电力隧道土压平衡盾构掘进施工
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关键词：电力隧道 土压平衡 盾构
近年来，随着电力电缆成为城市电网敷设的主要方式，电力隧道的建设得到了长足的发展。电力隧道具备不占用地上土地资源、安全可靠性高、维护简单方便等优点，因此得到了长足的发展。盾构施工中的掘进技术管理是一道比较重要的环节，对保证工期、保证施工质量都有很重要的意义，因此对掘进技术进行简要叙述。
一、盾构始发井、到达井的土体加固
掘进的目的是开创隧道空间，维持隧道线形稳定。在确保开挖面稳定的同时，构建隧道衬砌结构，应及早填充盾尾空隙，以防止地层变形。盾构始发与到达洞口的周围土体加固工作，根据加固方法的不同可在工作井施工过程中进行，或在工作井建成后、盾构始发或到达前进行。土体加固主要目的有三个: ①拆除洞口围护结构时，确保洞口土体稳定，防止地下水流入；②盾构开始掘进时，防止盾构周围的地下水及土砂流入；③拆除洞口围护结构及盾构开始掘进时，防止地层变形对工作井周围地表以及地下构筑物等的影响。
根据地质条件、地下水位、盾构种类与外形尺寸、覆土深度及施工环境条件等，明确加固目的后，按照流程确定加固方案。
土体加固的方法主要有注浆法：按其原理分为二种：不改变土颗粒排列、只使注入材料渗透到土颗粒间隙并固结的渗透注浆法；沿注浆层面地层形成脉状裂缝、注浆材料使土颗粒间隙减小、土体被挤密的挤密注浆法（或劈裂注浆法）。前者是适合于砂质土层，后者适合于粘性土层。高压喷射搅拌法：高压喷射加固材料，使其与被搅动的土砂混合，或置换被搅动的土砂，形成具有一定强度的改良地层。冻结法：对软弱地层或含地下水土层实施冻结，冻结的土体具有高强度和闭水性，特别适用于大断面盾构施工和地下水压高的场合。
二、土压平衡盾构掘进技术要点
1.盾构始发技术要点
①盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。②安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。③由于临时管片（负环管片）的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位（临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道）变形。④拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。⑤由于拼装最后一环临时管片（负一环，封闭环）前，盾构上部千斤顶一般不能使用（最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环），因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制；盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓（泥水仓）设定压力，出加固段达到预定的设定值。⑥通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片（负一环），并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。⑦盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。⑧盾构掘进过程中，要注意观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
2.初始掘进技术特点 ①一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。 ②大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。③由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。④由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。
3.正常掘进技术特点 ①后续设备设置在隧道内，仅部分管路和电缆需要延长，作业效率高。②始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。
4.到达掘进技术特点
①盾构停止掘进后，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。②根据测量结果制订到达掘进方案。③继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。④掘进至到达洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固。⑤进入到达洞口加固段后，逐渐降低土压（泥水压）设定值至0MPa，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫（土压式盾构）、停止送泥与排泥（泥水式盾构）、停止注浆，并加强工作井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
5.到达技术要点：①拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。②盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。③由观察孔确认盾构到达洞口时，停止掘进，拆除洞口围护结构后继续掘进。④拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。
盾构掘进施工应根据不同的地质条件、隧道条件、环境条件灵活掌握，加强掘进过程中的量测监控，严格执行操作规程，以期取得良好的施工效果。
作者简介：
李燕旌, 出生年月：1976.11,性别：男,籍贯：北京,研究方向：建筑工程.职称：工程师.
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