高压电缆隧道暗挖施工工艺
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【摘要】 结合工程实例,对科翔路高压架空线路迁改工程电缆隧道明挖改暗挖区间段工程施工的问题进行探讨,并针对相应的问题提出了处理措施。
关键词：高压电缆；暗挖隧道；管线；地层；施工措施；
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
科翔路高压架空线路迁改工程电缆隧道DK0+598～DK0+623.708段共长25.7m斜穿科翔路及路边绿化带，由于穿越路面表层有其它管线存在，无法采用明挖的方法进行施工，经论证后改为暗挖方式，暗挖方式成形的隧道断面与原设计明挖隧道断面相同，尺寸分别为：高×宽3.7m×3.1m，顶板及底板厚度为0.4m，边墙厚度为0.3m。
（1）明挖改暗挖段所处穿越管线主要为：
Φ300雨水砼管1条，埋深为1.15m；4孔200×200电信光纤管2条，埋深分别为0.62m和0.58m；6孔300×200电信光纤管2条，埋深为0.35m；8孔300×300电信光纤管6条，埋深为1.01m；2孔200×100电信光纤管1条，埋深为0.34m；2孔200×100路灯电缆管12条，埋深为0.37m；Φ2000雨水砼管1条，埋深为3.53m；Φ800雨水铸铁管1条，埋深为1.12m；
（2）明挖改暗挖段所处地层主要为：
①-1层粘性素填土: 棕色,棕褐色,稍湿-饱和,松散,主要由粉质粘土组成,含少量中、粗砂，局部含少量砖块和花岗岩质碎石。分布较广泛。该层厚度1.00～6.50m，平均3.05m。
①-4层压实中粗砂填土：棕色,稍湿-饱和,松散,主要由中粗砂组成,混粘性土约10%左右。厚度1.50～4.80m，平均3.32m；层顶标高25.82～32.44m，平均27.83m。该层进行标贯试验5次，实测标贯击数7.0～9.0击，平均7.6击。
②-2层粉质粘土：棕黄色,灰黄色,局部灰绿色，可塑,较匀质。厚度0.50～8.00m，平均3.23m；层顶埋深1.20～16.20 m，平均5.26m；层顶标高10.91～27.210m，平均21.89m。
②-2A层中砂: 棕黄色,饱和,稍密,含少量粘粒。厚度1.60～5.10m，平均3.10m；层顶埋深3.50～4.20m，平均3.73m；层顶标高22.37～27.24m，平均23.78m。该层进行标贯试验4次，实测标贯击数10.0 ～11.0击，平均10.8击。
②-4层中粗砂：棕黄色,浅灰色,饱和,稍密-中密,混少量角砾,含少量粘粒。厚度1.00～17.90m，平均7.55m；层顶埋深1.50～15.60m，平均8.36m；层顶标高10.37～28.38m，平均19.85m。该层进行标贯试验82次，实测标贯击数10.0～26.0击，平均16.1击。
其中①-1层粘性素填土和①-4层压实中粗砂填土呈松散状态，结构松散，稳定性较差；②-2层粉质粘土呈可塑状态，透水性差，为相对隔水层，稳定性一般；②-2A层中砂呈稍密状态，透水性好，稳定性差；和②-4层中粗砂呈稍密--中密状态，透水性好，稳定性差；电缆隧道明挖段改暗挖段主要穿越Ⅰ类、Ⅱ类围岩，易产生土体流动、开挖面不稳现象。
2、总体施工方案
电缆隧道明挖改暗挖区间段为DK0+598～DK0+623.708段原设计为明挖隧道法施工，综合考虑地下管线迁改在工期上的影响、施工安全以及工期等因素，拟对该段施工采用大管棚+全断面注浆加固+基底注浆加固，管棚、超前小导管、掌子面注浆管施工完毕后，采用上、下台阶法开挖，开挖每循环进尺控制在0.5～0.75m，开挖完毕后架设钢架进行支撑支护，初期支护采用钢架与锚、网、喷C25 P6砼进行联合支护。初期支护成环后，进行基底加固及背后回填注浆，上述工序完成后进行隧道防水层施工，然后进行二衬施工。为保证各项工序先后顺利完成，明挖改暗挖段的施工工作主要分为以下两部分：
（1）DK0+592～DK0+598段及DK0+623.708~DK0+632.91段明挖施工竖井；
（2）DK0+598～DK0+623.708段暗挖隧道
2.1施工竖井的施工措施
该区段作为暗挖隧道后续施工的工作井，设计上采用密排Φ800钻孔灌注桩+Φ600桩间止水双管旋喷桩+Φ600@450双管旋喷桩形成止水帷幕。内支撑采用H型钢和工字钢组合支撑。土方开挖采用长臂挖机分层下挖至设计底板底上200mm，余下200mm由人工清底，清底完成后，马上浇筑200mm厚双层钢筋网片混凝土封底。
2.2暗挖隧道的施工措施
2.2.1辅助施工措施
超前支护采用Φ108大管棚+Φ42小导管+Φ42PVC注浆管+Φ42钢管基底加固注浆。
（1）Φ108大管棚长35m，环向间距300mm,沿拱部按150mm°范围内布设，设置5m长管棚工作室，管棚搭接5m，管棚采用花管注浆，注浆采用水泥浆，注浆参数如下：
水泥采用42.5级普硅水泥
水灰比0.8~1.0
注浆压力0.8～1.0MPa
操作时具体压力参数应根据不同土质进行调整，适当情况下考虑注浆效果及建筑物的承受能力可以增加压力，以地面不隆起和建筑物不开裂为原则。
（2）Φ42钢管长3.5m,环向间距400mm, 拱部范围内布设，每排小导管搭接1.5m，注浆采用42.5级水泥，注浆参数如下：
水灰比0.8~1.0
注浆压力0.8～1.0MPa
（3）掌子面超前全断面加固
掌子面采用L=13m、Φ42PVC注浆管或Φ42钢管进行注浆加固，导管间距为500mm×500mm， 采用水泥～水玻璃～超细水泥三液浆进行劈裂注浆，注浆参数如下：
水泥采用42.5级普硅水泥
水玻璃模数2.6，25～35BeO
超细水泥用42.5级
水泥浆水玻璃浆液体积比1：1
水灰比0.6~0.8
注浆压力0.8～1.0MPa
止浆墙为350mm厚C20喷砼（敷设双层钢筋网）
（4）基底加固
架立完成格栅钢架以后，以45°角在初支底板斜向下打设一排L=3.5m、Φ42钢管,待初期支护成环形成以后，再用三液浆注浆加固，钢管环向间距400mm纵向间距1m。
（5）初支背后，回填注浆
每次开挖后喷砼前，在隧顶、边墙部位预留500mm长背后回填注浆管，待初支封闭一段后，及时注浆，浆液采用1：1水泥砂浆，注浆压力＜0.3 MPa，以防对初支结构造成损害。
2.2.2开挖及初期支护
注浆完毕后,采用上、下台阶法进行开挖施工。台阶长度2～3m,开挖后及时采用100mm厚网喷砼封闭掌子面，架立格栅钢架，敷设双层钢筋网。拱脚加固采用每个拱脚埋设两根锁脚锚管，锁脚锚管为Φ42小导管，L=3.5m，架设I20工字钢临时仰拱，敷设钢筋网，喷200mm厚C20砼封闭。拱脚及边墙布设L=3m、φ25中空锚杆，环、纵向间距1.0m，梅花型布置。初期支护喷砼采用300mm厚C20、S6砼。初期支护成环后,进行基底加固及背后回填注浆。
（1）初期支护结构及参数
开挖完后，掌子面及拱墙部位立即初喷一层砼进行封闭，掌子面砼厚度约100mm，拱墙部位约30mm，然后挂网，安设钢架，打入锚管，并将锚管与钢架焊接，通过锚管进行注浆,完成后再补喷砼至设计要求的200mm厚度。具体支护参数如下：
・钢架为Ⅰ20a工字钢，矩形断面，每榀间距500mm。
・钢筋网：φ8钢筋，网格150×150mm，
・C25P6喷射砼：厚度300mm；
・锁脚锚管采用φ42钢管， 两根L=3.5m；
（2）施工工艺流程如下图所示
图1初支施工流程图
（3）喷射混凝土
①原材料的选择
水 泥：采用双快水泥，符合水泥的各项指标及规范标准。
细骨料：细度模数为2.4～2.6的中砂为宜，其它各项性能指标应符合JGJ52-79《普通混凝土用砂质量标准》。
碎 石：粒径小于15mm的连续级配，其它指标符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准》。
② 配合比选择
配合比为水泥：砂：石：水=1:2.45:2.0:0.55、 水灰比：0.55
③喷砼工艺流程
图2 喷砼工艺流程图
④喷混凝土施工关键技术
施喷前首先检查机具设备的完好情况，确保机具完好。施喷过程中，喷射机的风压保持在0.1Mpa～0.3MPa，输料管顺直放置或尽可能以大半径弯曲，上料均匀连续，经常保持喷射机料斗满料，喷头与受喷面的距离保持在1.5～2.0m范围内。 喷射混凝土时，喷射的角度保持与受喷面垂直，若因支护钢架的影响不能保持垂直时，应控制不小于70度， 喷头操作连续不断地做圆周运动，并形成螺旋状，喷射的路线自下而上，呈“S”形运动。挂网后每次喷射混凝土的厚度100mm，直至达到设计厚度。喷混凝土结束时，需待喷射机内的料喷完后再停风。
施工过程应严格依据有关操作规程进行作业，保证施工安全。
结束语
通过采用暗挖方法进行科翔路电缆隧道穿越路面施工，既避免了对隧道穿越上方管线的损坏，又保证了施工工期，使该项目迁改的线路按期完成改造投入使用。实践证明该方法是一种高效、可行的电缆隧道开挖施工方法。