浅析复杂环境下围护止水体系的方案比选
李晓东
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李晓东,. 浅析复杂环境下围护止水体系的方案比选[J]. 环境科学研究,2023.12. DOI:10.12721/ccn.2023.157351.
摘要:
随着城市建设的不断发展,特别是一线城市,新建的工程项目大都配建地下室从而需要采用围护、止水的结构形式,而临近围护止水体系存在高压线和电线杆的保护,以及地下天然气管道等复杂情况也屡见不鲜。所以在围护、止水体系施工中需要考虑最经济合理的施工方式,从而满足临近高压线安全距离,地下管线位移数据符合设计要求,从而确保施工安全。某基坑工程原设计为钻孔灌注桩围护+三轴搅拌桩止水的形式进行招标,现场踏勘高压线距离现场较近,无法施工。通过对围护、止水形式的研究,采用MJS的方案可以实现在不迁移高压线的前提下施工围护和止水。
关键词: 高压线;保护;止水;MJS
DOI:10.12721/ccn.2023.157351
基金资助:

1、引言

目前,随着城市建设的迅速发展,城市的建筑群拔地而起,建筑不断向地下空间发展,新建的大楼几乎均设置各种功能的地下室。

而在施工基坑工程的围护时,经常会碰到基坑旁紧邻高压线电线杆的情况。造成围护、止水无法施工,以往的处理方式往往是协调电力部门对高压线电线杆进行搬迁,但高压线电线杆产权一般属于国家电网等电力部门,办事效率很难跟上项目建设开发的节奏,而且相关部门还需收取高昂的搬迁费用。为了加快工程进度,使临近基坑的电线杆和高压线不影响基坑施工的进度,同时确保围护止水体系施工中的安全,防止发生电线杆倒塌以及触电等严重事故,基坑施工前需对距离基坑较近的围护止水体系进行施工方案的策划,选择最经济合理的施工方法,从而保证围护止水体系施工过程中高压线电线杆和施工人员的安全。

本文针对具体工程,对可用的围护止水体系的方法进行研究,选出一种经济合理的施工方案可方便施工,其原理简单,施工简便,缩短工期,并且使用安全。

2、工程概况

漕河泾开发区赵巷园区一期项目(二)A3-04地块,东至嘉松中路,南至盈港东路,距离嘉松中路轨道交通17号线附属设备站房最近11.4m。西侧为A3-03地块,北侧为规划佳杰路。基坑面积约26000㎡。

3、周边环境

A3-04地块东侧高压线杆距场地红线最近处为700mm,最远距离为1500mm(距离基坑围护边最近仅3700mm,最远处仅为4500mm)共计5根高压电线杆,(电线杆基础埋深1.2米作业,见图1)电压分别为10KV和35KV,隶属上海市国家电网,其中10KV的距离地面约8米,35KV的距离地面约10米。(高压线与围护体系关系,见图2)施工期间高压线正常向社会供电,35KV属超高压,无法做绝缘保护。

围护止水体系:原设计为钻孔灌注桩围护+三轴搅拌桩止水,在此区域内进行三轴搅拌桩的施工,无法满足远离高压线安全距离的要求,存在严重安全隐患。

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图1  基坑及高压线位置概况

基坑东侧(嘉松中路)地下管线在距离基坑东侧4.6米处,有一个DN800的西气东输燃气管道,埋深2.2m。施工中需要重点保护。

4.施工的特点和难点分析

135KV高压线保护措施要求高

本工程基坑东侧钻孔灌注桩及止水帷幕距离高压线最近处仅3m,且嘉松中路地下重要地下管线分布较多,这些都是该侧施工时需要重点保护的对象。施工期间应注意对周边建筑物的监测,并根据监测结果,做好信息化施工,一旦发生险情,及时解决。

2、在高压线保护区内施工,施工难度大。

在该侧区域施工钻孔灌注桩和三轴搅拌桩,不能满足高压线保护区的要求。采用何种施工方法难度较大。

图2  围护及高压线剖面位置关系概况

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5.方案的对比分析

5.1钻孔灌注桩+高压旋喷桩的三重管桩施工

1、高压旋喷桩施工技术要点:

靠近高压线一侧约180m,采用三重管法高压旋喷桩用于场地嘉松中路侧灌注桩止水帷幕,高压旋喷桩直径为φ800mm,双排布置,搭接均为300。高压旋喷桩采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥。水泥:粉煤灰=1:0.3,水泥用量不小于600KG/m3。水泥浆液的水灰比0.8。桩体28天无侧限抗压强度不小于1.0MPa。

2、钻孔灌注桩施工技术要点:

基坑东侧临近高压线区域围护桩施工,需要专业单位另行改装桩架,桩架高度不得超过5米,桩架进场前需经总包单位、监理单位验收方可施工。

因高压线安全距离的需要,桩架需要改桩到5米高度,同时降低自然土标高1m。采用小型0.5立方的挖机,挖至-3m(相对标高)钢筋应在施工现场集中分段制作,钢筋笼分段长度为5m,为保证主筋接头错开,钢筋在制作时主筋端头应错开。每节钢筋应用φ16 钢筋焊吊环,最后一节钢筋入孔口应焊钢筋吊环,焊接在钢护筒上,防止钢筋在砼灌注中被顶升。

缺点:1.高压旋喷桩施工对周边环境影响较大,因基坑东侧存在燃气管线,距离较近,使用高压旋喷桩会使其产生较大位移。对西气东输燃气管道影响大。

2.桩架 伸进高压线保护区,安全风险高,不能满足高压线安全距离规定。

3.施工质量很难控制,且止水效果不稳定,容易造成基坑渗漏水,造成基坑安全隐患。

5.2高压旋喷桩(RJP工法)内套打工程桩

RJP工法是以超高压喷射流体的功能,将土层组织结构破坏,被其破坏了的土粒与浆液混合搅拌,凝固后便在地层中形成固结体。

采用RJP工法:止水帷幕尺寸采用1000-1400的直径,围护桩间距400,围护桩里面的钻孔桩间距为200。该侧止水随土方开挖而凿除。

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图3  RJP工法方案做法

缺点:因成孔垂直度达到要求后,需要采用吊车辅助下放套管至预定深度。垂直高度比MJS机械高,且不能满足高压线安全距离规定。

因需要止水帷幕达到设计强度后才能施工套内工程桩,工期较长。

套打工程桩需要定制专用桩架,工期很难保证,费用较高。

优点:造价相较MJS低,对周边环境影响小,止水效果较好。

5.3 MJS全方位高压喷射工法

 MJS工法在传统高压喷射注浆工艺的基础上,运用独殊的多个管孔和前端造成装置来实施孔内强制排浆和对地内压力监测,并通过调整强制排浆量来控制地内压力,使深处排泥和地内压力得到合理控制,促进内压力稳定,降低了在施工中出现表层土质的变形,很大程度减少对基坑周边管线和被保护对象的影响,而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径。和传统旋喷工艺相比,MJS工法施工可以减小施工对周边环境的影响。

多用途专用钻机特点及现场复核,专业单位提供的机型为机高:约3.8m,机长:3.5m、机宽:2.02m。可以进行水平、倾斜、垂直等任意角度施工,施工净高4米,经复核满足现场施工要求。

优点:止水效果好,对周边环境影响小,满足高压线安全距离的规定。

MJS工法工艺特点:

1、可以“全方位”进行高压喷射注浆施工MJS工法可以进行水平、倾斜、垂直各方向、任意角度的施工。特别是其特有的排浆方式,使得在富水土层、需进行孔口密封的情况下进行水平施工变得安全可行。        

2、对周边环境影响小,MJS工法通过地内压力监测和强制排浆的手段,对地内压力进行调控,可以大幅度较少施工对周边环境的扰动,达到预期使用效果。

3、泥浆污染少MJS工法采用专用排泥管进行排浆,利于项目部将泥浆集中管理,处置外运,确保文明施工。同时对地内压力的调控,也减少了泥浆“窜”入土壤、水体或是地下管道的现象,有效保护地下DN800燃气管道。

5、对比分析

1、采用钻孔灌注桩+高压旋喷桩的三重管桩的施工方法,不需要电力部门迁移高压线冗长的流程,可于基坑围护施工阶段一并实施,不影响工期,施工更加方便,进度得到提高。

2、采用钻孔灌注桩+高压旋喷桩的三重管桩的施工方法,不需要向电力部门缴纳昂贵的搬迁费用和电缆费用,高压旋喷桩工作量少且单价较低,大大节约了工程成本。

3、MJS工法在虽满足在高压线下施工止水帷幕的安全距离要求,但费用较贵。

6.结论

本文通过针对漕河泾开发区赵巷园区一期项目(二)A3-04基坑东侧临近35KV高压线下采用围护止水体系的方法进行研究,对比分析了高压线迁移、MJS工法施工的优缺点,在施工中实施了MJS工法保护了周边环境,确保了工期,为该项目顺利完成提供了技术支撑。相对于传统的高压线搬迁和高压旋喷桩(RJP工法)有着安全,质量容易控制等优点,通过本工程的顺利实施足以见证该方案可靠、可行。

参考文献

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