北京某电力隧道工程关键施工技术

段 高 翔

(中建市政工程有限公司，北京 100143)



北京某电力隧道工程关键施工技术

段 高 翔

(中建市政工程有限公司，北京 100143)

结合北京某电力隧道工程的地质条件，分析了该工程施工的重难点，从龙门架、注浆、防水、衬砌等方面，探讨了工程施工的关键技术，最终取得了良好的施工效果，为类似工程的施工积累了经验。

电力隧道，龙门架，堵漏注浆，防水施工

0 引言

随着城市的不断扩展，在不影响供电的情况下，为保证道路畅通，改善城市景观，将输电、配电线路地下化，减少架空线路，电力隧道工程越来越受到重视。自从1989年在北京复兴门首次采用浅埋暗挖法修建电力隧道后，浅埋暗挖法在电力隧道工程中得到广泛应用。该电力隧道位于北京“城市副中心”通州区运河核心区，对隧道施工关键技术做了总结，以期为该类工程的施工提供参考。

1 工程概况及地质特征

1.1 工程概况

新建单孔暗挖电力隧道，桩号为0+000～0+900.5，共900.5 m。共设竖井7座和电力管井2座，通风井5座，接地装置3组。隧道断面为2.0 m×2.3 m，复合衬砌结构“喷射混凝土+网构钢架+钢筋网支护”+“防水膜”+“现浇钢筋混凝土”，如图1所示。

1.2 水文地质特征

在勘察深度范围内观测到一层地下水，地下水类型为潜水。潜水水位埋深为8.70 m～12.60 m，水位标高为9.15 m～11.68 m，含水层为细砂④层和细砂⑤层，主要接受大气降水和径流补给，以蒸发和径流方式排泄。

1.3 地层岩性特征

暗挖电缆隧道穿越土层大部分为粉质粘土重粉质粘土②层、粉砂②1层和粘质粉土砂质粉土②层、粉砂③层、细砂④层、细砂⑤层，土层稳定性差，在地下水作用下易产生流土、流砂现象，应重点支护。

2 施工控制重点与难点

1)龙门架作为隧道工程的主要垂直运输设备，其设计与施工质量是工程控制的重点和难点。2)工程周围部分建筑物距离隧道较近，同时施工范围内地下管线众多，且部分隧道穿越车行道路等。在施工过程中，采取注浆等方法施工，控制地面沉降，隧道拱顶沉降、水平收敛，确保隧道支护的稳定，是本工程的难点。3)隧道主要穿越土体自稳能力差，不易形成自然拱，易塌落，在地下水作用下易产生流土、流砂现象，施工难度大。选取合适的开挖方法，是施工控制的重点。

3 电力隧道关键施工技术

3.1 龙门架施工

根据竖井的形状、尺寸和周围的环境，龙门架选择不同的跨度，施工顺序：基础→立柱→承重横梁→行走大梁(含电葫芦及其配件)→加设支撑→封闭安装。

以6 m×6 m竖井为例，基础土层承载力不小于80 kPa。每个立柱位置开挖1.0 m×1.0 m×1.0 m的基坑，铺设钢筋后浇筑C30商品混凝土，并预埋钢板，以便立柱与基础支墩牢固连接。预埋钢板尺寸为400 mm×350 mm×10 mm,底部焊接6Ф20长1.3 m的U形钢筋，锚入支墩混凝土中。

龙门架横向跨度4.5 m，纵向跨度分别为6.5 m，8.5 m。承重横梁为3根Ⅰ32a工字钢，跨度5.5 m，行走大梁为Ⅰ40a工字钢，行走大梁与横梁焊接牢固，立柱之间采用L100×100×10角钢做剪刀撑，以保证框架的整体稳定性。顶棚采用坡面彩钢板，除出土口一侧半封闭外，其余三面全封闭，以减小噪声防止扰民。电葫芦为单导轨，重量5 t。吊装采用人工配合16 t吊车进行。安装后进行空载和重载的安全检测，满足连续作业的要求。

3.2 注浆施工

3.2.1 超前小导管注浆

开挖前沿拱顶环向打超前小导管，其直径32 mm，超前小导管长2.25 m，环向间距0.3 m，仰角12°～15°，必须从首榀钢架腹部穿过，每榀钢架打设一次超前小导管，纵方向两排导管重叠1.0 m。通过超前导管向地层压注改性水玻璃，加固地层，要求固砂体单轴抗压强度达到0.3 MPa～0.5 MPa。每孔稳压时间不小于2 min,注浆速度应不大于30 L/min。

3.2.2 全断面注浆

在含水层和粉砂层，为保证暗挖隧道安全施工，采用全断面注浆(桩号0+000～0+829)，注浆量6.0 m3/m。

1)封闭掌子面：掌子面打入2.5 m长锚杆，间距1.0 m×1.0 m布置，挂φ6@100×100 mm钢筋网，将锚杆与钢筋网焊接牢固后喷射150 mm厚C20混凝土。

2)全断面注浆长导管采用φ48普通钢管，管头30°锥体，环向布置，间距0.5 m～0.7 m，管身设注浆孔，搭接长度3 m。成孔直径为73 mm，采用TDL100B高风压液压潜孔钻机。初始注浆段采用2.0 m厚喷射混凝土止浆墙，后序注浆段预留3.0 m已注段作为止浆岩盘。浆液采用水泥水玻璃浆液。水泥浆水灰比1∶1(重量比)，水玻璃浆35 Be′,水泥浆∶水玻璃浆1∶1。加固范围为隧道初衬结构外轮廓线以外1.5 m。注浆方式为后退式注浆，采用双液注浆泵进行注浆作业，成一孔注一孔。作业顺序：先外圈，后内圈，间隔钻孔注浆。

3.2.3 衬砌背后回填注浆

为保证喷射混凝土支护与地层密贴，要及时进行初衬背后回填注浆。注浆孔分别布置在拱顶，两侧交错布置，且回填注浆管要背对开挖方向，错后掌子面5 m步距跟进。注浆管采用直径32 mm钢管，纵向间距2 m，注浆深度为一次支护背后0.5 m，注浆管外露0.1 m。注浆压力应小于0.4 MPa，注入速度不大于50 L/min。背后回填注浆配合比：水泥∶砂为1∶1.5～1∶1.3(重量比)，水灰比1∶1～1∶1.1。当注浆压力逐渐上升、流量逐渐减少，注浆压力达到设计压力时，要稳压3 min即可结束注浆。

二衬形成后，在拱部采用高强无收缩水泥浆进行衬砌、二衬之间的回填注浆。背后回填注浆配合比：水泥∶砂为1∶2(重量比)，水灰比0.6∶1～0.8∶1。每仓设置一个注浆孔及一个排气孔。注浆压力在0.1 MPa～0.3 MPa，注浆孔处应局部增加一层防水层。

3.2.4 堵漏注浆

对于隧道单处或小范围漏水,将快速堵漏剂(如水不漏)或者聚氨酯发泡注浆液(如inject-Grout 3102高压灌注液)注入裂缝中持续灌注直到止漏剂发泡流出裂缝。止漏完成后，将针头及渗出的发泡刨除并修整墙面。

对于隧道初支多个引流管处的漏水，可将初支底板凿出一条窄沟，引向竖井集水坑。渗漏水通过盲管先流向窄沟，并在竖井集水坑汇集，最终由水泵排往市政管网。窄沟上铺设三合板，施作防水、二衬混凝土后，由竖井集水坑处压注水泥水玻璃浆液，将窄沟回填。

3.3 初衬施工

马头门开启顺序：直通井，先开一侧马头门隧道进尺15 m后，再开对面的马头门；三通井，先开一侧马头门隧道进尺15 m后，再开对面的马头门隧道进尺15 m后，最后开另一侧的马头门。

初衬采用台阶法开挖，将断面分成上下两个台阶，分步开挖。台阶法具有足够的作业空间和较快的施工速度。上台阶长度一般控制在1倍～1.5倍洞径(D)以内,并尽快开挖下台阶,封闭成环。这样，可以避免以下情况发生：1)上台阶过短(小于1倍洞径),洞内纵向破裂面超过工作面,易造成掌子面土体滑动；2)上台阶过长(大于1.5倍洞径)，开挖时纵向变位大，易造成拱脚附近受力大后不稳定。

同一隧道相对开挖，当两工作面相距5 m时应停挖一端，另一端继续开挖直至贯通。

架设钢格栅后，喷射混凝土C20，掺8%(重量比)FS-P型混凝土补偿收缩防水剂，这样可增加初期支护的防水能力，把地下水拒于初支之外。

3.4 防水施工

1)暗挖防水：初衬采用防水混凝土，隧道内纵向排水坡度不小于0.5%，并坡向集水井。初衬结构主体合格验收后，进行堵漏防水，在无水条件下做改性沥青预铺/湿铺防水卷材，最后对已做防水层进行检验，合格后方可进行下道工序。二衬采用抗渗混凝土，绑扎钢筋时需保护已做防水层。

2)变形缝防水：初衬结构：暗挖隧道距竖井2 m～3 m处设置变形缝。二衬结构：每不大于30 m设置一道变形缝；初衬变形缝处二衬也要设置变形缝，除施作止水带外，同一衬做法相同。在变形缝处先用30 mm聚苯板做分界板，待隧道两侧喷射混凝土及防水层做好后，先将缝中聚苯板剃成宽30 mm，深65 mm的缝，然后用聚合物水泥砂浆嵌缝深30 mm,在聚合物水泥砂浆干硬后，在缝中嵌双组分聚硫橡胶。缝底聚合物水泥砂浆顶面上粘贴牛皮纸，以起到隔离作用。

3.5 二衬施工

现浇混凝土强度等级为C40P8。每不大于30 m为一仓。模板采用定制异形钢模板，次楞采用5道φ48×3.5 mm钢管，主楞采用Ⅰ16工字钢，两侧主楞后设置3道φ48×3.5 mm钢管横撑。开始泵送时先慢后快，逐步加速，待各系统运转顺利后，方可正常速度进行泵送。

4 结语

二衬施工后，又进行了衬砌修补、竖井的钢平台、混凝土平台、通风亭、电缆支架、接地扁铁和槽盒安装等工作。工程严格按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”方针施工，现工程顺利竣工验收，并得到项目参建各方的好评。上述隧道工程的施工方法及控制措施可为类似工程提供借鉴。

[1] 《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].第5版.北京：中国建筑工业出版社,2012.

[2] 王梦恕.隧道工程浅埋暗挖法施工要点[J].隧道建设,2006(8)：76-78.

[3] 欧阳晓梅，高永立.浅埋暗挖法电力隧道的设计与施工[J].华北电力技术，1995(10)：98-102.

[4] GB 50017—2003，钢结构设计规范[S].

[5] GB 50755—2012,钢结构工程施工规范[S].

[6] DBJ 01—96—2004,地铁暗挖隧道注浆施工技术规程[S].

A electric power tunnel project key construction technology in Beijing

Duan Gaoxiang

(ChinaConstructionMunicipalEngineeringCo.,Ltd,Beijing100143,China)

Combining with the power tunnel engineering geology conditions in Beijing, the paper analyzes the engineering construction difficulties, explores critical engineering construction technologies from aspects of gantry, grouting, waterproofing and masonry, and finally achieves good construction effect, which has accumulated experience for similar engineering construction.

power tunnel, gantry, grouting and leakage-preventing, waterproofing construction

1009-6825(2016)10-0171-02

2016-01-27

段高翔(1985- )，男，工程师

U455

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