電力隧道淺埋暗挖穿越民心河施工技術

　　摘要：本文主要以石家莊市電力隧道工程穿越民心河施工為例，簡要介紹電力隧道在地下淺埋暗挖施工中遇到河流時應采取的必要措施。本工程在穿越民心河段施工時有效采取了筑圍堰斷河導流、動態監測、激光定位、拱部異型鋼模板的應用、免振搗自密實凝土快速澆筑等方法，使得穿越民心河段時安全、快速、順利完成。

　　關鍵詞：淺埋暗挖;穿越;圍堰;斷河導流;二次砌襯;免振搗自密混凝土

　　1問題提出

　　東南 220kV站110kV線路切改工程電纜隧道全長約4100m。為避免對市內交通及環境的影響，隧道施工采用淺埋暗挖法施工。隧道正洞襯砌內凈空為2.3m(寬)×4.04m(高)，噴射混凝土厚度為250mm。為與石家莊市東南變電站相接，隧道東西向要穿越過民心河，民心河底處覆土厚度約15m。根據地質報告，東南隧道施工過民心河段介于粉土層與中砂層之間。

　　由于石家莊市民心河于1999年修建，修建時河床雖有混凝土防水，但河床上長時間有水流通過，其下部土層含水率必定偏高。目前民心河渠寬25m，河底水深約1.2m，底部淤泥約200mm厚。隧道要想順利從民心河下穿過，首先要保證不能對河體造成損壞，更不能在地下淺埋暗挖時發生滲水、透水現象，保證人員的生命安全。電力隧道如何才能安全的從民心河下順利穿過成為本工程的難題。

　　2 施工方案確定

　　結合現場實際情況和以往施工經驗，要想保證隧道安全的從民心河底穿過，擬采用以下兩種方案。第一種方案將民心河水層和底部土層隔離。第二種方案采取圍堰擋水導流，將隧道施工區域形成30m干燥帶，再進行隧道施工。

　　對于第一種施工方案，要選在河流水位較低時進行施工。防水隔離層施工前，首先要對隧道正上方20m范圍內河段底部的鐵絲、樹枝等硬東西清理干凈，防止破壞隔離防水層。然后在河底部隧道開挖范圍內鋪設20m×30m厚度1.5cm的三防布。民心河底部混凝土剛性防水再加上新鋪設的一道三防布柔性防水，便在隧道中心施工上方形成一道寬20m的隔離層，能有效減少滲水、透水現象。即便有局部滲水，也不會出現大范圍的透水現象。

　　對于第二種施工方案，通過聯系民心河管理處臨時關閉閘門，上游臨時截流。在隧道通過民心河的正上方上、下游15m處分別設立擋水圍堰，圍堰高度比可能出現的最高水位高0.5m。圍堰的穩定性需要經計算確定。導流管采用Ф1000PE排水管，數量根據河水的流量選取4根，保證河道內水流的正常流動。施工時，先將導流管安放就位，后筑圍堰。

　　導流管采用25t汽車吊和人工配合安裝就位。PE管就位后，在PE管周圍每隔3m做一道砂袋固定點。砂袋從PE管底部鋪起，一方面保證導流管高度，另一方面起加固導流管作用。筑圍堰時，先筑上游擋水圍堰后再筑下游擋水圍堰，最后填實PE管周邊的堵縫。圍堰筑好后用多臺潛水泵連續抽水直至抽凈使截流段處于干燥狀態。

　　方案對比：

　　方案一便于操作，成本較低，但需帶水作業，安全性較差。方案二成本投入較高，但通過斷水導流使得隧道開挖區域處于干燥狀態，便于操作，安全性較高。

　　安全方案編制完成后，并經過了專家論證。處于對民心河下部隧道施工安全考慮，最終決定采用導流施工方案。

　　3 隧道開挖保證措施

　　為保證穿越民心河時土層的整體穩定性，要堅持“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測、控下沉”原則進行施工。

　　3.1管超前

　　在隧道工作面開挖前，沿隧道拱部開挖輪廓線外打入帶孔小導管，并通過小導管向土體壓注起膠結作用的漿液，在隧道輪廓線外形成一個0.6～1.2m厚的弧型加固圈。在此加固圈的保護下即可安全地進行開挖作業。

　　小導管采用φ32 mm，L=3.5m，壁厚3.25mm的無縫鋼管。一端封閉并制成尖狀，管壁上每隔150mm交錯鉆孔，孔眼直徑為6mm。小導管尾端采用φ8鋼筋焊一圈加強箍，防止施工時導管尾端變形。小導管沿拱部環向間距0.3m布置，外插角7°～12°，兩次小導管縱向搭接長度≥1.0m，小導管尾端與鋼架焊接為一體。

　　3.2嚴注漿

　　在打設超前小導管后，根據地層地質情況，注漿采用水泥加水玻璃雙漿液，并及時根據現場情況和施工經驗調整注漿量，確保施工安全。注漿時要注意以下幾點：

　　(1)注漿應自一端起跳孔順序注漿，并觀察有無串孔現象，發生串孔時應封閉相鄰孔。

　　(2)注漿口最高壓力須嚴格控制在0.5MPa以內，以防壓裂工作面。

　　(3)進漿速度不宜過快，一般控制每根導管雙液總進量應在30L/min以內。

　　(4)導管注漿采用定量注漿，即每根導管內注入400L 漿液后即結束注漿。如壓力逐漸上升，流量逐漸減少，雖然未注入400L 漿液，但孔口壓力已達到0.5MPa時也應結束注漿。

　　(5)注漿時，水泥漿與水玻璃漿的體積比(即C：S)應按所需凝膠時間選定，一般應控制在1：0.6～1:1。

　　(6) 注漿結束后應及時清洗泵，閥門和管路，保證機具完好，管路暢通。

　　3.3短開挖

　　過民心河段時，開挖采用短臺階快速開挖方法，每次循環進尺不超過0.5m。開挖時，為保證隧道的中心線一致，防止出現偏斜，本工程開挖定位采用在隧道中心拱頂部位懸掛激光定位儀進行中心定位。同時，在開挖過程中要設專人對開挖的土層穩定性進行監測，發現不穩定現象時及時反饋。

　　3.4強支護

　　隧道每開挖0.5m，要及時采用按圖紙制作的鋼架及時支護。本工程鋼架主筋采用4根Φ25mm鋼筋，箍筋用Φ16mm鋼筋之字型焊接成的格構式鋼架。為便于現場支護作業，制作時在起拱線處斷開，在斷開處的鋼筋端部焊接角鋼連接件，并鉆連接螺栓孔，支設就位時用螺栓連接固定成型。

　　3.5早封閉

　　開挖后初期支護要盡早封閉成環，以改善受力條件。在穿越民心河段時，采用晝夜不停的24小時連續施工，并加強現場驗收。采用超前支護一層，開挖一層，鋼架支護一層，封閉成環一層的施工方法。

　　3.6勤量測

　　量測是對施工過程中土體及結構變化情況進行動態跟蹤的主要手段。在穿越民心河段時，采取每10m布置一個斷面，每斷面設3個監測點，拱頂下沉用精密水準儀量測，兩邊墻之間的相對位移用收斂儀量測。過民心河段時，要提高觀測頻率，拱頂下沉和周邊收斂量測要每4小時最少量測一次。

　　3.7速反饋

　　當開挖土層與地勘報告不相符，及現場遇到特殊情況及時反饋至設計部門，作出相應的調整方案。同時，在監測過程中，如發現上述變形速率過大時應及時向施工技術人員反應，并及時采取相應措施。

　　4二次襯砌混凝土施工

　　穿越民心河時，初次噴錨暗挖結構混凝土施工完后，還要進行防水層和二次襯砌施工。二次襯砌模板采用定型加工的組合鋼模板，即上拱定制兩套異形鋼模板，整體支設，側墻采用組合鋼模板。支模時要在拱頂處預留20mm的下沉量。堵頭模板要支設順直、牢靠，防止漏漿現象。

　　電力隧道二次襯砌混凝土截面為橢圓形。在模板支設完后，拱部混凝土很難振搗密實。本工程二次襯砌混凝土采用免振搗自密實混凝土。

　　免振搗自密實混凝土能夠在自重作業下不用振搗，自行填充模板內的空間，形成密實的混凝土結構。免振搗自密實混凝土施工前要進行多次適配調整，優化配合比，達到工程要求的流動性、和易性和強度后才能應用于工程中。拱部的混凝土澆筑時，為防止拱頂空洞，一般采用向上灌注方式，也可采用充填性更好的擠壓方式。

　　5 結論與建議

　　電力隧道在穿越河流或障礙物施工時，要對施工現場情況進行詳細調查研究，結合現場實際情況和圖紙，制定切實可行的專項方案，通過對施工方案的必選和專家論證。選擇切實可行的施工方案是保證整個工程安全順利實施的前提。淺埋暗挖施工中，隧道開挖要執行“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測、控下沉”方針，可有效的保證工程的施工質量和安全。

　　參考文獻：

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