交叉中隔壁法在電力隧道中的應用實踐

高全虎

(北京伊諾天成建筑工程有限公司，北京 101499)

電力隧道作為電網主要敷設通道，對電網有著不可或缺的作用。電力隧道施工不僅需要穿越城市道路、躲避各種地下管線，更會有穿越現狀房屋、河流、湖泊等地上結構，淺埋暗挖工藝在電力隧道施工中得到了廣泛應用[1-5]。為保證工程順利實施，研究交叉中隔壁法(Cross Diaphargm，簡稱CRD)開挖電力四通井室的可實施性，論述斷面尺寸確定方法，提高施工進度，保證安全施工，均需要更多了解CRD施工工藝及具體施工方法[6]。在實際工程中，應根據不同的環境制定具體的設計文件，給出在工程中所應該注意的的控制要點、難點。

1 工程概況

1.1 工程背景

北京市光華路電力管線設計起點需與東三環路西側現狀電力隧道接通，沿光華路路北側向東至針織路為設計終點。采用淺埋暗挖施工工法，干線斷面采用 2.6 m×2.9 m暗挖電力隧道、支線采用2.0 m×2.3 m暗挖電力隧道和2.0 m×2.3 m雙孔暗挖電力隧道。

1.2 隧道地理環境

本工程場地地形基本平坦，根據勘探、試驗所揭示的場地沿線土體類型、狀態等特征，本工程電力隧道及工作豎井的圍巖為第四紀土層，黏性土主要呈可塑狀態，粉土為中密～密實，砂土為稍密～中密；涉及的圍巖主要有填土、黏性土、粉土及砂層，均屬于Ⅵ級圍巖。

2 施工方案

2.1 施工工藝選取

按照一般淺埋暗挖工藝要求，需先做施工豎井，再從施工豎井橫向開挖隧道。施工豎井的作用主要是為開挖隧道提供工作面，以及為敷設電纜及人員提供出入口，因此施工豎井的大小既要滿足開挖工作面要求，又要滿足敷設電纜轉彎半徑要求。

本工程電視臺中路、航華東路豎井位于光華路人行道上，均不同程度侵占周邊單位鋼圍欄及監控設施，經多次溝通，無法滿足周邊單位要求，且光華路地處繁華商業區，日常交通、人流量大，特別是上下班高峰期，人行道及行車道擁堵嚴重，目前豎井不能及時開工。同時，豎井井位及周圍分布有地下管線，在豎井施工前需遷改、保護好管線方可進行施工。

電視臺中路、航華東路豎井地面無法占地，導致無法開挖，需采用其他施工方法施工。

為保證工程順利實施，根據本工程特點、電力隧道遠景規劃、地上物情況及地下管線位置關系，經過比選，本工程電視臺中路、航華東路豎井采用CRD暗挖，由支線開口掘進，開挖斷面由正常尺寸漸變至四通井尺寸要求，然后施工四通井。

2.2 交叉中隔壁法概況

交叉中隔壁法是將大斷面隧道分成4個或者6個相對獨立的小洞室分步施工[6]。施工遵循“小分塊、短臺階、短循環、快封閉、勤量測、強支護”的原則,自上而下,分塊成環,隨挖隨撐,及時做好初期支護。

在開挖過程中盡量減少對圍巖的擾動,通過超前導管、錨噴網、格柵洞壁支護系統和中隔壁、臨時仰拱聯結,使斷面支護及早閉合,控制圍巖的變形,并使之趨于穩定。同時,建立圍巖支護結構監控量測系統,隨時掌握施工過程中的動態變化,合理安排,調整施工并修改設計參數,確保施工安全。

3 主要施工方法

3.1 井室尺寸確定

本文以電視臺中路豎井為例介紹工程，航華東路豎井不作介紹。

電視臺中路豎井，由于原設計考慮施工占地及施工難度，將此處拆分成2個豎井，此位置為向東、向西為單孔2.6 m×2.9 m電力隧道，向南為雙孔2.0 m×2.3 m電力隧道，向北為單孔2.0 m×2.3 m電力隧道； 現需要將2個豎井合并為1個整體井室考慮，按照2.0 m×2.3 m電力隧道轉彎半徑計算，轉彎半徑+隧道凈寬+轉彎半徑=最終尺寸,此豎井最終尺寸為6.6 m×9.5 m。豎井平面圖如圖1所示。

圖1 豎井平面圖

3.2 初襯施工工藝

擬自中央商務區(CBD)核心區地下管廊北側B3層電力倉接口處作為開口，通過西側支線(由南向北)向干線掘進，接至主線隧道再向兩側展開施工。

電視臺中路豎井，由西側支線隧道由南往北漸變挑高形成橫通道后，在挑高段東西側墻向東、西兩個方向開挖形成井室。西側支線為2.0 m×2.3 m電力隧道，至電視臺中路豎井南側從南往北漸變挑高，挑高高度需滿足向東、西兩個方向開挖高度。向東、西開挖高度尺寸為7.423 m，根據工藝要求挑高段高度最終外結構尺寸確定為10.276 m，此處挑高后覆土厚度為7.092 m，滿足技術要求。

變斷面段初支結構圖如圖2所示。

圖2 變斷面段初支結構圖

西側支線挑高至10.276 m需分上下三層導洞開挖，開挖前先進行周圈注漿加固，按照從上至下的順序開挖。變斷面段開挖步序圖如圖3所示，依次開挖①、②、③區域并施作初期支護，及時施作中撐。

圖3 變斷面段開挖步序圖

西側支線挑高段穩定后，向東、西開挖采用交叉中隔壁法施工，分4個導洞開挖。井室開挖步序圖如圖4所示，依次開挖①、②、③、④區域并施作初期支護。上面兩個導洞開挖時，在上臺階拱腳處打設鎖腳錨管，并注水泥漿液。

圖4 井室開挖步序圖

電視臺中路豎井，由西側支線隧道從南往北漸變挑高后，開挖前先進行管棚及超前注漿加固。先向東開挖，待井室東側初支完成并穩定后，再向西開挖。各處馬頭門開挖進洞超過10 m且初支穩定后，才能開始下一處馬頭門施工。

東側支線隧道由南向北開挖，至東側支線馬頭門南側10 m處停止開挖，由電視臺中路豎井向南施做馬頭門，向南開挖隧道直接與東側支線接通。

3.3 土體預加固

西側支線隧道挑高段開挖前對周圈土體采用超前注漿加固，注漿范圍為開挖輪廓線外1.5 m。

電視臺中路豎井采用CRD開挖施工前對周圈土體采用超前注漿加固，注漿范圍為開挖輪廓線外2 m、開挖輪廓線內1m。采用長管注漿，打設φ108 mm的熱軋無縫鋼管，注漿后掌子面周圈范圍的土體無側限抗壓強度達到0.3～0.5 MPa。

3.4 信息化施工

為了確保施工安全，做到信息化施工，必須加強施工過程中的監控量測，建立有效的監控量測體系，做到隨時預報、及時處理、防患于未然。根據本工程的特點，確定的施工監測項目主要有：隧道凈空收斂、頂部下沉、底部隆起、地表沉降(隆起)及周邊重要現況管線和管溝的變形、基坑內外觀察、地表沉降等變形監測。隧道測點布置圖如圖5所示。

圖5 隧道測點布置圖

3.5 背后回填注漿

初期支護形成后在其背后及時注漿填充空隙，使附近土層得到加固，減小因隧道開挖引起的地面沉降。電視臺中路豎井位置注漿孔位沿隧道頂部及邊墻布置，縱向間距2 m，環向間距拱頂為2 m，邊墻為3 m，梅花形布置。

3.6 二襯施工工藝

根據結構計算，本工程初襯采用300 mm厚鋼格柵+C20掛網噴射混凝土，二襯拱圈及側墻厚600 mm，仰拱厚900 mm。井室二襯施工圖如圖6所示。

圖6 井室二襯施工圖

挑高段初支二襯間空洞較大，需待二襯澆筑后再用輕質混凝土填充，應分層多次填充，避免一次加載過大。隧道二襯達到設計強度100%后方可拆除模板。

為保證井室正常檢修及電纜敷設需求，待井室二襯施作完成后，由地面采用人工挖孔護壁措施，新建人孔接入井室內。

4 結語

在電力隧道采用CRD法施工，對土體進行加固是非常重要的,針對沉降的不同部位，一般可以選取超前小導管的方法進行控制，而對于受力較為復雜、沉降要求較高的區段，則應該采用超前長管棚方法。

根據每個工程特點、斷面要求、場地條件，綜合考慮選取合理的施工工序，可按照實際情況選取多種暗挖工藝，以滿足工程實際需求。此外,建立監控量測體系,可以對施工過程進行全程監控，實現“動態注漿”，確保施工安全。