摘要：随着城市用地紧张，将既有的架空线路改电缆埋入地下，可以腾出很多空间，而电缆隧道极大的改善了城市浅埋杂乱的线路铺设情况，因此，电缆隧道得到了越来越多的应用。本文对常用电缆隧道工法进行了介绍，对比了各种工法的使用条件及优缺点，对实际工程工法选择起到指导作用。
关键词：电缆隧道，明挖法，矿山法，顶管法，盾构法
1概述
电缆隧道是电力工程的一部分，在城市土地资源越来越紧张的情况下，将既有的架空线路埋入地下，可以腾出很多空间。深埋的电缆隧道可逐步改善城市浅埋杂乱的线路铺设情况，使管理更加规范科学。
2电缆隧道土建工法简介
电缆隧道常用施工工法主要有明挖隧道工法、矿山法隧道工法、盾构法隧道工法及顶管法隧道工法。
2.1明挖隧道工法
明挖隧道工法（简称明挖法）是电缆隧道与基坑施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。它具有施工作业面多、速度快、工期短、工程质量易保证等优点。但是明挖法对城市交通及居民生活干扰较大，一般需要对道路进行较长时间的封闭。
（1）适用范围。明挖法一般适用于开挖范围内无构筑物及对周围环境影响较小的地带，断面可根据要求设置。
（2）施工工艺。明挖法一般施工工序如图1所示：
图1明挖法施工工序流程图
其中基坑支护是保证安全施工的关键技术。
2.2矿山法隧道工法
矿山法隧道工法（简称矿山法）是一种“暗挖”隧道施工方法，目前地下结构设计时，广泛采用结构计算，经验判断和实地测量相结合的方法。
（1）适用范围。矿山法以控制爆破为开挖方法，以锚喷作为主要支护手段，通过监测围岩变形情况，动态修正设计参数和变动施工方法。其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。适用于岩质地层，其断面可以为圆形或者异形。
（2）施工工艺。主要流程如图2所示：
图2矿山法施工流程
2.3顶管法隧道工法
顶管法隧道工法（简称顶管法）是采用液压油缸将管段顶入由切削盘或掘进机形成的钻孔中构成衬砌的施工方法。其实质是所用顶管在主顶工作站的作用下，由始发井始发，顶进至目标工作井。
（1）适用范围。顶管法适用于穿越河道、道路等，适用于邻近建筑较多，对管线和道路交通影响要求较高情况下，采用顶管掘进机成孔，顶入已形成连续衬砌的管道。适用于地质条件单一，可用于淤泥质粘土、粘土、粉土及砂土。断面主要为圆形。
（2）顶管隧道的主要施工工艺与流程如下：顶管施工就是借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具头从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具头后的管道埋设在两井之间，这是一种非开挖敷设地下管道的施工方法。工作井是一个区段顶管的起点，利用油压千斤顶将预制好的管节逐节顶进井中的进管孔；接收井是一个区段的终点，用于回收工具头。
2.4盾构法隧道工法
盾构法隧道工法（简称盾构法）是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。
（1）适用范围。盾构法一般适用于地面交通繁忙，地面建筑物和地下管线密布，地质复杂等不宜用明挖法建造隧道的地带，其噪音、振动引起的公害小，对周边环境影响小。适用地质以土层和岩层为主。
目前国内绝大多数为圆形断面，选断面时宜优先选取圆形断面。盾构法隧道的管道外径不宜小于3.5m。
（2）盾构法隧道施工的主要施工工序流程图如图3所示：
图3盾构法施工工序流程图
3工法比选
工法选择应通过工期、造价、环境保护等诸多因素综合比较，选择最为合理、经济、有效的施工方法。
3.1明挖法
（1）优点：
1）施工技术简单成熟，针对不同地质条件，有不同的支护方法，工程实例多，工艺成熟。2）施工灵活性强，断面尺寸可以根据需求及现场情况灵活变化，相对于其他工法，断面优势比较明显。3）施工速度快，安全性高，成本低，工作面不受限制，可以多台机械设备同时施工；
（2）缺点：
1）环境影响大，土方开挖将引起地下管线的大量拆迁，对城市交通及居民生活干扰较大。2）埋深受限制，隧道埋深较深的情况下，施工风险较大，造价较高。
3.2矿山法
（1）优点：
1）采用“暗挖”的施工方法，能穿越建筑物和管线密集区，受地面环境条件限制和影响小。2）适应地层较广，遇到不同地层条件，采取相应辅助技术，使隧道能穿越各种变化的地层。3）对交通及周边环境影响小，不开挖地面，不破坏绿化植被，不影响地面的车辆通行。
（2）缺点：
1）施工技术、施工工序复杂，施工过程中需要根据地层和地下水的变化情况，采用不同的施工措施及施工工序，涉及技术多而复杂。2）施工测量要求高：通过施工监测提供的可靠施工信息，及时发现问题，提出解决方案，确保施工质量和施工安全。3）施工产生的地表沉降量较大，工期较长，施工安全性较差，对于淤泥地层和地下水极其丰富的地质条件不适用。
3.3顶管法
（1）优点：1）顶管技术目前可应用于大部分地层，在地下水位以下的复杂地层中开挖，比传统开挖施工有较大优势。2）顶进施工安全，施工干扰小。开挖量小，地层变形和运动大大减小，可以成功的穿越公路、铁路，施工技术安全可靠。3）顶管施工通过将地面作业限制在有限的几个工作井位置，减少了对地面的破坏，降低了对环境的影响。
（2）缺点：1）截面限制。顶管顶进绝大多数采用圆形截面，且直径一般小于5m。2）地层限制。对于存在大块孤石和漂石的粘土层，顶管机很难穿越，遇到过于粘着的膨胀性粘土层时，地层的高摩擦阻力将会大大降低顶管的顶进长度。
3.4盾构法
（1）优点：1）在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通影响，周围环境也不受盾构施工的干扰。2）盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。
（2）缺点：1）盾构机械造价较昂贵（非标盾构机需定做）。2）隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂，施工技术配合，系统工程协调比较复杂。
4结语
综合上文，各种工法的适用性总结如下：
（1）明挖法适用于土层，断面大小变化比较灵活。适合新建城区或周边构筑物稀少的区域，埋深不可太深。造价受场地地质情况影响较大，施工时，对周边环境影响较大。
（2）矿山法适用于地质情况较好、无明挖场地，管线多、结构形式多样及交通疏解难的地段。线路选型比较灵活。施工过程中采用爆破开挖工法，对周边环境影响较大，在城区应用较少。
（3）顶管法可应用于大部分地层，管线多，交通疏解难，对沉降控制要求严格的地段。其断面尺寸（直径）不应大于5m，距离不宜过长，否则造价较高。
（4）盾构法适用于掘进距离大于500m以上的隧道，其圆形断面尺寸（直径）不宜小于3m，适应各种复杂地质情况。
参考文献
[1]GB50446-2008盾构法隧道施工与验收规范[S].中国建筑工业出版社，2008
[2]DL/T5484-2013电力电缆隧道设计规程[S].中国计划出版社，2013
[3]电力隧道盾构工程技术研究[M].中国电力出版社，2015
[4]顶管工程设计与施工[M].中国建筑工业出版社，2012
论文作者:金蕾
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：隧道论文; 盾构论文; 工法论文; 断面论文; 地层论文; 顶管论文; 适用于论文; 《电力设备》2018年第19期论文;