几则电缆隧道施工方法实例.docx
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几则电缆隧道施工方法实例
几则电缆隧道施工方法实例
(1)电缆隧道渐变段设计方案
变电站内电缆沟尺寸较站外电缆隧道偏小,因此在两者接口时考虑设计一段隧道渐变段如下图所示:
图1电缆隧道渐变段示意图
(2)明挖隧道法
电缆隧道设计方案从施工方法及舱体布置综合考虑,具体如下:
ZC-YJLW03-Z-220kV-1×2500mm2(铜芯)电缆6回,光缆若干。
1)单孔隧道布置
图2明挖单孔隧道示意图
2)双孔隧道布置
图3明挖双孔隧道示意图
3)明挖电缆隧道基坑支护
土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合,形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力;从而保持开挖面的稳定,这个土挡墙称为土钉墙。
土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的,一般称砂浆锚杆,也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。
天然土体通过土钉就地实施加固并与喷射混凝土面板相结合,形成一个类似重力式墙的土挡土墙,以此来抵抗墙后传来的土压力和其他力量,从而使得开挖坡面稳定。
我们将这个土墙称为土钉墙。
土钉融合了锚杆挡墙和加筋土墙的长处,应用于基坑支护和挖方边坡稳定,有以下特点:
形成土钉墙复合体,显著提高了边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力;设备简单。
由于钉长一般比锚杆的长度小的多,故所用的施工设备要简单,不论是钻孔、注浆,还是喷射混凝土面板,施工单位均易办到;随基坑开挖逐次分段施工作业,不占和少占单独作业时间,施工效率高,一旦开挖完成,土钉墙也就建好了,这一点对膨胀土的边坡尤其重要。
施工不需单独占用场地,对于施工场地狭小,放坡的困难,有相邻低层建筑或堆放材料、大型护坡施工机械不能进场时,该技术尤其显示其优越性。
土钉墙成本费用比护坡桩、板桩支撑墙等明显降低;土钉是用低强度钢材制作的,与永久性锚杆相比,大大地减少了防腐的麻烦;施工噪音低,振动小;土钉墙本身的变形很小,对邻近建筑影响不大;土钉墙适合于地下水位以上或经排降水措施后的素填土、普通粘性土和非松散砂土边坡。
土钉墙用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地;基坑深度不宜大于12m;当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。
土钉墙应用于基坑开挖支护和挖方边坡稳定有以下特点:
形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。
施工设备简单,由于钉长一般比锚杆的长度小的多,不加预应力所以设备简单。
土钉墙的优势:
1)经济效益,经验则表明开挖大约10m 深的土坑,采用土钉比采用锚杆地下连续墙投资可节约10~30%。
2)施工设备,土筋施工钻具和混凝土喷枪尺寸小,轻便、噪音低。
这在城市环境音、振动和进场可能造成问题时是一个很大的优点,同样在外地不可能调运大型设备打桩时也是一个很大的优点。
3)施工灵活性,土钉的施工速度快,施工开挖容易成形,是一项富有灵活性的技术。
在开挖过程中较易适应不同的土层条件和施工程序。
4)效果,现场观测表明,使土筋发挥作用所需要的总位移很小,另外土钉能在开挖后立即施工,紧随开挖面。
这可减免土层扰动和减低引起近邻建筑物破坏的可能性。
土钉墙的局限性:
1)土钉施工时一般要先开挖1~2m深,在喷射混凝土和安装土钉前需要在无支护情况下稳定至少几个小时,因此土层必须有一定的天然“凝聚力”或胶结力。
否则,需先进行处理,如进行灌浆或喷浆等来维持坡面稳定,但这样会使施工复杂和造价加大。
2)土钉施工时要求坡面无水渗出。
若地下水从坡面渗出,则开挖坡面会出现局部坍滑,这样就不可能开成喷射混凝土面。
3)在软土中开挖支护不宜采用土钉。
软土摩擦力小,为获得一定的稳定性,势必要求土筋长,密度高。
这时采用抗滑桩或锚杆地下连续墙较为适宜。
图4明挖隧道土钉墙基坑支护示意图
(3)暗挖隧道法
ZC-YJLW03-Z-220kV-1×2500mm2(铜芯)电缆6回,光缆若干。
1)单孔隧道布置
图5暗挖单孔隧道示意图
2)双孔隧道布置
图6暗挖双孔隧道示意图
3)暗挖隧道施工方法比选
①浅埋暗挖法
浅埋暗挖法是在长期的矿山开采中发展起来的一种“暗挖”隧道施工方法,包括喷射砼、格栅钢架、超前注浆小导管、锚杆组成联合支护的隧道施工方法。
浅埋暗挖法具有如下的主要优点
受施工环境条件的限制小:
浅埋暗挖法采用“暗挖”的施工方法,隧道能穿越建筑物和管线密集区,受地面的环境条件的限制和影响小。
施工环境的安全性较高:
与明挖法相比,浅埋暗挖法引起的地层变形和地面沉降较小,尤其当隧道埋深较大时,对浅埋的管线、地下设施和建筑物的安全危害小,因而施工环境的安全性较高。
对地层条件变化的适应性较好:
浅埋暗挖法遇到不同的地层条件时,可采取不同的相应辅助技术,对围岩(土)进行加固、防水处理等,使隧道能穿越各种变化的地层,因而受地层条件变化的影响小。
对交通的干扰小:
对于埋深较大的隧道采用浅埋暗挖法“暗挖”施工,不影响地面的车辆通行。
对周围环境的影响小:
浅埋暗挖法不开挖地面,不破坏绿化植被,无噪音干扰,施工沿线无污染物排放,因此对施工的周围环境的影响小。
浅埋暗挖法的主要缺点:
施工设计复杂:
矿山法隧道设计采用动态设计理论,计算分析复杂;需要对不同工序、不同地层条件进行分析,工作量大;要求设计人员具有丰富的设计经验和较高的设计水平。
施工技术复杂:
施工过程需根据地层和地下水的变化情况,对围岩的变形性质、稳定性作出判断,灵活采用不同的施工措施,包括围岩超前支护、涌水处理、支撑加固、开挖方法等,所涉及技术多而复杂。
施工工序复杂:
矿山法施工工序随地层条件的变化而不同,涉及的工序包括锚杆施工、钢筋网混凝土喷射施工、超前支护施工、注浆施工、内衬砌混凝土浇筑等。
施工管理复杂:
由于施工技术和工序复杂,同时需要各种技术方法和工序之间相互配合与协调,因此需要对人员配备、设备及材料供应、质量管理、各工序衔接制定详细的计划,任一环节的疏忽都可能影响施工质量和施工安全。
因而需要严格的施工管理,保证施工组织计划的严格实施。
施工监测要求高:
矿山法施工的关键手段是实施信息化施工方法,而施工监测是提供施工信息的唯一方法,提供信息的及时性、有效性和可靠性直接影响施工质量和施工安全,因此对施工监测的方法、内容、仪器和数据处理都有严格的要求。
图7正在施作二衬的矿山法隧道
②顶管法
顶管法是继盾构法之后发展起来的一种地下管道施工方法。
它利用岩土掘进手段在不开挖地表的情况下完成一段管线的铺设施工,是一种具有环保功能的施工技术。
随着技术的发展,顶管法施工管线的直径越来越大,施工距离越来越长,并随着城市建设的发展已越来越普及,应用的领域也越来越广泛。
目前,顶管施工一次铺设管线距离(即两工作井之间的距离)可达500m,甚至更大,管径可达4.0m以上,在城市的大型长距离给排水管线、电力电缆隧道等重大建设项目中已有许多的工程应用实例。
顶管法具有如下的主要优点:
施工自动化程度高:
集开挖、支护、推进、衬砌、出土等各种工序于一体,施工过程一气呵成,自动化程度很高,具有较高的施工效率。
受施工环境条件的影响小:
顶管法属于“机械暗挖”施工方法,隧道能穿越建筑物和管线密集区,受地面的环境条件的限制和影响很小。
施工环境的安全性高:
顶管施工过程,围岩的开挖和支护是同步的,施工引起的周围土层的变形小,对地下管线、邻近设施和建筑物的安全影响小。
对地质条件变化的适应性强:
只要合理地选用顶管工具头,隧道可穿越各种变化的地层,因而顶管隧道施工方法对地层条件变化具有很强的适应性。
对交通的影响小:
顶管施工除了每隔500m左右需建造工作井和接收井,在地面开挖占用小块场地外,在施工沿线不作地面开挖,只要合理地选择工作井和接收井的位置,施工对交通的影响不大。
无噪音、无污染:
顶管施工沿线无噪音、无污染;同时,地表的绿化植被可完好地保护,因此,顶管法是一种具有环保功能的施工技术。
顶管法的主要缺点:
受线路平滑度的限制:
采用顶管法施工时,由于受工具头摆动角度的限制,要求管线比较平直,在水平面和垂直平面内的曲率半径一般要求大于1000~1500m。
施工设备较昂贵:
顶管工具头集机械、电子、测量、导向、自动控制于一体,设备较复杂、价格较昂贵。
受管道口径变化的限制:
受工具头固定直径的影响,一种工具头只能用于一种口径的管线施工,管线的口径变化时,必须相应更换工具头,由此将增加施工成本。
适用地层的限制:
一般来说,顶管法在岩层中顶进施工存在较大困难。
图8多刀盘土压平衡顶管机
③盾构法
盾构法是利用盾构在围岩中推进,一边防止土砂的崩塌,一边在其内部进行开挖、衬砌作业的修建隧道的方法。
盾构法的发展先于顶管法,其施工技术更为成熟,同样是集开挖、支护、推进、衬砌、出土等各种工序于一体,自动化程度与施工效率都很高,是一种安全而有效的施工方法。
盾构法是地下施工,属于暗挖法,故明挖法的诸多缺点均不存在,而且适于大深度,大断面,大地下水压施工,适用地层范围极宽,软土、砂卵土、软岩直到岩层均可适用。
盾构法施工的隧道断面除圆形以外,还可施工半圆形断面、椭圆形断面、马蹄形断面、双圆(或三圆)搭接断面以及矩形断面,一次推进距离可达1000m以上。
目前盾构工法已在城市隧道施工技术中确立了稳固的统治地位。
盾构法具有如下的主要优点:
除竖井外几乎无地面作业。
噪音、振动引起的公害小,对交通影响也小;
隧道的施工费用不受覆土深度的影响,适宜于建造覆土较深的隧道;
开挖、拼装管片、推进等作业能反复进行,施工管理容易;
当隧道穿越河底或其他建筑物时,不影响施工;
适用地层范围宽,软土、砂卵土、软岩直到岩层均可适用。
盾构法非常适合建造城市隧道,目前它正朝着全部机械化、自动化、智能化、地下大深度、特殊断面、特殊形态的方向发展迈进。
图9盾构断面图
表1隧道施工方法综合比较
施工法
明挖法
矿山法
顶管法
盾构法
主要优点
施工简单、安全、效率高、适应性强、成本低。
不受施工环境条件限制、安全、适应性强。
自动化程度高、对周围环境影响小、安全性高、对地质条件变化的适应性较强、对交通的影响小、无噪音、无污染。
自动化程度高、对周围环境影响小、安全性高、对地质条件变化的适应性强、长距离掘进不受限制,对交通的影响小。
主要缺点
对周围环境及交通影响大。
成本较高,施工设计、施工技术、施工工序、施工监测复杂。
受线路平滑度限制综合围岩强度较大、线路长度较长时,顶进困难、受管道口径变化的限制。
灵活性较差,始发场地较大。
经济指标
本体较经济
最贵
较经济
较贵
其他费用较高
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