电力隧道浅埋暗挖技术的应用探讨

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:贾涛
[导读] 摘要:最近几年,我国经济发展速度逐渐提升,人们用电量也逐渐增加,为应对这一需求,国家用电管理部门需要架设更多电线,目前城市送电以地下隧道为主,该种输电方式不仅能满足人们的用电需求,而且能在一定程度上美化城市环境。
        北京易成市政工程有限责任公司  北京  100176
        摘要:最近几年,我国经济发展速度逐渐提升,人们用电量也逐渐增加,为应对这一需求,国家用电管理部门需要架设更多电线,目前城市送电以地下隧道为主,该种输电方式不仅能满足人们的用电需求,而且能在一定程度上美化城市环境。因此隧道施工场地逐渐增多,为满足不同施工需求,不同场地所使用的施工技术不同,施工方法也不同,隧道施工与施工人员安全也密切相关,建设人员应根据当时地质情况,选用科学合理的施工技术,以此保证隧道施工的安全性。本文将典型的地铁隧道工程作为研究对象,对其中所使用的浅埋暗挖技术进行研究,进而给后期地铁工程提供一些借鉴。
        关键词:地铁;隧道施工;浅埋暗挖技术;应用
        从改革开放以来,我国经济增长速度逐渐加快,农村城镇化脚步也逐渐加快。据有关调查表明,截止到2009年,我国城镇化率已经超过了46.6%。是美国城镇化人口数的两倍。从数据增长趋势上来看,到2015年我国城镇化率将达到52%。随着城镇化脚步的加快,城市建设也日新月异,例如北京、上海等大城市,建设的速度也更加快速,朝国际化的大都市发展,建设城市的同时,必须保证道路的畅通,此外还要将绿地覆盖与城市景观建设提上日程。对欧美国家进行调研,发现多数城市的配电线路以地下为主,比例接近100%,与欧美国家相比,我国配电线路以架空线路为主,地下隧道占比较低,但城市建设部门在对城市进行改造时,也对输电线路进行改造,转变以往输电线路方式,实行输电与配电线路地下化,且该种输电方式在现在来说十分重要。
        电力隧道与其他隧道相比较为复杂,结构也较多,核心是电力隧道本体,隧道本体表面并未设置防护层,而是与电力隧道本体密封连接,即通过可拆卸螺栓连接。此外,在电力隧道顶部设立了通风管,电力隧道的底部与通风管相连接,对二者进行研究后,发现其主要通过盖板相连接,即盖板卡在通风管道的某处,电力隧道本体底部的对应位置设置了地漏,该中电力隧道设计与目前电力建设十分切合,与其他设计相比,该设计具有很好的保护性能,能对隧道起到一定的保护作用,延长电力隧道的使用年限,保护电力设施不受损害,在使用过程中,可根据使用的实际情况对保护层进行更换,且其具有良好的通风效果,该处的通风管不仅能起到通风的作用,必要时还能充当逃生口。此外,还可将地面积水排出。
        由于电力隧道具有强烈的密闭性,所以在其中进行施工的工作人员很难与外界人员取得联系,因此若在施工过程中发生意外,则会产生十分严重的后果。目前,我国电力隧道方面的设计相对落后,且并未进行专门的逃生隧道设计,只是在通风亭的上端设置了出口,将其当作逃生专用道,当工作人员在电力隧道内施工发生意外时,可爬至通风管,然后踩着凳子从通风亭上端设计的出口爬出,该种逃生方式虽然有一定的可利用性,但其操作难度较大,逃生的速度也较慢,对工作人员的体力要求较高,同时也给工作人员增加了额外的危险。此外,隧道本身所做的防御措施也存在较大的缺陷,该中防护措施与其他防护措施相比,很容易遭到外力的破坏,缩短使用寿命。
        在城市使用电力隧道,将输电和配电电路地下化可改善城市的市容环境,提升城市减灾与防灾能力,实现稳定输电的目的,同时也可给城市带来一定的经济效益,加快城镇化的脚步。对地下输电和配电电路进行研究,发现其一般采用电缆输电的形式。若输电电缆回路数超过10,则应修建对应的电力隧道。修建电力隧道的方法相对较多,常用的一般包括开槽施工、顶管施工以及浅埋暗挖施工等。与其他修建电力隧道的方法相比,浅埋暗挖技术在最近几年发展加快,使用也相对较多,主导了电力隧道修建的主要方向。
        1电力隧道浅埋暗挖技术的特点与原理
        使用浅埋暗挖法的前提是将地上与地下情况进行结合,根据实际情况选择对应的施工技术。在安全的前提下,利用浅埋暗挖法在地下结构进行施工的一种综合方法。根据不同的地下结构,施工人员可选择不同的施工方式。

以上施工方法都是以中小断面结构为基础,在其之上衍生出的新的施工方法。各种施工方法的实质就是在将大断面划分为小截面,然后在小截面上采用浅埋暗挖法进行施工。浅埋暗挖法以新奥法为原理,在传统施工的基础上创建信息化测量反馈设计理念,同时包括新型施工方法。
        浅埋暗挖施工法主要起源与国内,其在新奥法的基础上而来,其最早由王梦茹院士提出,该技术创立于20世纪80年代。浅埋暗挖法的首次施工对象就是地铁,即在1986年应用与北京地铁的修建中,在其后才应用到电力隧道中。 与其他方法相比,其用法灵活,且在使用该方法进行电力施工时,对建筑物、道路以及地下水管所产生的影响较小,同时也不会对交通产生干扰作用,在使用该技术施工时,不需要对周围的设施进行大量的拆除和改建,因此可降低工程投资力度。
        在长期使用浅埋暗挖法后,总结出来对应的施工口诀,即“管超前、严注后、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八子口诀。浅埋暗挖法的特点主要包括以下几方面:①强调预支护;②及时支护;③控制地面沉降。在大量的实践中,在使用导管进行超前支护后,应使用对应物质填充砂层孔隙,填充物为压注水泥浆,等待浆液凝固后,土体也会形成结块,形成壳体,使用该操作可提升导管的稳定性,为施工提供安全稳定的环境。在实际施工时,施工人员应对底层情况进行考察,根据底层情况决定开挖长度。此外,施工人员在进行设计与施工时,应采取一定的辅助方法,对导管进行超前支护,从而实现加强围岩的目的。
        2.电力隧道浅埋暗挖技术的施工
        用于电力隧道施工的方法较多,浅埋暗挖法是众多方法中的一种,该种方法比较适合含水量较小的各种地质层。如果施工地质属于大规模的淤泥质软土地,或者是缺水底层,则不适合使用该种方法。电力隧道浅埋暗挖施工对挖面要求较高,应进行初期防护作业,以保证墙面的稳定性。但该种方式对覆土厚度没有要求,土层覆盖最少可小于1米。
        下面将兰州市110kv盐场变电站隧道施工为例进行说明。该工程在选择施工方式时,选择了浅埋暗挖法,在使用该方法进行作业时,应对隧道进行分段、分片以及分层,然后由下而上依次进行施工,如果在施工过程中遇到较大的凹面时,应将其填平。
        为保证隧道安全性,避免出现坍塌事故,在实际开始挖掘前必须打设超前小导管。通过该超前导管向地面层压注水玻璃,使用该中方法来加固底层。因设计需要,必须使喷射混凝土支护与底层面密切贴合,所以要及时进行衬砌背后回填注浆,一般而言,注浆孔被布置在拱顶,对注浆管进行回填时要背对开挖方向。
        本设计需要钢筋网,钢筋网则是由钢筋焊接形成,将两个网片进行搭接后,其长度为100~200mm。为满足设计需要,钢架连接方式为螺旋连接。隧道施工与其他工程相比,其隐蔽性更强,在完成暗挖隧道初衬结构施工后,应做防水工程,符合标准后,则可进行下道工序。待初衬结构沉降完毕后,方可实施二衬现浇砼。待所有工作完成后,施工部门应按照要求对其进行验收。
        3.结论
        在使用浅埋暗挖施工法对电力隧道进行施工时,应借助相应辅助施工法对开挖土体进行对应的改良,或者对土体进行加固,在开挖土体达到一定标准后,对隧道进行超前支护。在施工后,即开挖后应根据要求安装栅格支撑,与其他电力隧道施工相比其具有支护及时性、柔性、灵活性以及对结构断面形状的适应性等特点,具有广泛的应用前景。
        参考文献:
        [1]张继威. 浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究[D].  2015.
        [2]陈晓婷. 富水砂卵石地层条件下浅埋暗挖法隧道设计与施工对策[D]. 西南交通大学, 2006.
 
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