暗挖电力隧道施工技术方案

暗挖电力隧道施工技术方案一、工程背景与概况城市电力系统升级改造中，地下电力隧道作为大容量电缆敷设的核心载体，其暗挖施工因对地面交通、周边建（构）筑物干扰小，在复杂城区环境中应用广泛。本工程位于XX市核心商务区，隧道全长约1.2km，设计为单洞双线断面，净宽5.8m、净高4.2m，埋深6~10m。地质勘察显示，地层以粉质黏土、中砂层为主，局部含砾石，地下水位埋深4~6m，属微承压水层，对混凝土结构具弱腐蚀性。隧道需敷设220kV电缆4回、110kV电缆6回，采用支架分层敷设，设计使用年限100年。二、施工准备工作（一）技术准备组织设计、勘察、监理单位开展图纸会审，重点核查隧道断面与电缆敷设空间的匹配性、支护结构配筋与地质条件的适应性。编制《暗挖电力隧道专项施工方案》，针对浅埋暗挖法的开挖步序、超前支护参数、防水节点等进行细化，经专家论证后实施。施工前对作业班组进行“三维可视化”技术交底，结合BIM模型演示开挖、支护、电缆安装的工序衔接，确保全员理解工艺要点。（二）现场准备1.场地与临时设施：清理施工区域障碍物，硬化临时施工便道，搭建钢筋加工棚、材料仓库及防雨棚，确保材料堆放离地30cm以上。在隧道洞口外侧5m处设置集水坑（尺寸3m×2m×1.5m），配置2台潜水排污泵（扬程20m，流量50m³/h），实现场地排水与地下水抽排的联动控制。2.测量放线：采用全站仪建立平面控制网，水准仪引测高程控制点，隧道中线、开挖轮廓线的放样误差控制在±5mm内，每循环开挖前复核中线与高程，确保轴线偏差≤10mm。（三）物资与设备准备1.材料选型：喷射混凝土采用C25早强混凝土，初凝时间≤5h；格栅钢架选用HRB400钢筋，主筋直径22mm，连接采用双面焊（焊缝长度≥5d）；防水板选用EVA材质（厚度1.5mm），土工布重量≥300g/㎡；电缆支架采用热镀锌角钢（L50×5），确保防腐性能。2.设备配置：配置电动凿岩机（YT-28型）、湿喷机（TK-961型）、钢筋弯曲机、注浆泵（UB-6型），以及监控量测设备（全站仪、收敛计、测斜仪），所有设备进场前完成调试与报验。三、核心施工技术方案（一）开挖工法选择与实施结合地质条件（Ⅳ级围岩）与断面尺寸，采用台阶法分两步开挖：上台阶开挖：开挖高度2.4m，循环进尺0.6m（根据围岩稳定性调整，最大不超过1m），采用“短开挖、强支护、快封闭”原则，开挖后立即初喷50mm厚混凝土封闭岩面，架设格栅钢架（间距0.6m），挂设钢筋网（φ8@200×200），复喷混凝土至设计厚度（200mm）。下台阶开挖：滞后上台阶3~5m，开挖高度1.8m，工序与上台阶一致，注意上下台阶开挖面的错台控制（≤1.5m），避免形成应力集中区。若遇富水砂层，采用超前小导管注浆加固：小导管采用φ42×3.5mm热轧钢管，长度3.5m，环向间距30cm，外插角10°~15°，注浆材料为水泥-水玻璃双液浆（水灰比1:1，水玻璃浓度35Be’，体积比1:1），注浆压力控制在0.5~1.0MPa，加固范围为开挖轮廓线外3m。（二）支护体系施工1.初期支护：喷射混凝土分两次完成，初喷封闭岩面（厚度50mm），复喷至设计厚度（200mm），采用湿喷工艺确保混凝土密实度，回弹率控制在≤15%。格栅钢架安装时，拱脚设置锁脚锚杆（φ25mm，长度3m），与钢架焊接牢固，防止拱架下沉。2.二次衬砌：在初期支护变形稳定后（收敛速率≤0.2mm/d，累计收敛≤15mm），施作二次衬砌。采用整体式液压模板台车，混凝土强度等级C35，抗渗等级P8，浇筑时由下向上对称分层（厚度≤30cm），插入式振捣器振捣密实，拱顶设置带阀门的注浆管，待混凝土初凝后进行回填注浆（水泥浆水灰比0.8~1.0），确保衬砌与初期支护间无空隙。（三）防水工程施工1.结构自防水：二次衬砌混凝土采用补偿收缩混凝土，胶凝材料用量≥300kg/m³，粉煤灰掺量≤20%，严格控制水胶比≤0.5，混凝土入模温度≤30℃，养护期≥14d。2.附加防水层：在初期支护与二次衬砌间铺设“土工布+EVA防水板”，土工布采用热熔衬垫（间距1m×1m）固定，防水板采用热风焊接，搭接宽度≥10cm，焊接后进行充气检测（压力0.2MPa，保持15min无压降）。施工缝处设置中埋式橡胶止水带（宽度30cm），与防水板焊接密封，表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料（厚度1mm）。3.地下水处理：在隧道两侧设置排水盲管（φ100mm，外包土工布），间距5m，将水引入纵向排水管（φ150mm），最终排至洞口集水坑。富水段采用管井降水，井深15m，间距10m，降水至开挖面以下1m。（四）电力设施安装1.电缆支架安装：支架采用膨胀螺栓（M12×100mm）固定于二次衬砌侧壁，水平间距1m，垂直间距0.5m，安装前对支架进行防腐处理（热镀锌层厚度≥85μm），安装后垂直度偏差≤5mm/m。2.电缆敷设：采用机械牵引（牵引力≤7kN）结合人工推送，敷设速度≤5m/min，电缆弯曲半径≥20倍电缆外径。敷设后进行绝缘电阻测试（220kV电缆≥4000MΩ，110kV电缆≥2000MΩ），并在支架上绑扎标识牌（注明电缆型号、电压等级、回路编号）。3.接头处理：电缆接头采用工厂预制式中间接头，安装环境温度≥5℃，相对湿度≤70%，接头两端电缆重叠量≥200mm，压接后进行局部放电测试（放电量≤10pC），并采用防火包带进行防火处理。四、质量控制要点（一）开挖与支护质量隧道净空尺寸偏差控制在+10mm~-5mm内，采用全站仪每循环检测开挖轮廓线，超挖部分采用同级混凝土回填。喷射混凝土强度采用回弹法检测，合格率≥90%，不合格部位采用钻芯取样复检，必要时返工处理。格栅钢架间距偏差≤±50mm，连接焊缝长度、厚度符合设计要求，采用磁粉探伤检测焊缝质量。（二）防水工程质量防水板焊接质量采用真空检测（负压0.2MPa，保持30s无气泡），每10m²抽查1处。施工缝止水带安装偏差≤±5mm，采用钢尺检测，止水带中心与施工缝中心线重合。隧道渗漏检测采用“双控法”：拱顶无滴水，边墙、底板湿渍面积≤0.5m²/100m²，总湿渍面积≤2m²/100m²。（三）电缆安装质量电缆支架水平度偏差≤3mm/m，垂直度偏差≤5mm/m，采用靠尺检测。电缆绝缘电阻测试值符合规范要求，采用2500V兆欧表检测，每回路检测3次取平均值。电缆接头局部放电量≤10pC，采用局部放电检测仪检测，检测频率为1次/接头。五、安全保障措施（一）地质超前预报采用地质雷达（探测距离30m）与超前钻探（钻孔深度5m，间距5m）结合，每循环开挖前预报前方地质条件，若发现富水断层、软弱夹层，及时调整开挖工法与支护参数。（二）监控量测在隧道拱顶、边墙设置沉降观测点（间距10m），收敛观测线（间距5m），采用全站仪、收敛计进行监测，监测频率：开挖期1次/d，初期支护完成后1次/2d，二次衬砌完成后1次/周，直至变形稳定（收敛速率≤0.2mm/d）。监测数据实时上传至智慧管控平台，若出现异常（沉降速率≥5mm/d或累计沉降≥30mm），立即停工分析，采取加密支护、注浆加固等措施。（三）专项安全管理用电安全：临时用电采用“三级配电、两级保护”，电缆线架空敷设（高度≥2.5m），配电箱接地电阻≤4Ω，作业面照明采用36V安全电压。机械安全：凿岩机、注浆泵等设备专人操作，定期检修，严禁带病作业；起重设备（如龙门吊）安装限位装置，吊装时设专人指挥。有限空间作业：隧道内作业前进行气体检测（O₂≥19.5%，CO≤24ppm，H₂S≤10ppm），配备通风机（风量≥3倍洞内容积/h），作业时保持持续通风。六、应急预案（一）坍塌事故应急若发生隧道坍塌，立即启动“三断一送”（断电源、断设备、断作业，送急救），组织抢险队采用“管棚+小导管注浆”加固坍塌体，同步用生命探测仪搜救被困人员，医疗组现场急救并转运伤员。（二）涌水事故应急富水段开挖时突发涌水，立即启动排水系统（增开备用泵，流量提升至100m³/h），采用速凝浆液（水泥-水玻璃双液浆，初凝时间≤30s）封堵涌水点，同时撤离作业人员，待涌水稳定后查明水源，采取帷幕注浆或管井降水处理。（三）触电事故应急作业人员触电后，立即切断电源（采用绝缘棒挑开电线），对伤员进行心肺复苏，