1、1电力隧道浅埋暗挖穿越民心河施工技术摘要：本文主要以石家庄市电力隧道工程穿越民心河施工为例，简要介绍电力隧道在地下浅埋暗挖施工中遇到河流时应采取的必要措施。本工程在穿越民心河段施工时有效采取了筑围堰断河导流、动态监测、激光定位、拱部异型钢模板的应用、免振捣自密实凝土快速浇筑等方法，使得穿越民心河段时安全、快速、顺利完成。 关键词：浅埋暗挖；穿越；围堰；断河导流；二次砌衬；免振捣自密混凝土 Abstract: This paper mainly take Shijiazhuang city power tunnel project across the river people construc
2、tion as an example, introduces electric power tunnel in shallow underground excavation construction in river should take the necessary measures. The project through the popular river construction taking effective building cofferdam break river diversion, dynamic monitoring, laser positioning, arch s
3、haped steel formwork, the application of self-compacting concrete rapid pouring method, make people reach through security, rapid, smooth finish. Key words: shallow excavation; crossing; cofferdam; broken River Diversion; two lining; self dense concrete without 2vibration 中图分类号：TU74 文献标识码：A 1 问题提出 东
4、南 220kV 站 110kV 线路切改工程电缆隧道全长约 4100m。为避免对市内交通及环境的影响，隧道施工采用浅埋暗挖法施工。隧道正洞衬砌内净空为 2.3m（宽）4.04m（高） ，喷射混凝土厚度为 250mm。为与石家庄市东南变电站相接，隧道东西向要穿越过民心河，民心河底处覆土厚度约 15m。根据地质报告，东南隧道施工过民心河段介于粉土层与中砂层之间。 由于石家庄市民心河于 1999 年修建，修建时河床虽有混凝土防水，但河床上长时间有水流通过，其下部土层含水率必定偏高。目前民心河渠宽 25m，河底水深约 1.2m，底部淤泥约 200mm 厚。隧道要想顺利从民心河下穿过，首先要保证不能对河
5、体造成损坏，更不能在地下浅埋暗挖时发生渗水、透水现象，保证人员的生命安全。电力隧道如何才能安全的从民心河下顺利穿过成为本工程的难题。 2 施工方案确定 结合现场实际情况和以往施工经验，要想保证隧道安全的从民心河底穿过，拟采用以下两种方案。第一种方案将民心河水层和底部土层隔离。第二种方案采取围堰挡水导流，将隧道施工区域形成 30m 干燥带，再进行隧道施工。 对于第一种施工方案，要选在河流水位较低时进行施工。防水隔离3层施工前，首先要对隧道正上方 20m 范围内河段底部的铁丝、树枝等硬东西清理干净，防止破坏隔离防水层。然后在河底部隧道开挖范围内铺设 20m30m 厚度 1.5cm 的三防布。民心河
6、底部混凝土刚性防水再加上新铺设的一道三防布柔性防水，便在隧道中心施工上方形成一道宽 20m 的隔离层，能有效减少渗水、透水现象。即便有局部渗水，也不会出现大范围的透水现象。 对于第二种施工方案，通过联系民心河管理处临时关闭闸门，上游临时截流。在隧道通过民心河的正上方上、下游 15m 处分别设立挡水围堰，围堰高度比可能出现的最高水位高 0.5m。围堰的稳定性需要经计算确定。导流管采用 1000PE 排水管，数量根据河水的流量选取 4 根，保证河道内水流的正常流动。施工时，先将导流管安放就位，后筑围堰。 导流管采用 25t 汽车吊和人工配合安装就位。PE 管就位后，在 PE管周围每隔 3m 做一道
7、砂袋固定点。砂袋从 PE 管底部铺起，一方面保证导流管高度，另一方面起加固导流管作用。筑围堰时，先筑上游挡水围堰后再筑下游挡水围堰，最后填实 PE 管周边的堵缝。围堰筑好后用多台潜水泵连续抽水直至抽净使截流段处于干燥状态。 方案对比： 方案一便于操作，成本较低，但需带水作业，安全性较差。方案二成本投入较高，但通过断水导流使得隧道开挖区域处于干燥状态，便于操作，安全性较高。 安全方案编制完成后，并经过了专家论证。处于对民心河下部隧道施工安全考虑，最终决定采用导流施工方案。 43 隧道开挖保证措施 为保证穿越民心河时土层的整体稳定性，要坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、控下沉”
8、原则进行施工。 3.1 管超前 在隧道工作面开挖前，沿隧道拱部开挖轮廓线外打入带孔小导管，并通过小导管向土体压注起胶结作用的浆液，在隧道轮廓线外形成一个0.61.2m 厚的弧型加固圈。在此加固圈的保护下即可安全地进行开挖作业。 小导管采用 32 mm，L=3.5m，壁厚 3.25mm 的无缝钢管。一端封闭并制成尖状，管壁上每隔 150mm 交错钻孔，孔眼直径为 6mm。小导管尾端采用 8 钢筋焊一圈加强箍，防止施工时导管尾端变形。小导管沿拱部环向间距 0.3m 布置，外插角 712，两次小导管纵向搭接长度1.0m，小导管尾端与钢架焊接为一体。 3.2 严注浆 在打设超前小导管后，根据地层地质情
9、况，注浆采用水泥加水玻璃双浆液，并及时根据现场情况和施工经验调整注浆量，确保施工安全。注浆时要注意以下几点： （1）注浆应自一端起跳孔顺序注浆，并观察有无串孔现象，发生串孔时应封闭相邻孔。 （2）注浆口最高压力须严格控制在 0.5MPa 以内，以防压裂工作面。（3）进浆速度不宜过快，一般控制每根导管双液总进量应在530L/min 以内。 （4）导管注浆采用定量注浆，即每根导管内注入 400L 浆液后即结束注浆。如压力逐渐上升，流量逐渐减少，虽然未注入 400L 浆液，但孔口压力已达到 0.5MPa 时也应结束注浆。 （5）注浆时，水泥浆与水玻璃浆的体积比（即 C：S）应按所需凝胶时间选定，一般
10、应控制在 1：0.61:1。 （6） 注浆结束后应及时清洗泵，阀门和管路，保证机具完好，管路畅通。 3.3 短开挖 过民心河段时，开挖采用短台阶快速开挖方法，每次循环进尺不超过 0.5m。开挖时，为保证隧道的中心线一致，防止出现偏斜，本工程开挖定位采用在隧道中心拱顶部位悬挂激光定位仪进行中心定位。同时，在开挖过程中要设专人对开挖的土层稳定性进行监测，发现不稳定现象时及时反馈。 3.4 强支护 隧道每开挖 0.5m，要及时采用按图纸制作的钢架及时支护。本工程钢架主筋采用 4 根 25mm 钢筋，箍筋用 16mm 钢筋之字型焊接成的格构式钢架。为便于现场支护作业，制作时在起拱线处断开，在断开处的钢
11、筋端部焊接角钢连接件，并钻连接螺栓孔，支设就位时用螺栓连接固定成型。 3.5 早封闭 开挖后初期支护要尽早封闭成环，以改善受力条件。在穿越民心河6段时，采用昼夜不停的 24 小时连续施工，并加强现场验收。采用超前支护一层，开挖一层，钢架支护一层，封闭成环一层的施工方法。 3.6 勤量测 量测是对施工过程中土体及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段。在穿越民心河段时，采取每 10m 布置一个断面，每断面设 3 个监测点，拱顶下沉用精密水准仪量测，两边墙之间的相对位移用收敛仪量测。过民心河段时，要提高观测频率，拱顶下沉和周边收敛量测要每 4 小时最少量测一次。 3.7 速反馈 当开挖土层与地勘报告不
12、相符，及现场遇到特殊情况及时反馈至设计部门，作出相应的调整方案。同时，在监测过程中，如发现上述变形速率过大时应及时向施工技术人员反应，并及时采取相应措施。 4 二次衬砌混凝土施工 穿越民心河时，初次喷锚暗挖结构混凝土施工完后，还要进行防水层和二次衬砌施工。二次衬砌模板采用定型加工的组合钢模板，即上拱定制两套异形钢模板，整体支设，侧墙采用组合钢模板。支模时要在拱顶处预留 20mm 的下沉量。堵头模板要支设顺直、牢靠，防止漏浆现象。 电力隧道二次衬砌混凝土截面为椭圆形。在模板支设完后，拱部混凝土很难振捣密实。本工程二次衬砌混凝土采用免振捣自密实混凝土。 免振捣自密实混凝土能够在自重作业下不用振捣，
13、自行填充模板内的空间，形成密实的混凝土结构。免振捣自密实混凝土施工前要进行多次适配调整，优化配合比，达到工程要求的流动性、和易性和强度后才7能应用于工程中。拱部的混凝土浇筑时，为防止拱顶空洞，一般采用向上灌注方式，也可采用充填性更好的挤压方式。 5 结论与建议 电力隧道在穿越河流或障碍物施工时，要对施工现场情况进行详细调查研究，结合现场实际情况和图纸，制定切实可行的专项方案，通过对施工方案的必选和专家论证。选择切实可行的施工方案是保证整个工程安全顺利实施的前提。浅埋暗挖施工中，隧道开挖要执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、控下沉”方针，可有效的保证工程的施工质量和安全。 参考文献： 【1】铁路隧道工程施工安全技术规程 TB 10304-2009 【2】铁路隧道监控量测技术规程 TB 10121-2007 【3】程道广.大型地下电缆隧道浅埋暗挖法施工技术.建筑技术 第33 卷 第 11 期 【4】段雄辉.免振捣自密实混凝土技术及工程实践. 建筑技术 第 28卷 第 1 期 作者简介 王彦辉，工程师，工作于河北省电力建设第一工程公司。
