在棚體下焊接三角支撐,並通過300x200x20毫米厚鋼板將桁架與立柱焊接。
防護棚棚體地面安裝時,方木需與檁條綁紮牢固,嚴禁漏綁,齊安路站高壓線防護棚棚體細部構造圖見圖11。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖11 齊安路站高壓線防護棚棚體細部構造圖
二、槽壁加固及導牆施工
110千伏高壓線範圍下的車站圍護結構地連牆內外兩側採用∅800@600三重高壓旋噴樁進行土體加固,旋噴樁加固採用P.O42.5普通矽酸鹽水泥,水泥摻量為25%,水灰比為1。
(一)設備的安裝、調試、就位等作業前的準備工作
1.首先將三管高壓旋噴注漿施工所需全套設備/輔助設備,按施工場地情況進行合理布臵、安裝。
2.然後分別檢查氣、漿兩大系統各種設備運轉是否正常,管路是否暢通(進行地面管路試噴),測試監控儀器是否齊備、完好。確信無誤後方可進入下一步工序。
3.各種設備檢查完畢後在地表進行聯合試機、試噴檢查,以確定各種設備能否正常進行工作。把各種壓力和流量調到噴射注漿施工的要求值進行試噴,不僅可以了解各種管路是否暢通、密封,而且可以了解漿嘴、風嘴的加工質量。在更換新漿嘴、風嘴時都應在地面進行試噴,調節好噴射效果後方可下入孔內使用。
(二)測量放線:施工前用全站儀測定旋噴樁施工的控制點,埋石標記,經過複測驗線合格後,用鋼尺和測線實地布設樁位,並用竹籤釘緊,一樁一簽,保證樁孔中心移位偏差小於50毫米。
(三)鑽孔就位:鑽機就位是噴射注漿的第一道工序,鑽機應安臵在設計的孔位上,使鑽頭對準孔位的中心。同時為保證鑽孔後達到設計要求的垂直度,鑽機就位後,必須作水平校正,使其鑽桿垂直對準鑽孔中心。為防止施工竄漿,採用間隔跳打施工。
(四)鑽孔在鑽進過程中,應精心操作,精神集中,合理掌握鑽進參數,合理掌握鑽進速度,防止埋鑽、卡鑽等各種孔內事故。保證鑽桿的垂直度,發現傾斜及時糾正,以確保鑽孔傾斜度在設計允許的範圍內;鑽速要打慢檔,並採用導正裝臵防止孔斜。
(五)下注漿管時應對噴頭加以保護,防止風嘴、漿嘴堵塞。當遇有噴管下不到位或下不去現象時,應視不同的情況採取不同方法處理,只要不是發生較嚴重的塌孔事故,噴管都不難下到位。一般可採用以下方法:
1.壓注漿泵送水泥漿邊擺動噴管邊下管;
2.同時送風、送漿邊擺動邊下管;關鍵在於掌握介質的壓力及流量,一般都不宜過大。如果都不成功,則只有用鑽機下鑽桿處理,必須確保噴桿下至預計深度,方可正式噴射注漿。
(六)製漿採用標號P.042.5級普通矽酸鹽水泥,控制進漿比重1.5~1.55,按設計水灰比0.8~1.2,使用攪拌機拌制水泥漿液。
(七)噴射注漿作業:將注漿管下到預定位臵後,依次送漿、送風,在孔底定噴數秒,調整泵壓、風壓至設計值並孔口返漿正常後開始邊旋轉邊提升。旋噴過程中經常測試水泥漿液進漿比重,當其達不到設計要求時,立即暫停噴桿提升並調整水灰比/比重,然後迅速恢復噴漿作業。施工過程中,按要求隨時檢驗並記錄提升速度、噴漿壓力與流量、氣壓與氣量、進漿和回漿比重等;每孔需作製漿與耗漿(水泥量)統計和記錄。
(八)回灌漿液高壓噴灌結束後,在孔內水泥漿液固結過程中因體積收縮,同時孔內漿液仍向孔壁四周範圍有一定滲漏,孔內漿液將出現一段時間的沉面下降,應不間斷地將漿液回灌到已噴孔內,並保持壓漿作用,直至孔內漿液面不再下沉為止。
三、龍門吊軌道安裝
軌道梁採用400x400毫米鋼筋混凝土梁,軌道安裝應注意以下幾點:
1.軌道應可靠固定,螺栓不得鬆動,壓板不得變形,軌面不得有裂紋、疤痕和影響安全運行等缺陷;
2.兩軌道軌距誤差不大於10毫米;
3.軌道頂面的縱向傾斜度不大於3/1000,且全行程內高低差不大於10毫米;同一截面內兩平行軌道的標高相對差不大於10毫米;
4.軌道接頭採用對接布置;
5.軌道接頭處高低差、錯牙不大於1毫米。
四、龍門吊安裝及報監
(一)安裝地梁台車
為保證龍門吊兩側大車位置一致,無偏差。請專業測量隊用測量儀,對兩側軌道進行測量確定地梁兩端的靠外台車行走輪與軌道的相切的切點,保證兩邊軌道上的龍門吊行走機構能夠準確落位。
將龍門吊地梁台車用180噸履帶吊吊吊裝至軌道上方水平面20~30厘米上的劃線位置,略微調整使車輪準確落位到該劃線的切點處。在地梁的水平面上放上水平儀看有無左右偏差,調整至標準允許的誤差範圍之內,使用50鋼管焊接支撐定位,形成穩定的三角形結構對其進行固定,以防其作業時左右搖晃,且用夾軌器夾緊軌道,用木楔將兩邊靠內的行走輪對應楔緊。
(二)支腿安裝
1.搭設作業平台
支腿在吊裝前應首先在支腿的上方搭設由4根鋼管和4塊踏板組成的作業平台,因為在支腿安裝之後完成後,還要在此平台將支腿與主梁準確對位以及連線兩者之間的螺栓,且主梁安裝完成後,此平台還用來焊接支腿與主梁的法蘭,並在吊裝前將纜風繩系在支腿上方的吊耳上。
2.地錨設定
地錨採用300×200×10毫米的鋼板製成,鋼板上打四個孔,孔徑22毫米,以方便打入M20×200毫米的膨脹螺絲於水泥地面中,鋼板上垂直焊接一塊160×100×15毫米的鋼板,鋼板中間再割一個50毫米的孔作為手拉葫蘆吊鼻掛纜風繩連線使用,兩邊的地錨位置與支腿中心軸線三點共線且平行主梁設定。
3.支腿吊裝
龍門吊支腿分布在安裝位置附近,180噸履帶吊吊分別將支腿緩慢旋轉吊裝至大車行走機構上方水平面20~30厘米上的支腿安裝位置,略微調整使支腿螺栓孔準確落位到安裝位置,然後安裝螺栓並緊固。安裝完成後將纜風繩的另一頭用手拉葫蘆連線地錨吊鼻處並調整鬆緊,來穩固支腿和確保主梁吊裝時的安全可靠,最後用全站儀調整支腿的垂直度。四個支腿為同樣的方法安裝。纜風繩、地錨穩固支腿示意圖見圖12。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖12 纜風繩、地錨穩固支腿示意圖
(三)安裝主梁
主梁總重4噸,按照施工方法,用履帶吊配合汽車吊抬吊主梁。主梁吊裝前應在主梁稜角處墊好鋼護瓦,在主樑上捆好安全繩,以便起吊過程中控制方向。主梁起吊前應對吊車進一步詳細檢查,檢查安全裝置是否齊全,動作是否靈敏可靠,認真覆核臂桿的長度、工作半徑、吊車的停放位置是否符合要求,確認無誤後先將主梁提升離地100~200毫米平衡靜懸空中3~5分鐘,察看所有機具確認安全可靠後,方能慢速將主梁提升超過支腿上口50~100毫米高度,緩慢旋轉起重臂,調整吊裝位置及高度使主梁與支腿上面法蘭處準確對位,並立即用螺栓連線主梁和支腿。吊車必須由信號司索員專門指揮,其他作業人員作配合工作,在起吊後無論在任何高度,都必須使主梁處於平衡狀態。安裝完成後用儀器檢查測量整機安裝精度,如有不合格項目,在進行適當調整,直至符合相應標準。
(四)各安全裝置的完善和調整
龍門吊的安全裝置主要有起重量限制器、吊鉤高度限位器,走行限位,掃軌器以及端部車檔等,調整起重量限制器其綜合誤差±5%,顯示誤差≤5%,調整行走限位器,其極限位置離兩端防撞墩各2米,調整吊鉤高度限位,其動作位置距起重葫蘆底部約1米。
(五)電氣系統安裝
1.起重機安裝、架設完成後,就可以進行電氣設備的安裝、電線管子的敷設,配線和安全接地等工作。
2.安裝前,應詳細熟悉電氣原理圖、配線圖、電氣總圖和有關技術檔案,了解操縱原理和各元件的作用,以便準確安裝和迅速處理安裝過程中出現的問題。同時,由於運輸、存放可能使電氣設備受到損傷,因此在安裝電氣設備之前應進行一些必要的檢查。
3.安裝前首先進行清掃、檢查外觀和觀察活動部分動作是否靈活,如有損傷、鬆動或卡住等現象,應予以消除。
4.檢查電動機碳刷與滑環間的壓力,控制器、接觸器、繼電器觸頭間的壓力,是否符合各自的規定,加壓力過大或過小應予以調整。檢查操縱室、控制屏(箱)、電氣元件內部接線情況,如有鬆動或脫落等現象應予以消除。
5.按照電氣總圖或其他安裝用圖所示意的位置,安裝全部電氣設備和元件。
6.安裝在設備上的控制箱、電阻器等較重的設備應儘量使支架牢固地搭接在鋼結構上,安裝位置允許按圖示尺寸做適當的調整。電阻器應儘量靠近控制箱使連線導線最短。
7.電阻器疊裝時不超過4箱,掛裝時應不超過7箱,以免電阻過熱。電阻器應沿著平行主梁的方向放置(電阻元件應平行於起重機運行方向),以減少振動和利於通風。
8.滑線和集電器分別安裝後,將無負荷的起重葫蘆處於起重機中間位置,調整導電架,使集電器滑塊處於水平狀態,並使滑塊中心與滑線中心重合。在起重機試運轉中,不允許集電器有跳動現象。如有跳動,應檢查原因並予以消除。
9.起重機上帶電部分之間、帶電部分和金屬結構之間的距離應大於20毫米。起重機運行時,可能產生相對晃動的帶電部分與金屬結構之間的最小距離應大於40毫米,接線盒內接線端子之間的電氣間隙大於12毫米。
10.起重機所有帶電設備的外殼、電線管等均應可靠接地。小車軌道、操縱室等均應與主梁焊接接地。降壓變壓器低壓側的一端應接地。接地線可用截面不小於75平方毫米的扁鋼,10平方毫米的銅線,或30平方毫米的圓鋼。操縱室與起重機本體間的接地用4×40毫米以上的鍍鋅扁鋼,並且不少於2處。接地線套用電焊固定,或採用設備上的接地螺釘,固定處應清除銹漬,擦淨表面。不允許用捻結或錫焊等方法來連線接地。
11.在主滑線供電端(或起重機受電端)應配備熔斷器,它的可熔片額定電流應為起重機或供電滑線的最大計算電流(考慮最大一台電動機的啟動電流和部分電動機的額定電流之和)的0.63倍。
(六)龍門吊報監
龍門吊安裝完畢調試後,請當地特種設備檢測院人員到現場進行檢測,並出具特種設備合格報告,資料收集完畢後按規定上報監理審核,審核通過後,龍門吊才能進行使用。
五、衝擊鑽成孔
高壓線下地連牆採用衝擊鑽進行成孔,衝擊鑽採用跳孔施工,方錘修槽。具體方法見圖13。
超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法
圖13 衝擊鑽成孔示意圖
六、鋼筋籠製作
1.高壓線下地連牆鋼筋籠長度為31.9米,31.9米長度鋼筋籠無法一次吊裝入槽,採用整體按節段一次加工、各節段之間套筒連線、加工完成後分節拆分、分節運輸、分節吊裝入槽並接長工藝。
2.鋼筋籠一次分節長度不宜超過6米,考慮機械連線接頭率不能超過50%的規範要求,且相鄰機械連線接頭之間錯開距離35d。
3.鋼筋籠加工時,必須每一幅地連牆繪製單獨的鋼筋下料圖和拼裝圖,按圖紙進行鋼筋下料和主筋的車絲,計畫分為6節製作,每節長度不超過6米,縱向桁架筋也分為6節,在每節和相鄰節段的套筒接駁位置,上下各1米範圍的水平分布筋暫時不安裝,在入槽的時候安裝此位置的分布筋。
4.要充分考慮鋼筋籠接長時的工況,上部絲頭車全絲、下部絲頭車半絲,套筒擰在上部絲頭上,在接籠的時候,主筋對準、抵緊,然後將套筒往下擰,擰至下部絲頭底部,確保連線良好,見下圖。鋼筋籠對接時,主筋端頭必須磨平、無毛刺,連線時必須抵緊,確保鋼筋在套筒內有足夠旋入長度(套筒的一半長度)。
5.鋼筋籠採用在加工平台上一次連線、加工成型,連成整體,並在對應套筒做好油漆標記,安裝好聲測管、測斜管、注漿管、鋼支撐預埋鋼板等預留預埋件。接縫工字鋼也加工成5~6米一節,下籠的時候再焊接連線。
七、筋籠吊裝
1.龍門吊就位
鋼筋籠吊裝前,將龍門吊吊運至防護棚外的導牆上,在龍門吊下鋪設鋼管,使用隨車吊牽引至設計位置。龍門吊就位後,將龍門吊支腿下方採用工字鋼墊實。
2.鋼筋籠吊運
地連牆鋼筋籠在鋼筋籠製作平台一次整體製作,主筋和縱向桁架筋分節製作,分節6.5米,採用套筒連線,整體製作通過建立驗收後,再分節解體成單節,單節約6.5米,重約3.5噸。採用隨車吊將分節籠體吊運至龍門吊一側。
3.鋼筋籠吊裝
將龍門吊上吊鉤連線鋼筋籠上部吊點,隨車吊連線鋼筋籠下部吊點,慢慢提升龍門吊吊鉤,直至將鋼筋籠調直。
4.鋼筋籠連線
單節鋼筋籠下至導牆處時,採用鋼扁擔將鋼筋籠固定,重新吊裝另一節籠體,兩節籠體採用機械套筒連線。
八、灌注水下混凝土
1.鋼筋籠安放後應在4小時內澆灌砼,澆灌前先檢查槽深,判斷有無坍孔,並計算所需砼方量。
2.砼澆灌採用龍門架或吊機配合砼導管完成,導管採用法蘭盤連線式導管,導管連線處用橡膠墊圈密封防水。導管在第一次使用前,在地面先作水密封試驗,試驗壓強不小於3千克/平方厘米。導管在砼澆注前先在地面上將每根導管拼裝成兩節,用吊機直接吊入槽中砼導管口,再將兩節導管連線起來,導管下口距槽底50厘米,導管埋入2~6米,導管上口接上方形漏斗,地連牆採用2個漏斗同時灌注,2個漏斗方量必須滿足導管封底的混凝土方量要求。
3.開始澆注時,先在導管內放置隔水球以便砼澆注時能將管內泥漿從管底排出。採用拔塞法灌注水下混凝土,砼罐車對準漏斗直接澆注砼,初灌時保證每根導管有6方砼的備用量。
4.砼澆注中要保持砼連續均勻下料,砼面上升速度控制在4~5米/小時,導管下口在混凝土內埋置深度控制在1.5~6.0米,在澆注過程中隨時觀察、測量砼面標高和導管的埋深,嚴防將導管口提出砼面。同時通過測量掌握砼面上升情況、澆築量和導管埋入深度,防止導管下口暴露在泥漿內,造成泥漿湧入導管。當混凝土澆築振搗到地下連續牆頂部附近時,導管內混凝土不易流出,一方面要降低澆築速度,另一方面可將導管的最小埋入深度減為1米左右,若混凝土還澆築振搗不下去,可將導管上下抽動,但上下抽動範圍不得超過30厘米,避免導管把拔脫,脫離混凝土面。
5.在澆築過程中,導管不能作橫向運動以防沉渣和泥漿混入混凝土中。同時不能使混凝土溢出料斗流入導溝。置換出的泥漿應及時處理,不得溢出地面。對採用兩根導管的地下連續牆,砼澆注應兩根導管輪流澆灌,確保砼面均勻上升,砼面高差小於50厘米。以防止因砼面高差過大而產生夾層現象。在澆築過程中隨時量測混凝土面的高程,砼澆注面應高出設計標高30~50厘米。
九、跳槽施工下一槽段
混凝土澆築完畢後,將衝擊鑽移位進行下一槽段施工。

材料設備

《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的材料設備要求如下:
1.機械設備配置
《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》投入的材料和常規地連牆施工一樣,僅投入的套筒較多,套筒比常規的國標套筒稍長。投入設備見表1。
表1 有限淨空內地連牆施工機械與設備數量表
序號
設備名稱
規格型號
數量
備註
1
金屬帶鋸工具機
/
1台
/
2
鋼筋切斷機
/
2台
/
4
鋼筋彎曲機
GW50
2台
/
6
直螺紋滾絲機
/
4台
/
7
直流電焊機
AX-320×1型(14千瓦)
12台
/
8
挖掘機
PC200
2台
/
9
泥漿分離器
黑旋風泥漿分離器
1台
/
10
雙層振動篩
2DD-918型改造
1台
/
11
泥漿泵
3LM型(7.5千瓦)
2台
/
12
泥漿泵
4PL-250型(15千瓦)
3台
/
13
砼導管
Ф300,50米/套
2套
/
14
龍門架
/
2套
/
15
特製窄跨異型龍門吊
16噸+16噸雙鉤
2台
/
16
衝擊鑽
Ф800圓錘
5台
/
17
衝擊鑽
方錘
2台
/
18
全站儀
SET-250
1台
/
19
水準儀
DSZ2
2台
/
20
精密水準儀
DSZ2
1台
/
21
隨車吊
10噸
1台
/
2.材料配置
《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》材料配置以一幅0.8米厚,長32米,寬3米,雌雄地連牆為例,見表2。
表2 有限淨空內地連牆施工材料配置(1幅)
序號
材料名稱
型號
數量
備註
1
鋼筋
/
14.6噸
/
2
套筒
加長
94
/
3
工字鋼
8毫米厚
2.76噸
/
4
白鐵皮
0.25毫米
30.2平方米
/
5
注漿管
Φ48
62.3米
/

質量控制

施工企業採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工時,應採取的質量控制要求如下:
1.鋼筋籠製作時,必須根據下料圖和拼裝圖,嚴格按圖施工,防止長度錯誤導致各節段無法連線。
2.各節段連線的套筒,採購比國標套筒長20毫米左右的長套筒,擬連線的上部鋼筋籠的鋼筋車全絲,下部的鋼筋頭車半絲扣。節段連線時,上部的套筒旋入下部鋼筋頭,連線在一起。
3.縱向桁架筋需焊接連線,現場焊接,需確保焊接質量。
4.各節段接長位置上下各1米高度的分布筋暫緩安裝,待入槽時,主筋連線完畢後最後點焊連線,避免分布筋固定主筋後,主筋無無法調整對位套筒。
5.鋼筋籠必須在加工平台上,一次整體成型,並做好標記和檢查,確保連線無誤。

安全措施

施工企業採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.小型龍門吊吊裝鋼筋籠分節入槽時,需遵循“十不吊”原則,現場司索工信號工持證上崗,非操作工不得操作龍門吊。
2.已成槽的槽段,需做好臨邊和孔洞防護措施,防止人員墜落。
3.隨車吊和小型龍門吊抬吊鋼筋籠時,需司索工現場指揮,防止傾覆。

環保措施

施工企業採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工時,應採取的環保措施是:
套用該工法,由於地連牆全部採用衝擊鑽成孔,產生泥漿量巨大,雖然經過泥漿分離器分離出部分砂,剩下的泥漿可循環利用,但由於成槽的土方全部由泥漿攜帶出渣,仍產生大量泥漿,需要妥善處理。工區項目部擬採用一台泥漿固化裝置,經過高速離心分離出泥漿中的水分,泥漿結為泥餅,可進行外運,棄運至棄渣場。同時部分泥漿可循環利用至下一個槽段護壁施工。

效益分析

中國水利水電第八工程局有限公司採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》施工的效益有:
齊安路站110千伏高壓線下採用此種施工工藝,節省了租用租金昂貴的德國寶峨MBC30臥式雙輪銑,此雙輪銑月租金200萬,不含易損件,起租1個月,考慮實際施工工期2個月,節省資金約400萬。同時,在高壓線下施工,確保了施工過程的安全,不擾動高壓線路,不發生觸電、停電事故,低高度下地連牆施工工法費用見表3。
表3 低高度下地連牆施工工法費用一覽表
序號
項目
單價
數量
工期
總價
備註
1
16+16噸龍門吊
25萬
2
2
50萬
/
2
衝擊鑽
8000元/月
4
2
6.4萬
/
3
隨車吊
3萬/月
1
2
6萬
/
4
25噸汽車吊
1600元/台班
1
31
4.96萬
/
5
鋼筋工
1萬/人·月
10
2
20萬
/
6
混凝土工
1萬/人·月
2
2
4萬
/
7
普工
6000元/人·月
6
2
7.2萬
/
小計
/
/
/
/
98.56萬
/
註:施工費用以2018—2019年施工材料價格計算

套用實例

中國水利水電第八工程局有限公司採用《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》的套用實例如下:
齊安路站110千伏高壓線下的31幅窄幅地連牆,在110千伏高壓線不遷改及高壓線下製作了輕鋼防護棚淨高9米的條件下,全部採用衝擊鑽成孔成槽、鋼筋籠一次分節製作、分節運輸吊裝、小型窄跨龍門吊入槽、最後一次性灌注水下混凝土的施工工藝,相比於租用租金昂貴的德國寶峨MBC30臥式雙輪銑,節約了大量資金,投入2台套窄跨龍門吊也保證了施工進度。同時,110千伏高壓線下採用地連牆施工工藝,保證了基坑開挖施工的過程安全。

榮譽表彰

2020年9月2日,湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2020〕136號檔案發布《關於公布2019年度省級工程建設工法的通知》,《超高壓線下有限淨空內地連牆施工工法》被評定為湖南省2019年度工程建設省級工法。

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