一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的施工装置的制作方法

本实用新型涉及一种地下建筑工程技术领域中的施工装置，具体地，涉及一种用现浇工字钢保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的施工装置。

背景技术：

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，发明一种高压电缆的原位保护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CN 104518473 A，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：“本发明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，该发明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，若重新施工两根大梁则耗资高，施工慢。此外，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。

技术实现要素：

针对轨道交通施工给地下高压电缆箱涵带来的搬迁问题或就地保护的缺陷问题，本实用新型提出一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的施工装置，该装置在轨道交通车站，隧道施工通道施工带来的地下高压电缆箱涵保护的问题中。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种保护跨越基坑的地下高压电缆箱涵的施工装置，包括支护装置和防护装置，所述支护装置用于支撑电缆箱涵重力，防止电缆箱涵产生过大弯矩而破坏；所述防护装置用于约束电缆箱涵的侧向位移，防止电缆箱涵因风荷载、地震荷载产生侧向偏移；其中：

所述支护装置包括两个工字钢梁、若干工字钢连杆和钢筋网，其中：两个所述工字钢梁分别设置于电缆箱涵的两侧，若干所述工字钢连杆间隔焊接于两个所述工字钢梁上以形成工字钢架，对所述工字钢架的四个纵向端头分别浇筑混凝土锚固；所述钢筋网设置于每相邻两个所述工字钢连杆之间的电缆箱涵底下，并通过喷射混凝土锚固；

所述防护装置为三角形方钢架，所述三角形方钢架由三条方钢首尾相连焊制而成，所述三角形方钢架对应焊接于电缆箱涵两侧的所述工字钢连杆上。

优选地，两个所述工字钢梁间的距离，根据围护桩距电缆箱涵的距离分为两种：

(1)围护桩距离电缆箱涵小于40cm，则两个工字钢梁间距离为：电缆箱涵的宽度+2×(电缆箱涵到围护桩中心的距离+围护桩的半径+10cm)；

(2)围护桩距离电缆箱涵大于40cm，则两个工字钢梁间距离为：电缆箱涵的宽度+20cm。

优选地，对所述工字钢架的四个纵向端头，即两个所述工字钢梁的两端分别设立混凝土模板，再通过浇筑混凝土锚固。

更优选地，所述工字钢连杆与电缆箱涵底部刚好接触，并在所述工字钢架四个纵向端头与所述混凝土模板间缝隙处垫置钢砌块。

优选地，两个所述工字钢梁的结构相同，均由两根I20b工字钢及一根I18工字钢焊接而成，两根所述I20b工字钢分别焊接于一根所述I18工字钢的上、下两端，并保证两根所述I20b工字钢及一根所述I18工字钢的腹板在同一竖直平面。

更优选地，所述I20b工字钢和所述I18工字钢的长度均为：电缆箱涵所跨越的基坑宽度+2m。

优选地，所述工字钢连杆与所述工字钢梁垂直焊接，且若干工字钢连杆间隔120cm设置。

更优选地，所述工字钢梁在与所述工字钢连杆焊接之前通过工字钢夹固定，使工字钢梁保持竖直。

更优选地，所述工字钢连杆的长度为：两个工字钢梁间的垂直距离。

优选地，所述工字钢架的四个纵向端头浇筑混凝土锚固前用吊机调整工字钢架位置，使工字钢连杆与电缆箱涵底部刚好接触，并在工字钢架四个纵向端头与混凝土模板间缝隙处垫置钢砌块。

优选地，所述钢筋网为12@150mm钢筋网。

优选地，所述三角形方钢架的三条方钢分别为：水平方钢、竖直方钢和斜边方钢，其中：水平方钢与工字钢连杆翼缘焊接于一起，竖直方钢下端焊接于水平方钢靠近连杆中点的一端，斜边方钢的两端分别焊接于竖直方钢的上端和水平方钢远离连杆中点的一端。

更优选地，所述水平方钢的焊接位置为工字钢连杆上距离电缆箱涵2～3cm处到工字钢连杆端头。

更优选地，所述水平方钢、竖直方钢和斜边方钢为边长5cm的方钢。

更优选地，所述水平方钢的长度为工字钢连杆远离电缆箱涵的一端到距离电缆箱涵边上2～3cm的位置。

更优选地，所述竖直方钢的长度为电缆箱涵高度的三分之二。

本实用新型的工作原理：

所述支护装置的目的在于支撑部分电缆箱涵和围护装置共同的重力，以及防止电缆箱涵出现向下的变形；支护装置中，电缆箱涵直接与工字钢连杆和喷锚的钢筋网接触，通过工字钢连杆和钢筋网把其重力传递给两侧工字钢梁，两侧工字钢梁的端头锚固于基坑边坡，工字钢梁再把电缆箱涵的重力传递给边坡岩土；间隔设置的工字钢连杆和钢筋网能有效减少电缆箱涵中部弯矩，防止电缆箱涵发生弯曲变形；

所述防护装置的目的在于约束电缆箱涵因风荷载、地震荷载或施工过程中各种施工设备偶然触碰等因素产生的侧向位移；防护装置中，三角形方钢架与电缆箱涵留有小缝隙，用于避免因初始接触产生预应力而导致三角形方钢架变形、降低三角形方钢架支护能力，小缝隙还能有助于观察电缆箱涵的位移，以便及时作出应对措施；三角形方钢架在电缆箱涵出现侧向位移受力时由竖直方钢传递给水平方钢和斜向方钢，再通过水平工字钢连杆传递给工字钢梁，再通过锚固的工字钢架端头传递给基坑土体，由基坑土体承受侧向力，从而防护电缆箱涵侧向位移。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型有效地解决了在施工通道上埋有地下高压电缆箱涵的问题，用支护结构和防护结构有效地保证了电缆箱涵的安全，避免了高压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，减轻了对社会的影响。

附图说明

通过阅读参照以下附图对现浇钢架保护地下高压电缆箱涵施工装置实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一优选实施例的装置平面图；

图2为本实用新型一优选实施例的装置剖面图；

图3为本实用新型一优选实施例的装置侧面图；

图中：

1为工字钢梁，1-1为I20b工字钢，1-2为I18工字钢；2为I10工字钢连杆；3为三角形方钢架，3-1为水平方钢，3-2为竖直方钢，3-3为斜边方钢；4为钢筋网；5为电缆箱涵；6为C30微膨胀混凝土。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

以重庆某轻轨线路为例，所涉及到的电缆箱涵为110KV高压电缆箱涵，截面尺寸为1.7m(宽)×1.5m(高)，横跨基坑长度为21m；位于隧道出入施工通道上，埋藏在地下约1m深处。围护桩直径为70cm，距电缆箱涵的距离为20cm。

如图1、图2、图3所示，一种用现浇工字钢架保护跨越基坑地下高压电缆箱涵的装置，包括支护装置和防护装置；

所述的支护装置包括：两个工字钢梁1、若干工字钢连杆2和钢筋网4，其连接关系为：在电缆箱涵5的左、右两侧各设置一根工字钢梁1，在两工字钢梁1上间隔垂直焊接工字钢连杆2以形成一个完整的工字钢架；对工字钢架的四个纵向端头，即两个工字钢梁1的两端分别设立长100cm、宽50cm、高100cm的混凝土浇筑模板，浇筑混凝土锚固工字钢架的四个纵向端头；钢筋网4铺设于相邻工字钢连杆2之间，并喷射混凝土锚固。

作为一优选地实施方式，两个所述的工字钢梁1均由两根I20b工字钢1-1和一根I18工字钢1-2焊接而成；所述I20b工字钢1-1和I18工字钢1-2长度均为23m；焊接时两根保持I20b工字钢和一根I18工字钢的腹板在一个竖向平面。

作为一优选地实施方式，若干所述的工字钢连杆2均为长410cm的I10工字钢连杆，并每隔120cm设置一个；在与工字钢梁1焊接前采用工字钢固定夹使工字钢梁1保持竖直，焊接时保证I10工字钢连杆2与工字钢梁1垂直。

本实施例中，在浇筑混凝土锚固工字钢架四个端头前卸下工字钢固定夹，使用吊机抬升工字钢架与电缆箱涵5轻微接触，设立长100cm宽50cm高100cm的混凝土浇筑模板，再用钢砌块填充工字钢梁1端头与混凝土模板底部间缝隙。

进一步的，浇筑的所述混凝土为C30微膨胀混凝土6。

作为一优选地实施方式，所述的钢筋网4的规格为12@150mm。

进一步的，所述的钢筋网4上喷射的混凝土为C25早强混凝土。

如图1、图2所示，所述的维护装置为三角形方钢架3，三角形方钢架3包括：水平方钢3-1、竖直方钢3-2和斜向方钢3-3；其连接方式为：

所述竖直方钢3-2的下端焊接于所述水平方钢3-1的端头上，所述斜向方钢3-3的两端分别焊接于所述水平方钢3-1的另端头和所述竖直方钢3-2的上端头。

作为一优选地实施方式，所述的三角形方钢架的水平方钢3-1、竖直方钢3-2和斜向方钢3-3选用边长为5cm的方钢；

所述的水平方钢3-1的长度为118cm，所述的竖直方钢3-2的长度为100cm，所述的斜向方钢3-3的长度为155cm。

本实施例中，所述的维护装置与所述支护装置通过焊接水平方钢3-1和I10工字钢连杆2进行连接，并在焊接时保证所述水平方钢3-1靠近电缆箱涵5端头距离电缆箱涵5为2cm处。

本实施例所有附图仅仅是为了便于解释说明本实用新型的技术内容；构成最优实施方式所采用的数字、零部件的位置、零部件之间的相互关系以及零部件的尺寸等技术特征不构成对技术方案本身的限定，而应延伸至该技术领域所覆盖的整个领域。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实例做了详细介绍，但是需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。