CN218622244U - 一种地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构 - Google Patents

Abstract

涉及地铁建筑工程领域，提供一种地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，所述电缆横跨于地铁基坑上，包括：设置于地铁基坑两侧的基坑围护结构，所述基坑围护结构在电缆处形成宽度为A的缺口；设置于所述缺口内多块上下层叠的多块钢筋混泥土挡板，每块钢筋混泥土挡板两端连接缺口两侧的基坑围护结构；设置于所述缺口两侧、基坑维护结构外侧的加固结构；架设于所述基坑维护结构和加固结构上的原位保护结构，所述原位保护结构承托所述电缆。用于解决城市地下电缆通道的施工进度慢，供电网络不稳定及投资浪费的技术问题。实现缩短工程建设工期，减少对供电网络的切割接驳、降低电力线路运行故障风险，降低工程投资，方案较为灵活的效果。

Description

一种地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构

技术领域

本实用新型涉及地铁建筑工程领域，更具体地，涉及一种地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构。

背景技术

在城市建设过程中，若碰到地下30KV以上的高压电缆，一般都采取工程绕避或者管线迁改的方法。但在地铁工程中，地铁线站位受多种因素控制且地铁明挖基坑规模较大，一经确定地铁站位调整非常困难。因而在地铁工程中，对与地铁工程冲突的各种管线，一般采用迁移方案。

城市地下电缆迁改存在诸多问题，影响管线迁改进度及地铁主体建设进度。主要问题有1)迁改施工进度慢，影响主体项目建设进度，导致怠工、窝工；2)对供电网络的切割驳接，增加电力线路运行故障风险，引发供电安全隐患，与国家对电网供电可靠性日益提高的要求不符；3)投资浪费，地铁工程施工时首先临时改迁地下电缆至施工范围以外，待地铁工程施工完成后再回迁至原路由，导致迂回线路和重复投资，增大地铁工程建设成本。

受制于上述因素的影响，对城市地下电缆通道采取原位保护措施，具备加快施工进度、提高供电网络稳定、节约投资等诸多优势。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，用于解决城市地下电缆通道的施工进度慢，供电网络不稳定及投资浪费的技术问题。

本实用新型采取的技术方案是，一种地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，所述电缆横跨于地铁基坑上，包括：设置于地铁基坑两侧的基坑围护结构，所述基坑围护结构在电缆处形成宽度为A的缺口；设置于所述缺口内多块上下层叠的多块钢筋混泥土挡板，每块钢筋混泥土挡板两端连接缺口两侧的基坑围护结构；设置于所述缺口两侧、基坑维护结构外侧的加固结构；架设于所述基坑维护结构和加固结构上的原位保护结构，所述原位保护结构承托所述电缆。有利于减少土层的震动，对开挖土层进行加固，有利于保护电缆在逐层叠加的钢筋混凝土挡板下受到支撑，形成支撑力足够的原位保护结构。

3～10块所述钢筋混泥土挡板，每块钢筋混泥土挡板的高度H在1.5-1.8m之间。有利于对已挖出土层的空间增加稳固性，有利于工人对电缆下方进行施工操作。

所述原位保护结构包括：架设于所述基坑围护结构和加固结构上的承载主梁；位于电缆下方的若干承载次梁，所述承载次梁两端支撑于承载主梁上，中部支撑所述电缆。有利于电缆的承载保护，有利于减轻所述基坑围护结构的载荷。

在所述多块钢筋混泥土挡板上方至少分布一根承载次梁。有利于均衡钢筋混凝土挡板的受力。

所述加固结构为矩形斜桩柱结构，所述缺口两侧的两个矩形斜桩柱结构由上而下，分别从缺口两侧向缺口中心倾斜，并在电缆下方融合、整体呈倒梯形结构。有利于为基坑形成支护作用的保护层，斜桩有利于节省建筑材料。

所述矩形斜桩柱结构的倾斜角度在60°-85°之间，且倒梯形结构的上底宽度：下底宽度在2：1-1.5之间。有利于在保护基坑的特定作用力上尽可能多的节省建筑材料。

还包括设置于所述两个矩形斜桩柱结构之间、电缆的下方的加固支撑结构，所述加固支撑结构上底边支撑电缆，两侧边贴合两个矩形斜桩柱结构。有利于进一步加强电缆原位保护的支撑力。

所述缺口的宽度A在2.5-4m之间，所述每块钢筋混泥土挡板的厚度在500-800mm之间。有利于为缺口处的原位保护结构载荷提供特定的支撑力。

所述若干承载次梁在电缆下方等间距分布，间距宽度在0.8-1.2m之间。有利于将特定的电缆载荷均衡分布于特定位置的承载次梁上，增加原位保护结构的稳固性。

所述矩形斜桩柱结构的横截面积在(4m×6m)-(6m×10m)之间。有利于为特定载荷的电缆提供支撑力，且尽可能少的占用用地面积。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：缩短工程建设工期，减少对供电网络的切割接驳、降低电力线路运行故障风险，降低工程投资，方案较为灵活。

附图说明

图1为本实用新型的原位保护方法平面图。

图2为本实用新型的基坑外侧加固剖面示意图。

图3为本实用新型的围护结构“缺口”处混凝土挡板施工示意图。

图4为本实用新型的基坑内地下电缆原位横剖面示意图。

图5为本实用新型的基坑内地下电缆逐层开挖土层剖面示意图。

图6为本实用新型的基坑土方分区开挖示意图。

图7为本实用新型的贝雷架保护横断面图。

图8为本实用新型的贝雷架保护横断面细部图。

附图标识说明：电缆100，地铁基坑200，基坑底部210，基坑上底211，基坑下底212，钢筋混凝土挡板240，承载主梁300，承载次梁400，缺口510，加固结构600，矩形斜桩柱结构700，矩形斜桩柱上底710，矩形斜桩柱下底720，加固支撑结构800。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知组件及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

如图1，本实用新型的一种地下电缆横跨地铁基坑时的原位保护方法，主要涉及两个位置的原位保护，一是地下电缆100与基坑围护结构相交处影响宽度A范围内，在原位保护情况下围护结构未施做时，在基坑外采用土层加固措施进行斜向加固基坑安全性问题；二是地下电缆跨越基坑时，采用承载主梁300和承载次梁400对地下电缆进行原位保护。

如图2，对基坑内地下电缆100的原位保护两侧采用承载主梁300和承载次梁400，两者共同形成原位保护体系。地下电缆100需与承载次梁400稳固连接，承载次梁400需与承载主梁300稳固连接；连接方式可采用螺栓、焊接、钢丝绑扎等。为避免基坑200内原位保护***被基坑内施工干扰破坏，可在原位保护四周设置诸如木板、钢板等箱体。承载主梁300，可根据具体情况，独立设置诸如贝雷架、型钢、钢筋混凝土梁、钢管等受力构件，也可借用基坑内支撑作为受力构件；承载次梁400，可根据具体情况，采用钢筋混凝土梁、型钢、钢管、钢筋等。当基坑宽度B较大，承载主梁300构件尺寸偏大时，可在基坑200内增设临时支点，减少承载主梁300的跨度。

当地下电缆100的埋深较深时，为避免将承载主梁300的标高降低而带来其它问题，可将承载次梁400的截面做成U型构件悬吊于承载主梁300的下方。特备地，当地下电缆100的截面及重量较小时，可省去承载次梁400，直接将地下电缆100固定于单侧基坑内托换承载主梁300上。

如图3所示，在基坑外侧施做加固结构600时，在地面的加固避开围护结构缺口范围A，在横向加固宽度C范围内加固围护结构缺口范围A外侧的土体，并对地下线缆1下方的区域41进行加固。根据地质情况，加固方式可采用注浆、旋喷桩、MJS桩等可倾斜加固的工艺；加固体需达到的指标，需根据水文地质情况、围护结构缺口宽度A、基坑开挖深度等，着重从基坑安全性出发确定。特别的，若基坑外地质条件非常好，如遇中风化、微风化岩层时，可取消坑外加固结构600。

如图4所示，承载主梁300在围护结构处架设于基坑围护结构缺口510处承载梁上方，基坑围护结构缺口510处承载梁与两侧基坑围护结构进行连接基坑围护结构中预埋钢筋及接驳器、预埋甩筋、后期植筋、后期增设锚栓等方式。特别得，可增大两侧承载主梁300的间距，将承载主梁300直接架设于基坑围护结构顶部冠梁上方，此连接方式可取消基坑围护结构缺口处承载梁，但应相应加长承载次梁400。

如图5和图6所示，在基坑竖向向下开挖的过程中，基坑应分层分块向下开挖，即每层开挖时均先开挖围护结构缺口范围A附近的土体a1，并及时施做基坑围护结构缺口510处钢筋混凝土挡板240，待基坑围护结构缺口510处钢筋混凝土挡板240达到设计强度在再缺口以外的土层a2，如此循环，直至开挖至基坑底部210。竖向分层开挖深度，与地质情况、围护结构缺口宽度A、地下水发育情况等密切相关；地质情况较好、围护结构缺口宽度A较小、地下水不发育时，竖向分层开挖深度可加大。每层开挖时，首先开挖围护结构缺口范围A附近的土体a1，可减少围护结构缺口发生突涌水时影响基坑的范围，利于抢险处置工作。基坑围护结构缺口510处钢筋混凝土挡板240，可采用现浇钢筋混凝土板、钢板、预制板等形式，但应做好基坑围护结构缺口510处钢筋混凝土挡板240与基坑围护结构的固定连接以及密封防水工作。基坑围护结构缺口510处钢筋混凝土挡板240，应根据基坑200开挖条件、地质情况等，在竖向进行如图中的h1、h2、h3、h4、h5等分块并确定每块的竖向高度，竖向分块高度不宜过大。特别地，当所处地层自稳性较好、地层含水量小时，可取消基坑围护结构缺口处钢筋混凝土挡板240。

如图1至图4，本实用新型实施例中一种地下电缆横跨地铁基坑时的原位保护方法的实施例如下：

第一步：对地下电缆100探测。

在施工之前，利用探测工具及实地挖探等多种方式确定地下电缆100的实际路由、埋深，确定了地下电缆100设置于电缆槽盒内，电缆槽盒的截面尺寸为1000mm*600mm(宽*高)。根据地质情况、地下电缆的保护要求、施工水平等合理确定基坑围护结构缺口宽度A＝3m。

第二步：施做基坑围护结构。

在基坑围护结构缺口宽度A范围以外区域，依平整场地→施做导墙→连续墙成槽→吊装钢筋笼→浇筑连续墙水下混凝土→施做冠梁底第一道钢筋混凝土支撑的顺序，施做基坑围护结构，形成基坑围护结构缺口宽度A范围以外区域的基坑围护结构。在基坑围护结构施工过程中，需做好对地下电缆100的安全防护。

第三步：基坑外侧加固结构600。

采用斜向旋喷桩，在基坑围护结构缺口宽度A以外，施做基坑外侧土体加固结构600，其横向加固宽度C和横向加固厚度D根据地质情况等合理确定，本实施例中，C＝8m,D＝5m。斜向加固体需覆盖被保护地下电缆100下部的所有区域，竖向深度与连续墙同深度。旋喷桩的主要要求如下：

1)旋喷桩水泥浆液的水灰比取0.8～1.0。水泥选用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥。

2)旋喷桩28d无侧限抗压强度不少于0.8Mpa，抗渗系数不小于10-5cm/s，对检验不合格的应复喷。

成桩质量检验点的数量不少于施工孔数的2％，并不应少于6点；

第四步：架设承载主梁300和承载次梁400。

将被保护地下电缆1两侧土体全部挖出，架设承载主梁300，根据荷载计算，承载主梁300采用双排单层(DS)贝雷架，贝雷架两端架设于连续墙缺口处设置的600mm*800mm承载梁上。在被保护地下电缆槽盒下方挖出纵向间距约1m的横沟，将承载次梁400横穿设置于地下电缆下方，承载次梁100两端架设于贝雷架上。

第五步：分层分区开挖基坑内土体至基底。

完成围护结构、基坑内电缆原位保护后，分层分区开挖基坑内土体。为降低连续墙缺口处突水突泥风险，分层开挖厚度不超过1.8m。每层土方开挖时，需对土方分区域开挖；首先开挖连续墙缺口附近5m*2m(长*宽)的土方a1，并施做600mm厚钢筋混凝土挡板240，钢筋混凝土挡板钢筋与既有连续墙预留的钢筋接驳器进行连接；待钢筋混凝土挡板240达到设计强度后，再开挖剩余部分土方a2。如此循环，直至完成基坑200开挖。

第六步：拆除原位保护***。

基坑200开挖至基底后210，从下往上施做地铁主体结构并完成顶板以上的覆土回填。其中地下电缆下方的土方回填需确保密实度，必要时可增加注浆等措施。待地下电缆下方地基可承载地下电缆荷载时，拆除基坑内托换主梁和基坑内托换次梁，从而完成地下电缆的原位保护。

本实施例中与管线不冲突时的保护措施。工程中判别管线安全状态的标准采用的有两类，一是应力判别法，即判断管线最不利位置的应力是否达到管线的强度极限；二是应变判别法，即判断管线最不利位置的的变形值是否达到管线的变形极限。管线保护措施也是基于这两种管线安全判别标准。

本实施例中电缆通道横穿整个连接通道基坑，施工期间此电缆管线不能进行搬迁，在地下通道施工时采取相应的保护措施。

本实施例采用电缆通道处不做围护结构，坑外地层加固及模筑混凝土板。

电缆通道不做围护结构时，在采用坑外地层加固的基础上，在基坑开挖的过程中，采用模筑混凝土封闭围护结构缺口，使围护结构形成封闭体系。适用的条件为没有砂层，地质情况较好。

本实施例的基坑内电缆通道原位保持措施。

要实现对电缆通道的原位保护，除了处理围护结构处电缆通道原位保护问题，还需处理基坑内电缆通道悬吊保护问题。即需要在基坑开挖前中，将电缆通道固定在横向受力构件上，以使土体开挖后电缆通道仍能保持原状。

一般情况下，电缆通道的敷设方式有电缆井沟、电缆排管、电缆槽盒、非开挖水平定向钻等。敷设方式的不同，对基坑内电缆通道原位保护措施的影响主要是电缆通道的自重。

基坑内电缆通道原位保护措施，不会因地铁主体基坑和附属基坑而不同，均需满足基坑内土方开挖后电缆通道仍能保持原状。一般情况下在基坑内均设置了内支撑(钢筋混凝土支撑或者钢支撑)，用以抵挡基坑外侧的水土压力，在此条件下电缆通道的横向受力构件可“借用”内支撑；当然，不使用内支撑时也可增设独立的横向受力构件，如贝雷架、型钢等。

通过以上分析，原位保护措施主要与以下两个方面有关：电缆通道的自重、横向受力构件是否独立设置。

基坑内贝雷架原位保护方案。

为提高贝雷梁的横向稳定性，一般至少采用两片贝雷梁形成原位保护体系，详见附图7至图8。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，所述电缆横跨于地铁基坑上，其特征在于，包括：

设置于地铁基坑两侧的基坑围护结构，所述基坑围护结构在电缆处形成宽度为A的缺口；设置于所述缺口内多块上下层叠的多块钢筋混泥土挡板，每块钢筋混泥土挡板两端连接缺口两侧的基坑围护结构；

设置于所述缺口两侧、基坑围护结构外侧的加固结构；

架设于所述基坑围护结构和加固结构上的原位保护结构，所述原位保护结构承托所述电缆。

2.根据权利要求1所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，包括3～10块所述钢筋混泥土挡板，每块钢筋混泥土挡板的高度H在1.5-1.8m之间。

3.根据权利要求1所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，

所述原位保护结构包括：

架设于所述基坑围护结构和加固结构上的承载主梁；

位于电缆下方的若干承载次梁，所述承载次梁两端支撑于承载主梁上，中部支撑所述电缆。

4.根据权利要求3所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，在所述多块钢筋混泥土挡板上方至少分布一根承载次梁。

5.根据权利要求1所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，所述加固结构为矩形斜桩柱结构，所述缺口两侧的两个矩形斜桩柱结构由上而下，分别从缺口两侧向缺口中心倾斜，并在电缆下方融合、整体呈倒梯形结构。

6.根据权利要求5所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，所述矩形斜桩柱结构的倾斜角度在60°-85°之间，且倒梯形结构的上底宽度：下底宽度在2：1-1.5之间。

7.根据权利要求5所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，还包括设置于所述两个矩形斜桩柱结构之间、电缆的下方的加固支撑结构，所述加固支撑结构上底边支撑电缆，两侧边贴合两个矩形斜桩柱结构。

8.根据权利要求1～7任一项所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，所述缺口的宽度A在2.5-4m之间，所述每块钢筋混泥土挡板的厚度在500-800mm之间。

9.根据权利要求3～4任一项所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，所述若干承载次梁在电缆下方等间距分布，间距宽度在0.8-1.2m之间。

10.根据权利要求5～7任一项所述的地铁基坑开挖穿过地下电缆的原位保护结构，其特征在于，所述矩形斜桩柱结构的横截面积在(4m×6m)-(6m×10m)之间。

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