电力隧道浅埋暗挖法现场施工方法.docx

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电力隧道浅埋暗挖法现场施工方法

电力隧道浅埋暗挖法施工方案

一、总体施工方案

暗挖隧道施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针，切实做到信息化施工。

现场监控量测是监视围岩稳定、判断隧道支护结构是否合理、施工方法是否正确的重要手段，也是保证安全施工、提高经济效益的重要条件，应贯穿施工的全过程，通道量测数据的分析处理，掌握围岩稳定性的变化规律，调整支护结构参数。

超前小导管如在粘土层施工，采用风钻钻进法打设,在砂卵石层用φ20mm的高压风管吹孔,铁锤夯打。

隧道渣土在隧道内由人工手持风镐、铁锨开挖，手推车运输，然后通过设在施工竖井处的5T电动葫芦吊出竖井，自卸汽车运出施工现场。

喷射用混凝土通过输料筒输送至竖井底部，人工用手推车运输至作业面。

二次衬砌用混凝土采用商品砼，通过输送泵输送至作业面。

整个暗挖隧道重点控制地表沉降、管线保护，采取不同的施工方法，以超前钢插管超前支护、注浆加固地层为主要手段，及时施作支护体系。

二、主要施工方法

总体施工工序：

竖井施工→马头门施工→隧道土方开挖→初衬施工→防水施工→底板钢筋绑扎→支模板→浇注二次衬砌混凝土→电缆支架及人行步道施工→现浇混凝土盖板→检查井施工→防水处理→回填。

（1）、竖井初衬施工

竖井是电力隧道工程施工时的工作井，也是电缆敷设、检查、维修时的人员、设备出入口。

本工程竖井采用Φ4.1m圆形竖井结构。

主要施工工序：

测量放线→人工挖探坑→开挖井口土方→绑扎锁口圈梁钢筋→支立模板→浇筑圈梁砼→砌筑井口段挡土墙→立龙门架→搭护栏→开挖竖井土方→安装网构钢架→喷射砼→井底钎探→竖井封底。

1、竖井井口段施工

土方开挖采用人工开挖，正式开挖前必须先挖条形探坑，必须挖至原状土。

条探坑呈“十”字交叉，交叉点为竖井中心点，发现没有地下障碍物及管线后方可继续开挖。

开挖过程中发现地下建筑物、管线或文物必须立即停止施工，制定保护方案，联系相关单位，按照有关预案程序采取相应措施。

竖井开挖过程中及时网喷C20砼防止井壁坍塌。

挖到地表下圈梁底部的标高后，绑扎圈梁钢筋。

锁口圈梁采用混凝土输送泵一次性灌注C30混凝土，然后根据竖井规格依照设计图纸进行圈梁上部砖墙的砌筑。

在施工时，根据设计要求及施工需要完成爬梯、临电、临水、下料系统等的预埋件的布设，避免竖井完成后对结构体进行反复的凿除，破坏竖井结构。

2、龙门架安装

龙门架是施工时的垂直运输设备，所有材料、设备、土方必须由龙门架的电葫芦吊运。

龙门架安装完成后，必须进行设备调试，合格后方可使用。

3、竖井井身施工

井身穿过房渣土、粘质粉土、细砂、粉砂、粘土层，根据工程地质情况和衬砌设计，竖井采用逆作法施工，竖井施工应逐榀开挖，井身土方采取半断面开挖，严禁整个井体格栅同时悬空。

井身支护是由C20喷射混凝土+网构钢架+钢筋网组成的结构。

竖井施工过程中，根据实际地质情况，遇到砂层时采取小导管超前注浆加固，以确保竖井及施工安全。

4、竖井封底

竖井底部格栅采用网构拱架，喷射250厚C20混凝土。

钢架两端分别焊在竖井钢架上，满焊连接。

5、马头门施工

在竖井施工到底隧道马头门开始施工时，严禁全断面进行开挖，应该遵循“分段破除、立即支护、快速喷混、迅速闭合，加强监控量测”的原则。

竖井马头门要分别先后施工，完成一处再施工另一处。

马头门喷混后，要保证结构尺寸符合设计要求，结构表面平顺圆滑，符合相关规定。

（2）、隧道初衬施工

1、隧道净断面尺寸：

隧道为复合式衬砌结构，断面尺寸为2.0×2.3m，直墙、圆拱、厚平底板、净宽2.0m，起拱线高1.85m，矢高0.45m，净高2.3m。

两侧支架@1000。

2、隧道做法：

喷射混凝土＋网构钢架＋钢筋网支护＋防水膜＋现浇钢筋混凝土。

初衬厚度0.25m；二衬厚度为0.2m。

本工程隧道采用2.0×2.3m结构形式。

暗挖隧道断面图如下：

（见下页）

（1）超前支护

为防止隧道土体坍塌，施工时沿拱部范围内施作φ32超前小导管注浆，必须从首榀拱架腹部穿过，每榀格栅打设一排。

导管根据围沿情况，粉土层可用风钻打设，在砂卵石地层中要用高压风吹孔,人工用铁锤打入超前小导管。

超前小导管断面图

超前小导管纵断面图

1）操作工艺

2）注浆

超前小导管+水玻璃——砂土、砂砾

超前小导管+AB、AC液——含水砂层、砂砾

超前小导管+封面+水泥浆+静压注入——含水砂层

锚杆+小面积网片，喷砼棚护饱含土，——抢作法。

以上几种方法根据土质情况和渗水情况而定。

（2）土方开挖

隧道内土方采用人工开挖、手推车运输土和材料。

2.0m×2.3m的隧道段土方采用环型开挖预留核心土，核心土形状为梯形。

其施工程序是先沿拱部轮廓线施打φ32超前小导管（拱部120～150°范围内设置），要求每一榀打设一排，注浆加固地层，然后采用人工持风镐、铁锨环向开挖土体。

为稳定掌子面，根据地质情况适当预留核心土,核心土不得短于2m，且不得出现反坡,然后网喷5cm厚砼，架立格栅钢架，挂第二层钢筋网并喷射初期支护砼。

施工时人工开挖土方用手推车运输至竖井。

开挖完成后初喷砼，架设格栅钢架，网喷砼封闭成环，至此完成一个循环。

应注意的质量问题

①要防止邻近建筑物的下沉，应预先采取防护措施，并在施工过程中进行沉降和位移观测；在开挖过程中，应加强开挖面的地质素描和地质预报工作。

②应特别注意预加固、开挖和支护等作业工序的紧密衔接，开挖后应及时进行初期支护。

对将要停工时间较长的开挖作业面，不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。

严禁结构同时悬空，杜绝多榀一次开挖。

隧道不得欠挖，对意外出现的超挖或塌方应采用喷射混凝土回填密实，并及时进行回填注浆。

③暗挖隧道所穿越的地层主要为砂卵，要注意使格栅架的落脚点坚实无浮土，格栅钢架着地端与基面间的空隙必须用喷砼填满；

严格控制隧道开挖的中线和高程，开挖轮廓要圆顺防止超挖，局部欠挖处人工修凿。

当隧道围岩自稳能力较差时，应尽可能缩短开挖长度，尽快使初期支护闭合。

（3）钢格栅支立

在浅埋松散的地层中，格栅钢架与网喷混凝土联合支护，具有即时的强度和刚度能够控制土体的过大变形。

土体开挖面形成后应及时架设钢格栅，需与每一根超前钢管接触，并焊接使二者形成稳固的棚架。

钢架之间用螺栓连接。

在钢架主筋内外两侧沿拱架环向，布置纵向连接筋。

钢格栅尺寸考虑到两侧1.5cm防水层外还要考虑2cm安全误差，不能侵占二衬的空间。

（4）喷射混凝土

1）工艺流程

喷射混凝土施工工艺图

2）施工方法

原材料控制：

喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验，进行速凝效果试验，确定初凝效果的试验，优选速凝剂的品种和确定最佳掺量，要求初凝不超过5分钟，终凝不超过10分钟。

根据设计要求，由试验室进行配合比选择试验，确定水泥用量、水灰比、砂子、豆石用量，用计量图示牌悬于每个现场地泵前，作为现场配比依据。

施喷前的准备：

喷射作业应认真清除受喷面上的浮土回弹物等松散积料，用高压风吹净。

调整好喷射机的风压、水压、做好准备。

喷射作业：

施喷应由上而下，从低向高地依次进行，接螺旋轨迹均匀分层喷射，喷头直对受喷面，距离为0.6m。

喷射压力控制在0.12-0.15Mpa，一次喷射厚度，边墙约7-10cm，拱顶部分为5～6cm。

每喷完一遍均需要一定的间隔时间，一般为前一层混凝土终凝后进行。

在格栅栏风架处，喷嘴应避开钢筋密集点，以免产生密积。

对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除，保证喷射的密实并杜绝使用落地回弹料。

喷射混凝土应将钢筋全部覆盖，喷射手应控制水灰比0.40-0.45。

喷射混凝土加强养护，以防风干裂口。

（5）回填注浆

待喷射混凝土强度达到设计强度的70%后，通过施工时预埋在混凝土中的φ32钢管及时进行背后回填注浆，控制地表下沉。

背后回填注浆管在拱顶与隧道中线15°夹角，纵向每隔2m设一根，拱顶两侧注浆管交错布置，注入浆液为水泥砂浆，注浆时以使初期支护与围岩密贴为原则，不可使用过大的注浆压力，最大不超过0.4Mpa。

出浆口的朝向与开挖方向相反，距离土体约50mm。

为保证喷射混凝土支护与地层密贴，要及时进行衬砌背后回填注浆，充填注浆用水泥砂浆参考配合比例如下：

灰、砂比：

1：

1.5～1:

1.3（重量比）

水灰比1：

1～1：

1.1

注浆压力小于0.4Mpa

（3）防水施工

本工程主要防水体系为：

初衬喷射防水混凝土+聚乙烯丙纶复合防水+二衬C30S6抗渗混凝土自防水。

1、聚乙烯丙纶防水卷材施工

暗挖段采用聚乙烯丙纶复合防水卷材（规格为600g/m2），满粘法施工。

隧道初衬施工完毕，经甲方、设计、管理、监理单位验收合格；隧道已经清理、冲洗，露出混凝土基面，且基面无漏水漏筋的情况下进行施工。

施工工艺流程如下：

清理基面→验收基层→堵漏及抹找平层防水→涂刷水泥聚合物灰浆→粘贴聚乙烯丙纶防水卷材→排气压实→粘贴盖条→检验复合防水卷材施工质量→底板防水保护层施工→验收

隧道初期支护结束后，检查喷射混凝土基面的漏水、漏筋情况，切割外露钢筋、注浆管，并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面。

要对漏水严重的部位采取集中导流，埋设导流管，对独立漏点采取凿孔埋管导流的方式进行导流。

满足无水施工条件后，施做找平层、涂刷水泥聚合物灰浆，然后剪裁卷材，从拱顶开始向两侧下垂铺贴，先边墙和拱顶，后粘贴底板。

卷材防水附加层宽度不宜小于500mm，在立面与平面的转角处，卷材的接缝应留在平面上，距立面不应小于600mm。

卷材搭接宽度为120mm，相邻边接缝应错开1m以上，并清理干净溢出的水泥胶，然后涂刷聚氨酯胶粘贴接缝盖条。

防水层施做完毕后，在底板的防水层上抹5cm厚的水泥砂浆保护层，防止二衬钢筋绑扎时对防水造成破坏。

2、变形缝、施工缝处防水

竖井出口2～3m处设置变形缝，新旧沟相接处亦设置变形缝；现浇二衬结构不大于30米设置一道变形缝，而且初衬结构变形缝处二衬结构亦要设置变形缝。

在变形缝处先采用30mm聚苯板作分界板，待隧道两侧喷射混凝土及防水层施作完成后，再将缝中的聚苯板剔成宽30mm，深65mm的缝，然后用聚合物水泥砂浆嵌缝深30mm，待聚合物水泥砂浆干硬后，在缝中嵌入双组份聚硫橡胶。

施作完变形缝后用焦油聚氨酯及涤纶布就地制作止水带。

4）、二衬施工

1、基本要求

当初期支护的变形达到基本稳定后，可以进行二次混凝土衬砌模注工序。

通过监控量测，掌握隧道动态，待初支结构稳定后为二次衬砌施做最佳时机。

（1）二次衬砌施工前应做好以下几点：

1）核对中线、高程、断面尺寸，所有数据均应符合设计要求。

2）为确保衬砌不侵入界限，允许放样时，将设计衬砌轮廓尺寸扩大3-5cm，作为施工误差及模板拱架的预留沉降量。

3）隧道断面变化和地质条件变化交界处，应设沉降缝；洞口附近及根据设计要求的部位应设伸缩缝。

对以上的沉降缝、施工缝均应进行防水处理。

2、钢筋工程

隧道衬砌钢筋均采用HPB235和HRB335，混凝土保护层厚度为30mm。

衬砌钢筋按照断面形状内外两层布置。

（1）钢筋加工

钢筋严格按照设计文件及施工规范要求，在规范的钢筋加工场内进行加工。

确认钢筋是否检验合格，不合格或未经检验的钢筋禁止进入加工场现场，钢筋进入加工场时办理验收手续。

钢筋表面应洁净、无损害，油、漆污和铁锈等应在使用前清除干净，带有颗粒状或片状老化铁锈不得使用。

钢筋平直，无局部折曲。

调直钢筋表面不得有明显擦伤，抗拉强度不得低于设计要求的标准。

加工钢筋制品由合格的专业人员制作，并对加工的产品、加工设备定期检查和不定期抽查，并对人员操作进行考核。

钢筋弯制和末端弯钩均严格按设计加工，弯曲后平面上没有翘曲不平现象，钢筋弯曲后无裂缝。

对HRB335级钢筋不能反复弯曲。

受力面钢筋在1：

1制作样台上，分单元成型；钢筋加工前，由土建工程师编制钢筋工程配料表，并向作业班组进行技术交底；钢筋弯曲成型采用GQ-40型钢筋弯曲机完成。

关键部位的钢筋需放大样，对制作人员进行现场指导、验收。

钢筋加工成半成品后，经质检人员检查合格后，要按类别、直径、使用部位挂好标志牌，摆放整齐，由专人管理，放置在方便运送至使用部位的地方；对检查不合格的产品及时隔离或作报废处理。

（2）钢筋安装

钢筋连接的接头设置在受力较小处。

同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。

接头距钢筋弯起点位置大于10d。

在受力中心至长度为35d且不小于500mm的区段内，同一根钢筋不得有两个接头；若在同一受拉区内，接头的受力面积占受力钢筋总截面积不超过50%。

钢筋接头距钢筋弯折处，不应小于钢筋直径的10倍，且不位于结构的最大弯矩处。

钢筋绑扎接头保证搭接长度不小于41d，搭接时，中间和两端共绑扎三处，并必须单独绑扎后，再和交叉钢筋绑扎。

绑扎接头受拉区不超过25%。

（3）钢筋安装的技术措施

施工前，要求工地技术主管对施工操作人员进行书面技术交底，进行现场放样。

安排质检员对钢筋进行抽检，特别是对钢筋搭接点、节点部位作重点检查，发现问题，及时处理。

隧道衬砌钢筋分两次绑扎完成，第一次绑扎至底板和侧墙筋；第二次完成断面剩余拱部钢筋。

具体钢筋搭接设计将在交底中明确。

由于断面配筋多为曲面钢筋,故钢筋必须经过弯曲成型尺寸检查合格后方能使用。

架立时通过多点控制作业，尺寸满足规范要求。

当内外层钢筋完成绑扎后，每五米悬吊中线，在此中线截面依据布设量测点，量测点均匀分布不少于六点，依此量测宽度制作不同高度的撑脚，达到控高层。

绑扎完成后必须注意对成品进行保护，浇筑混凝土时前不允许闲人踩踏，并派专人值班，发现钢筋移位或松动及时纠正。

（4）钢筋安装质量检查控制标准

钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格必须符合设计要求。

（5）钢筋绑扎质量通病控制措施

钢筋加工原则是：

必须按设计几何尺寸控制整个形体尺寸，配筋下料和制作、加工尺寸准确。

绑扎前要按照图纸中标注的尺寸检查钢筋的配筋尺寸、放置位置，不准确的调整至准确位置，钢筋绑扎要牢固，严禁有松动和变形现象。

钢筋骨架制作，加工放样下料，使每根钢筋尺寸和外形准确，组装应牢固、准确、整体性好。

钢筋骨架移位、变形时，要及时进行校正，然后将其绑扎牢固。

钢筋的下料进行备料组合，确保接头错开，控制同一区段内接头数，在接头区段内控制接头数占受力钢筋总截面积的百分率。

钢筋弯起的角度和平直长度必须符合设计和规范规定。

组装时严格控制间距尺寸，钢筋绑扎要牢固，严禁有松动和位移现象。

钢筋绑扎中的搭接绑扣不应有松动和脱扣。

为了增加成型后钢筋骨架的整体性，在可能松动位置用电弧焊点焊几点。

尺寸监控：

骨架成型的几何尺寸必须正确，对结构受力主筋安装应牢固，整体性好，稳定，垫块的强度要同母体混凝土强度相同，垫块的厚度要符合混凝土验收规范标准的规定，垫块放置的数量和牢固必须达到设计要求，并应起固定作用。

施工中受力钢筋因各种因素必须代替时，首先要征得设计同意，并办妥书面签洽商。

一个重点：

在接近防水板部位，摆设、绑扎钢筋时要注意保护好防水板。

3、模板工程

隧道二衬结构以30米一个循环段分两步模注完成。

第一步完成隧道底板砼部分；第二步浇注侧墙及拱顶砼，模板采用专门加工定制的组合钢模板。

4、浇筑混凝土

混凝土模注以前，应做好地下水引排工作，基础部位的浮渣和积水应清除干净，不允许带水作业。

模注混凝土时，自由落高不得超过2米，应按搅拌能力、运输距离、模注速度、振捣等因素确定一次模注的厚度、次序和方向，并要求分层施工，一般情况应保持连续模注。

（5）附属构筑物的施工

竖井二衬及盖板的施工完成后进行井筒、通风亭等附属构筑物的施工。

因为电力人孔井均为ф800的圆形井筒，因此采用丁砖砌法，外侧大灰缝采用“二分枣”砌。

砌筑一层，灌一次砂浆，然后再铺浆砌筑上一层砖，上下两层砖间竖向缝应错开。

电缆支架是固定于电力隧道侧墙用于支撑电缆的悬臂式层状型钢结构，是电力隧道中重要的附属构筑物。

电缆支架先进行首件支架加工，待首件支架试验、验收合格后方进行批量生产。

电缆支架设计间距1.0m，通过预埋螺栓与墙体固定。

接地装置是接地极和接地扁铁（母线）的统称，是电力隧道特有的部分。

接地极是电力隧道中埋入地下并与大地接触的金属导体，采用∠50×5镀锌角钢制成，长度2m。

接地扁铁将隧道内电缆支架等铁件与接地极相连接，形成接地回路，采用搭接焊连接。

电缆支架与接地扁铁采用三面焊连接。

三、施工中需注意的问题

1、由于隧道断面较小，为了减少对土层的扰动次数，在进行注浆等措施加固地层后应采用全断面开挖，但为了保证掌子面作业安全和便于架设钢架，必须保留核心土。

2、为了保证施工安全，防止塌落，开挖前必须沿拱顶环向打入超前小导管，通过小导管向松散地层注入浆液，以加固地层。

然后环向开挖留核心土。

开挖—安装网构钢架—挂钢筋网—喷射混凝土，应控制在4h以内完成，防止产生过量沉降。

3、为了保证喷射混凝土与地层密贴，要及时进行衬砌背后充填注浆。

4、竖井采用人工开挖，用喷射混凝土+网构钢架+钢筋网联合支护。

此外，监控测量的项目有：

1、洞内外观察；

2、净空水平收敛测量；

3、拱顶下沉测量；

4、地表下沉测量。

应根据测量结果对支护参数进行调整。