电力隧道工程施工技术分析

电力隧道工程施工技术分析
摘要：随着城市的建设和发展，输、配电线路设施地下化在改善城市环境和强化城市防灾安全显得尤为重要。

目前，电力线路多采用地下输、配电线路，采用开槽、顶管、浅埋暗挖以及盾构等方法铺设。

本文主要对当前电力隧道工程浅埋暗挖施工方法进行了详细分析。

关键词：浅埋暗挖；电力隧道；施工技术
0 引言
电力隧道跨度小、支护刚度相对较大，在城区正常的地质条件下施工安全可靠，对地下管网及建筑物的影响较小。

根据道路及市政管网总体规划，电力隧道主干线一般布置于其他管线下部。

且靠近红线，隧道覆跨比较小，一般属于浅埋甚至超浅埋暗挖隧道，对于一些对沉降较为敏感的建筑物、土质条件较差以及地下水较为丰富的区域，施工难度较大，风险等级较高，需要采取一系列施工技术措施来保证施工安全。

1 工程难点与风险分析
某立交桥梁位于市区，车流量大，社会影响大，必须采取有效的施工技术措施和组织措施，确保施工安全。

主线桥为3跨预应力混凝土连续箱梁，桥台为承台、钻孔灌注桩，中墩为双柱、承台、钻孔灌注桩，1号桥台桩基为摩擦桩，桩底标高13.800 m，电力隧道底高程为37 m。

电力隧道从主线桥l～2号轴边跨下穿，距l号轴桩距约4 m，距离较小，属浅埋暗挖近接施工，现况结构对施工扰动较为敏感。

因此，电力隧道施工必须严格控制沉降，避免对结构产生破坏。

l、2、5号通道桥为天然地基下的扩大基础，基础底高程46.700 m，电力隧道底高程37 m，顶高程40.200 m。

与通道基础净距6.5 m；隧道从通道桥跨中穿过，距通道基础水平净距6.8 m，通道基础位于隧道施工影响范围内，并且隧道覆跨比变小，仅为2.1～2.2，施工沉降会对桥梁产生一定的影响。

因此，电力隧道穿越通道时必须严格控制沉降，保证现况通道桥梁安全。

另外，经调查，桥区地下有大量管线，施工过程中必须保证地下管线的安全。

2 采取的注浆加固措施
为确保该桥的安全，在过该桥段采用以下方案：过该桥段隧道拱顶、侧墙采用全断面注A、C无收缩双液浆加固地层；对隧道拱顶及侧墙四周土体进行注浆加同。

2.1 注浆加固原理
注浆过程中，当注浆到一定压力后，在注浆孔周围会产生一定大小的泡体。

随着压力的不断增加，在浆液泡体上方的土体会产生一个倒立锥形剪切面；另一方面，当浆液泡体的直径(r)增大时，周围的土体将提供越来越大的阻力。

设浆液泡体的向上总压力为，浆液泡体的水平压力为。

圆柱形浆液泡体平面投影面积为，圆柱形浆液泡体的侧面积为，则有：
因为值唯一，所以研的增加与浆液直径的平方成正比，而的增加与浆液直径的一次方成正比。

因此，浆液向上总压力的增加幅度远大于总水平力的增加幅度。

在一定压力下，浆液泡体直径达到了一个极限值，此时，水平和向上的压力足以使得浆液充填土体问的缝隙，从而改良土体的物理指标。

2.2 注浆参数及浆液配比
(1)注浆材料配合比。

A液(200L)：硅酸钠100 L、水100 L；B液(200 L)；Gs 8.5％、P剂4.5％、H剂6.7％、C剂7.1％、水；C液(200L)；水泥33.3％、DHP剂5.6％、GOX剂4.2％、XPM剂5.4％、水。

由A、B液组成溶液，由A、C液组成悬浊液。

注浆时，将根据现场实际情况加入适当特种材料以调节凝结时间、增加可灌性和改善早期强度。

(2)主要注浆技术参数。

注浆压力一般为0.3～0.6 MPa；注浆扩散半径500 mm，孔间距为350 mm，重叠150 mm；浆液平均注入率一般回填土层35％，淤泥层30％，黏土层20％，砂卵层30％，该加固范围内主要为黏土层，注入率按20％进行控制；凝结时间一般30～60 s。

该黏土层改良后土体强度达到1.O～1.2 MPa，渗透系数k=10-7～10-8 cm／s。

(3)注浆效果检测方法。

注浆结束后，采用注浆体内钻孔取样检查方法。

检查孔的数目约为总注浆孔数的5％～10％。

检查的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。

2.3 注浆加固施工方法
根据现场条件，采用在隧道内布孔注浆加固施工方法。

采用XY-28300型钻机钻孔，使用的注入管为旋转二重管，直径Ø42 mm，在端点装有管内混合器，使注浆液充分混合。

当达到设计深度，内管的喷水孔将关闭，以进行横喷射。

用SYB-60／160型注浆泵将A、B液分别压人外管和内管，并在二重管的端头混合室内混合，通过滤网在水平方向实行喷射，使注浆液浸透到地层中。

二重管双液浆压注示意图，见图1。

图1 二重管双液浆压注示意图
3 隧道施工技术措施
3.1 双液注浆加固施工
为确保施工安全，在过该桥段加注A、C无收缩双液浆，对电力隧道拱顶、侧墙、底板土体进行注浆加固。

加固范围为隧道结构外2 m，注入率为20％，两个循环之间相互搭接长度约4 m(见图2)。

图2 注浆加固纵面示意图
双液浆主要改善土体物理性质，增加隧道四周土体抗压强度和黏结性，达到加同目的。

在注浆检测满足要求后，方可进行开挖施工。

3.2 土体开挖
(1)隧道土方开挖，采用正台阶法，中间留核心土，确保掌子面土体的稳定。

开挖步距严格控制在50 cm以内。

开挖掌子面土体时，严禁掏挖核心土，严格控制超挖量。

(2)开挖时设专人负责洞内支护状态监护，发现土层有异常情况应停止作业，及时向有关人员反映，查明原因并制定可靠方案后再继续施工。

3.3 锚喷支护施工
(1)施工中孥持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字原则，尽量减少对围岩的扰动。

开挖步距严格控制在0.5 m，力求在4～6 h使隧道结构封闭成环。

(2)加强拱脚处理。

安装拱部网构钢架时，在两拱脚部位安设Ø32、L=2.25m钢花管，并注入早强水泥砂浆，使其形成受力良好的锚管，从而保证隧道结构稳定。

(3)确保喷射混凝土质量。

要确保每榀拱架上方喷实，使喷射混凝土与围岩密贴，施工中安排专人逐榀检查拱顶喷实情况，发现空洞要及时处理。

如果空洞不大可以用低强度混凝土填满即可．如果空洞较大必须使用喷射混凝土将孔洞喷实。

并且在该处预留注浆管，待下一榀闭合后马上压注水泥砂浆处理，确保隧道拱顶的密实。

(4)及时进行背后同填注浆。

为保证初期支护喷射混凝土与地层密贴，减少地面沉降要及时进行衬砌背后回填注浆。

回填注浆孔一般设在拱顶，间距2m，注浆材料采用水泥砂浆，注浆压力小于0.4 MPa。

穿越砂层时，拱顶的背后回填注浆一定要随隧道的掘进同步进行，与掌子面的距离控制在5～10 m以内。

(5)控制注浆压力。

注浆时要密切监测注浆压力，防止压力过大造成地下管线拱起破坏和地面的隆起。

3.4 防水层及二衬结构施工
隧道结构防水及二次衬砌为一般常规施工，本文不再赘述。

3.5 地下管线的保护
该工程9～1l号竖井之间需穿越多条市政地下管线。

其中，两条Ø1 750雨水管线、两条Ø1 050污水管线，管径大、且距拱顶较近，是保护的重点。

为保证施工中地下管线不发生破坏，采取了以下措施：
(1)与各管线管理单位取得联系，确定加同措施，对既有管线进行保护。

(2)制定应急预案。

污水管线：一旦发生渗漏，立即启动备用水泵，将水倒向下游，控制污水向隧道内渗流，同时通知管线管理单位。

燃气及上水管线：一旦发生故障，立即通知管理单位，并积极配合管线管理单位进行处理。

(3)施工中对管线进行监控。

一旦管线发生情况，立即配合管理单位进行紧急处理。

4 结束语
在城区复杂环境下的软弱同岩隧道施工技术已较为成熟，关键在于如何按既定方案施工，严格进行过程管理。

电力隧道目前已通过竣工验收，在建设单位、设计单位和监理单位的大力配合下，隧道施工风险得到了有效控制，顺利完成了隧道施工，收到了良好的社会效益和经济效益。