发表时间：2018-05-14T09:20:53.953Z 来源：《电力设备》2017年第35期 作者： 李春 吴煌
[导读] 摘要：万家丽路220kV电力隧道工程是湖南省第一个采用盾构法设计施工的电力隧道，路径方案复杂，沿线障碍物众多。
（中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司 湖南长沙 410007）
摘要：万家丽路220kV电力隧道工程是湖南省第一个采用盾构法设计施工的电力隧道，路径方案复杂，沿线障碍物众多。本文通过对隧道穿越三一大道密集桥桩区进行分析，提出隧道在小转弯半径下设计施工的处理意见及建议。 关键词：电力隧道；盾构；小转弯；管片
根据湖南省长沙市电力系统规划需求，拟在马栏山现有的国防科大北部建设一座新的220kV变电站，主要承担长沙市河东城区东北部建成区的供电任务。变电站位于长沙市城市东部区域，其出线全部考虑电缆隧道出线，主要为沿万家丽路往北、往南两个出线通道。拟建的万家丽路220kV电力隧道工程，隧道全长6609.007m，是连接马栏山变电站与城东各110-220kV变电站的纽带。其中马栏山220kV变电站出口～特立西路口采用明开挖设计施工，主隧道为双孔隧道，规划出线4回220kV电缆和14回110kV电缆，与规划道路合建。特立西路口～火炬路口长5964.518m，规划出线4回220kV电缆和8回110kV电缆，隧道内径3.6m，外径4.1m，采用盾构法施工。
万家丽路是长沙市南北交通枢纽，拟建隧道布置在该道路西侧的绿化带、人行道及行车道以下，且建设规模较大。隧道在穿越三一大道处，桥桩密集，常规转弯半径设计不能满足通行要求，研究减少盾构隧道转弯半径，可尽量减少对三一大道高架桥桥桩干扰，对本工程具有十分积极意义。
1、穿越段工程概况
目前国内该直径盾构电力隧道常规设计的转弯半径为300m，根据本工程在三一大道区穿越段实际情况，隧道穿越段，桥桩最近的距离分别为9.1m~9.5m之间，常规设计已无法满足设计施工要求，现拟作连续小转弯在桥墩稀疏处穿越研究，其路径平面布置图如下：
三一大道穿越段平面布置图 2、区域地质条件
隧道穿越三一大道距地表埋深在13.0~17.5m之间，该段地质条件较复杂，以第四系全新统杂填土（0~5.0m）、上更新统粉质粘土、粉土及卵石层为主，其岩土特征如下：
①1层杂填土（Q4m1）：稍密，稍湿，主要成分为建筑垃圾，硬质杂物35%以上，混多量粘性土及砂土，为近期修建道路时分层碾压回填，土质不均匀。
②2层粉质粘土层（Q3bsa1）：黄、褐黄夹灰白，可塑，含少许黑色铁锰质氧化物及粉细砂，无摇震反应，有光泽，干强度中等，韧性中等。
②4粉土层（Q3bsa1）：褐黄色～褐灰色，湿，稍密，级配较均匀，含粉细砂、中砂及云母片，摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
②8层卵石层（Q3bsa1）：褐黄色，饱和，中密～密实状，卵石含量约60%，主要成分为石英砂岩、砂岩，亚圆形，粒径2-4cm，最大粒径达8-10cm，砂质充填，混约10%黏性土。 3、理论计算
隧道盾构管片环型式设计一般为标准环、左转弯环和右转弯环三种，通过选择标准环和转弯环的不同组合形式，以及选择转弯环的不同点位，来实现盾构隧道的调向和纠偏，使隧道实际线路满足平面曲线及竖向曲线的要求，达到理论设计需要的转弯半径。 楔形量可按下式计算：
式中：△——楔形量； S——标准管片环宽度； R——设计曲线曲率半径； D——隧道外径：
m——标准管片环使用数量： n——楔形管片环使用数量。
本工程的楔形量为41mm，不同R情况下，根据公式计算出m、n的使用比例情况如下；
针对不同的设计曲率半径，分别选取150m和300m曲率半径两段进行曲线拟合。
通过选取三一大道JD19段DK3+105.506到DK3+267.138，设计曲线曲率半径按R=150m，设计曲线长取161.63m，根据曲线拟合后标准管片数和楔形管片数分别为53和109，拟合后的实际楔形量为41.19mm。满足设计规定值要求。
通过减小隧道转弯半径，采用连续小转弯型式，优化隧道平面布置，能够保证隧道外壁与桥桩之间的间距大于2.5m，满足对三一大道桥桩的安全距离要求。 4、结论和建议
（1）通过对管片布置优化设计，进行150m曲线拟合，设计楔形值可满足小半径转弯的要求。
（2）该区段条件复杂，不仅连续小转弯，而且还需近距离穿越地下建筑或万家丽快速化桥墩，因此施工时需制定好区间穿越的专项施工方案。
（3）近距离穿越段，在盾构掘进前通过地表注浆，加固围岩。
（4）盾构施工时，控制好盾构的掘进速度，控制盾构出渣量，维持好土仓压力的稳定，尽量减少对地层的扰动，保证盾构平稳通过。
（5）采用信息化施工，加强监控量测，建立预警监测系统，根据监测结果调整盾构施工、设计参数。 （6）加强同步注浆，同步注浆应及时，同时应加强二次补充注浆，保证施工安全。 （7）加强二次补充注浆，减少工后沉降，减少区间隧道结构渗透水。 （8）控制推进反力引起的管片环变形、移动、渗水等。
（9）壁后注浆应选择体积变化小、早期强度高、速凝型的注浆材料。 （10）增加施工测量频率。
（11）采取措施防止后配套车架脱轨或倾覆。 （12）防止管片错台和严重开裂。 作者简介：
李春（1977），男，高级工程师，从事电网输电线路设计。 吴煌（1973），男，高级工程师，从事输电线路结构设计。
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