一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的设计施工方法技术

本发明专利技术提供了一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的设计施工方法，包括：收集电缆箱涵资料，确定电缆箱涵整体性；测量放样，确定电缆箱涵和围护桩位置；开挖电缆箱涵两侧土体，预设工字钢梁；掏除电缆箱涵下部凹槽土，并施加连杆；在每个连杆两端焊接三角形方钢架；抬升工字钢架并锚固；待混凝土硬化后，掏除凹槽间土体，并在电缆箱涵的下方连杆之间焊接钢筋网片，并喷射混凝土锚固。本发明专利技术解决了在隧道施工通道上埋有地下高压电缆箱涵的问题，用工字钢支撑更有效地保证电缆箱涵的安全，避免了电缆箱涵的搬迁工作，为整个施工过程节约了工期、提高了施工效率、节省了搬迁费用、降低了施工成本，并减轻了对周围居民的影响。

A design and construction method for protecting the underground high pressure cable box culvert across the foundation pit

The present invention provides a method of design and construction, protection of underground high voltage cable across the pit box culvert comprising the steps of: collecting data to determine the cable box culvert, cable box culvert integrity; measurement lofting, determine the cable box culvert and pile position; excavation of cable box culvert on both sides of the soil, the preset steel I-beam; dig in cable box culvert the lower groove soil, and applying a triangle connecting rod; welding steel square in each of the two ends of the connecting rod; lifting I-steel and anchorage; after concrete hardening, in addition to dig groove between the soil, and welded steel mesh in the below link between cable box culvert and shotcrete anchorage. The invention solves the problems in tunnel construction on underground high-voltage cable channel buried culvert, with steel support more effectively to ensure the cable box culvert safety, avoid the cable box culvert relocation work, save time, for the whole construction process to improve the construction efficiency and saves relocation costs, reduce construction cost. And reduce the impact on the surrounding residents.

【技术实现步骤摘要】
一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的设计施工方法
本专利技术涉及的是一种建筑工程
的方法，具体是一种用现浇支架对跨越基坑的地下高压电缆箱涵进行保护的设计施工方法。
技术介绍
近年来，随着我国城市化进程的加快和城市人口的快速增长，城市地面交通系统日益拥堵，城市轨道交通在各大中城市中得以迅速发展。在城市轨道交通的施工中，经常会遇到地下高压电缆等城市地下管线。在施工过程中，部分施工单位为赶工期强行施工，极有可能迫使地下高压电缆等城市地下管线出现大变形或产生破坏。而地下高压电缆等地下管线是保障城市运行的重要基础设施，尤其是地下高压电缆，重要性高，影响大。而地下高压电缆常常在城市轨道交通车站基坑和隧道施工通道处出现，难以避免，必须加以保护。目前对地下高压电缆的保护措施通常是切改地下管线，或将地下高压电缆临时移位到扩大的路面，待工程完成后再移至原位。但是地下高压电缆的改迁移位不仅耗资高，耗时长，耽误工期，而且严重妨碍附近居民的正常生活。若能在地下高压电缆原地进行保护，将大大简化保护措施，减少人力财力的浪费，减轻对社会的影响。因此，专利技术一种高压电缆原位保护的设计施工工艺具有十分重要的工程应用价值。经过对现有专利检索发现，现有的对高压电缆的原位保护施工方法主要涉及电缆箱涵的悬吊保护方法，中国专利申请号为201410853049.1，申请公布号为CN104518473A，专利名称为：电缆箱涵管线悬吊保护结构及方法，该专利自述为：“本专利技术通过在电缆箱涵两侧的桩的顶部纵向平行搁置大梁，在所述大梁上间隔设置若干顶部型钢，开挖箱涵两侧土体，在箱涵底部铺设钢板，对应顶部型钢设置底部型钢，再用钢丝绳连接顶部和底部型钢对箱涵进行悬吊。”然而，该专利技术所述的电缆箱涵保护方法要求箱涵所在位置旁边有平行设置的搁置大梁，对于没有搁置大梁的隧道施工通道上电缆箱涵的保护并不适用，同时，该技术采用钢丝绳进行悬吊保护，大荷载下长时间的悬吊容易使钢丝绳发生蠕变，而且现场施工状态下由于运输设备频繁出入现场，稍有不慎就可能碰到悬吊装置的钢丝绳，使箱涵左右摇晃，而钢丝绳则可能会出现受力不均，局部应力增大，出现断裂，严重时可能造成事故，危害施工人员生命，浪费社会财富。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述不足，提出一种简单、方便、可靠的用现浇支架对跨越基坑的地下高压电缆箱涵进行保护的设计施工方法，用严密的设计计算，为轨道交通的施工中地下管线的保护问题提出合理可靠的解决办法，避免了施工工期的延长，施工造价的增加以及施工对社会的不利影响。本专利技术使通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的设计施工方法，包括以下步骤：第一步、收集电缆箱涵相关资料，确定电缆箱涵整体性；包括：(1)根据电缆箱涵的相关资料，确定电缆箱涵重量G；(2)根据电缆箱涵重量G、尺寸以及电缆箱涵混凝土强度，确定若不施加保护措施、电缆箱涵自然悬吊时的最大弯矩Mmax和惯性矩I；(3)确定电缆箱涵悬吊时的最大正应力σmax，并对比电缆箱涵混凝土的许用拉应力[σ]，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)取得，校核电缆箱涵的整体性强度；所述σmax由下式确定：对于[σ]<σmax，表示若不施加保护措施、使电缆箱涵自然悬吊，电缆箱涵会遭到破坏，电缆箱涵的整体性不好，需要提前进行支护；第二步、测量放样，确定电缆箱涵和围护桩位置；即：利用全站仪根据施工图纸，确定电缆箱涵和位于基坑两边、电缆箱涵两侧且最靠近电缆箱涵的四个围护桩位置，由至少两人复核；在电缆箱涵的轮廓上选择表示轮廓线的8～12个点做好标记，在标记间拉上细线，并在围护桩中心位置做好标记，在相邻两围护桩之间拉上细线，并沿着细线在地面洒上白灰；第三步、开挖电缆箱涵两侧土体，预设工字钢梁；包括：(1)用挖掘机开挖基坑内距离箱涵50cm以上的电缆箱涵两侧土体；(2)采用人工方式，开挖基坑内电缆箱涵两侧剩余全部土体，形成电缆沟；(3)采用人工方式，在基坑侧壁开挖四个凹槽，使四个凹槽分别位于基坑边上四个围护桩远离箱涵一侧且紧挨围护桩，并保持凹槽底部与电缆沟底部齐平；(4)用电焊机焊接工字钢制备两个工字钢梁，用吊机起吊两工字钢梁，沿电缆箱涵纵向放置于基坑侧壁开挖好的四个凹槽内，使工字钢梁的两端均靠近电缆箱涵侧并平行于电缆箱涵设置，并用工字钢固定夹进行固定，使工字钢梁保持竖直；(5)校核工字钢梁强度工字钢梁的强度满足公式：[σ]2>σ2max其中：[σ]2为工字钢梁的许用应力，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2014)中表3.4.1-1取得；σ2max为焊接后的工字钢梁受到的最大弯曲正应力，σ2max由下式确定：式中：M2max为焊接后的工字钢梁上的最大弯矩，y2为焊接后的工字钢梁高度的一半，Iz1为焊接后的工字钢梁截面对其中性轴惯性矩；对于σ2max<[σ]2，表示设计满足要求；对于σ2max>[σ]2，表示设计不满足要求，则更换工字钢梁规格，并重新设计；第四步、人工掏除箱涵下部凹槽土，并施加工字钢连杆；包括：(1)在电缆箱涵底部的土体中沿电缆箱涵纵向均匀采用人工开挖方式掏出土体形成凹槽，开挖前在设计的凹槽底部拉上水平线保持凹槽底部在同一水平面；(2)在每个凹槽内分别放置工字钢连杆于两个工字钢梁上，并用电焊机焊接工字钢连杆与两个工字钢梁，以形成两个完整的工字钢架，焊接时保持工字钢连杆与两个工字钢梁垂直；(3)校核工字钢连杆的强度工字钢连杆的强度满足公式：[σ]3>σ3max其中：[σ]3为工字钢连杆的许用应力，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2014)中表3.4.1-1取得；σ3max为工字钢连杆的最大弯曲正应力，σ3max由下式确定：式中：M3max为工字钢连杆上的最大弯矩，y3为工字钢连杆高度的一半；Iz2为工字钢连杆截面对其中性轴的惯性矩，由规范热轧型钢(GB/T706-2008)确定；对于σ3max<[σ]3，表示设计满足要求，对于σ3max>[σ]3，表示设计不满足要求，则更换工字钢连杆规格，并重新设计；第五步、在每个工字钢连杆的两端分别用三根方钢焊接三角形方钢架：(1)第一根方钢用电焊机焊接于工字钢连杆的翼缘上，并预留出距离电缆箱涵2～3cm的位置；(2)第二根方钢竖直焊接于第一根方钢靠近电缆箱涵的一端，并与电缆箱涵距离保持为2～3cm；(3)第三根方钢的两端用电焊机分别焊焊接于第一根方钢远离箱涵的一端和第二根方钢的上端头，与前两根方钢组成一个三角形；第六步、抬升工字钢架并锚固；包括：(1)卸去工字钢固定夹，用吊机抬升工字钢架与电缆箱涵底部轻微接触，并使工字钢连杆两端的三角形钢架与电缆箱涵的距离均为2～3cm，再对工字钢架的四个端头与其所在凹槽底部土体之间的缝隙用钢砌块进行填充；(2)对工字钢架四个端头所在的四个凹槽设立长100cm宽50cm高100cm的模板，并浇筑混凝土锚固；(3)校核浇筑混凝土强度所述浇筑混凝土在强度上满足公式：[fc]＞p式中：[fc]为混凝土抗压强度；p为混凝土实际受到工字钢梁的压强，p由下式确定：式中：G为电缆箱涵重量；A为工字钢梁在混凝土中的底面积；对于p&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的设计施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、收集电缆箱涵资料，确定电缆箱涵整体性；包括：(1)根据电缆箱涵的资料，确定电缆箱涵重量G；(2)根据电缆箱涵重量G、尺寸以及电缆箱涵混凝土强度，确定若不施加保护措施，电缆箱涵自然悬吊时的最大弯矩Mmax和惯性矩I；(3)确定电缆箱涵悬吊时的最大正应力σmax，并对比电缆箱涵混凝土的许用拉应力[σ]，校核电缆箱涵的整体性强度；所述σmax由下式确定：

【技术特征摘要】
1.一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的设计施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、收集电缆箱涵资料，确定电缆箱涵整体性；包括：(1)根据电缆箱涵的资料，确定电缆箱涵重量G；(2)根据电缆箱涵重量G、尺寸以及电缆箱涵混凝土强度，确定若不施加保护措施，电缆箱涵自然悬吊时的最大弯矩Mmax和惯性矩I；(3)确定电缆箱涵悬吊时的最大正应力σmax，并对比电缆箱涵混凝土的许用拉应力[σ]，校核电缆箱涵的整体性强度；所述σmax由下式确定：对于[σ]<σmax，表示若不施加保护措施、使电缆箱涵自然悬吊，电缆箱涵会遭到破坏，电缆箱涵的整体性不好，需要提前进行支护；第二步、测量放样，确定电缆箱涵和围护桩位置；利用全站仪根据施工图纸，确定电缆箱涵和位于基坑两边、电缆箱涵两侧且最靠近电缆箱涵的四个围护桩位置，在电缆箱涵的轮廓上选择表示轮廓线的8～12个点做好标记，在标记间拉上细线，并在围护桩中心位置做好标记，在相邻两围护桩之间拉上细线，并沿着细线在地面洒上白灰；第三步、开挖电缆箱涵两侧土体，预设工字钢梁；包括：(1)用挖掘机开挖基坑内距离箱涵50cm以上的电缆箱涵两侧土体；(2)开挖基坑内电缆箱涵两侧剩余全部土体，形成电缆沟；(3)在基坑侧壁开挖四个凹槽，使四个凹槽分别位于基坑边上四个围护桩远离箱涵一侧且紧挨围护桩，并保持凹槽底部与电缆沟底部齐平；(4)焊接工字钢制备两个工字钢梁，用吊机起吊两工字钢梁，沿电缆箱涵纵向放置于基坑侧壁开挖好的四个凹槽内，使工字钢梁的两端均靠近电缆箱涵侧并平行于电缆箱涵设置，并用工字钢固定夹进行固定，使工字钢梁保持竖直；(5)校核工字钢梁强度工字钢梁的强度满足公式：[σ]2>σ2max其中：[σ]2为工字钢梁的许用应力，σ2max为焊接后的工字钢梁受到的最大弯曲正应力，σ2max由下式确定：式中：M2max为焊接后的工字钢梁上的最大弯矩，y2为焊接后的工字钢梁高度的一半，Iz1为焊接后的工字钢梁截面对其中性轴惯性矩；对于σ2max<[σ]2，表示设计满足要求；对于σ2max>[σ]2，表示设计不满足要求，则更换工字钢梁规格，并重新设计；第四步、人工掏除箱涵下部凹槽土，并施加工字钢连杆；包括：(1)在电缆箱涵底部的土体中沿电缆箱涵纵向均匀采用人工开挖方式掏出土体形成凹槽，开挖前在设计的凹槽底部拉上水平线保持凹槽底部在同一水平面；(2)在每个凹槽内分别放置工字钢连杆于两个工字钢梁上，并用电焊机焊接工字钢连杆与两个工字钢梁，以形成两个完整的工字钢架，焊接时保持工字钢连杆与两个工字钢梁垂直；(3)校核工字钢连杆的强度工字钢连杆的强度满足公式：[σ]3>σ3max其中：[σ]3为工字钢连杆的许用应力，σ3max为工字钢连杆的最大弯曲正应力，σ3max由下式确定：式中：M3max为工字钢连杆上的最大弯矩，y3为工字钢连杆高度的一半；Iz2为工字钢连杆截面对其中性轴的惯性矩；对于σ3max<[σ]3，表示设计满足要求，对于σ3max>[σ]3，表示设计不满足要求，则更换工字钢连杆规格，并重新设计；第五步、在每个工字钢连杆的两端分别用三根方钢焊接三角形方钢架：(1)第一根方钢用电焊机焊接于工字钢连杆的翼缘上，并预留出距离电缆箱涵2～3cm的位置；(2)第二根方钢竖直焊接于第一根方钢靠近电缆箱涵的一端，并与电缆箱涵距离保持为2～3cm；(3)第三根方钢的两端用电焊机分别焊焊接于第一根方钢远离箱涵的一端和第二根方钢的上端头，与前两根方钢组成一个三角形；第六步、抬升工字钢架并锚固，包括：(1)卸去工字钢固定夹，用吊机抬升工字钢架与电缆箱涵底部轻微接触，并使工字钢连杆两端的三角形钢架与电缆箱涵的距离均为2～3cm，再对工字钢架的四个端头与其所在凹槽底部土体之间的缝隙用钢砌块进行填充；(2)对工字钢架四个端头所在的四个凹槽设立与所述凹槽尺寸匹配的模板，并浇筑混凝土锚固；(3)校核浇筑混凝土强度所述浇筑混凝土在强度上满足公式：[fc]＞p式中：[fc]为混凝土抗压强度；p为混凝土实际受到工字钢梁的压强，p由下式确定：式中：G为电缆箱涵重量；A为工字钢梁在混凝土中的底面积；对于p<[fc]，表示设计满足要求；对于p>[fc]，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正，朱亮来，吴庆润，程波，金剑，曾毅，丁鹏飞，刘新功，陈红，邓江，陈霄，周祯淳，张建启，陈柯霖，沈水龙，吕海敏，
申请(专利权)人：中铁二十四局集团有限公司，中铁二十四局集团有限公司轨道交通分公司，
类型：发明
国别省市：上海,31