广东省建筑工程机械施工有限公司
摘要：通过新（会）中（山）一级公路新建工程施工实例，论述电力隧道穿越现有桥涵、河涌和通讯管沟等施工条件下，采取工程措施来提高电力隧道基坑开挖支护整体安全性，为同类型施工提供借鉴。
关键词：电力隧道；开挖；支护；施工
1. 工程概况
本项目为新（会）中（山）一级公路新建工程第（1）、（2）（3A）合同段，工程起于江门新会区三江镇，与金门公路相接，向东经睦洲镇、大鳌镇、大涌镇，终于中山市大涌镇，与古神一级公路相接。本工程主要是在睦洲镇、大鳌镇、大涌镇中央绿化带设置电力隧道，将110KV电力电缆、10 KV高压电缆、管沟自用10KV、0.4KV电缆等纳入管沟，并配备完善的消防、排水、通风、隧道内供配电装置、隧道控制中心及监控系统等设施。电力隧道埋深一般为绿化带下2.0米，局部穿越现有桥涵、河涌和通讯管沟。由此造成施工难道大，为保证施工安全，对现有实际情况采用了Ф1200mm钻孔灌注排桩+水平支撑+止水帷幕水泥搅拌桩支护方式。
由于本综合电力隧道工程属于规划调整后增加，隧道所在路段已完成路基施工，所以基坑从道路设计路床面开挖，部份开挖需破除路面结构层。
2、钻孔灌注围护排桩施工：
钻孔灌注桩采用回旋钻机成孔，泥浆循环方式为正循环泥浆置换出渣。用膨润土制备优质泥浆保证护壁，防止塌孔，现场将做好泥浆管理，保护环境。
①桩基施工工艺流程
详见：《旋挖桩基础施工工艺流程图》
《旋挖桩基础施工工艺流程图》
②主要工序施工方法
（1）、护筒埋设
桩基础在放出桩位后，探桩3米深，查明桩位处有无地下管线即可开始埋设护筒，护筒高2.0?2.5m，让钻头的中心对准桩位，然后根据护筒的大小挖埋护筒，护筒应高出平台面30～50cm。
（2）、泥浆处理系统
泥浆池采用砖砌池壁或钢箱泥浆池，每台桩机设置1个小泥浆池，用于钻孔过程中的泥浆沉淀循环，在K3+200和K3+340位置各自设置大泥浆池，小泥浆池内的多余泥浆可统一存放在大泥浆池内，大泥浆池内的采用三级沉淀挖出凉晒后安排车辆及时清运出场地外。泥浆池设置注意围蔽及保证安全，防止坍塌和行人陷落。
本工程地质一般为素填土、淤泥质亚粘土、粉细砂、亚粘土等，可以自然造浆，但开孔前需使用优质粘土或膨润土用造浆机进行人工造浆，现在放置几个约100m3大型泥浆储备设施储存泥浆，造浆时可加纤维素以利软土层及砂层护壁。泥浆循环采用22kW泥浆泵，泥浆在循环时经过沉淀池、净化池最后才能回到钻孔使用，使孔内泥浆始终稳定地护壁和悬渣。废渣废浆通过泥浆车运到指定地点排放。
泥浆沟就地开挖，采用砖砌筑，小泥浆池可直接使用临近已成型桩头探坑。泥浆循环时，泥浆带上来的渣屑流经沉淀池后沉淀下来，好浆流进循环池进行二级沉淀，再进储浆池，最后由泥浆泵通过胶管注入孔中。施工过程中要根据不同地层的地质条件控制泥浆比重，以提高成孔质量和进尺速度。
新制备的泥浆、回收重复利用的泥浆、浇砼前孔内的泥浆均需要进行物理性能指标测定，各项指标均符合规范及设计要求后方可使用。废弃泥渣装车外运，不允许直接排至河涌内，以免造成河涌的污染，保证安全文明施工。
施工过程中要根据不同地层的地质条件控制泥浆比重，以提高成孔质量和进尺速度，泥浆的各项指标要求如下：
（3）、钻孔
成孔是控制桩基质量的关键工序。桩基采用常规的钻进施工工艺进行施工即可。在河床冲积粗砂层钻进时，加大泥浆的浓度，必要时抛填粘土、片石以防漏浆，若发现有泥浆漏失，应及时补充泥浆，使孔内液面保持稳定后方可继续钻进。
桩孔的钻进应分班连续作业，不得中途停止，经常注意土层及岩屑的变化，在土层、岩层中均采取渣样，判断土层、岩层，记入记录表中，并与地质剖面图核对，通知监理进行签证，每次的岩样应编号密封保存，直至工程竣工验收。
（4）、清孔
当钻孔达到设计深度，经监理确认后，开始清孔。清孔采用抽浆换浆法进行，钻头提起距孔底20～30cm时，采用稍高的转速转动钻头，一边继续气举反循环，把孔底泥浆、钻渣混合物排出孔外，一边向孔内补充以净化后的优质泥浆，保持孔内液面稳定，直到孔内泥浆的各项指标及沉渣厚度符合规范及设计要求为止。
（5）、钢筋笼的制作和吊放：钢筋笼主筋搭接采用双面焊接，箍筋与主筋梅花点焊，主筋与加劲箍100%点焊牢固。焊接完成后要求进行测试并符合设计要求。钢筋笼制作时注意安装声测管，声测管外径φ57mm，上端高出基桩顶面50cm，接头处用φ68mm的钢套管焊接；下端用钢板封底焊牢，不可漏水。浇筑砼前，将其灌满水，上口用塞子堵死。声测管等间距布置，绑扎在加强钢筋上。钢筋笼主筋保护层为4.5cm，为保证净保护层，钢筋笼四周设置定位钢筋及钢板。钢筋笼钢筋笼制作完成后，须通过监理验收后方可吊放，钢筋笼采用桩机与汽车吊进行台吊安放，若钢筋笼过长时可分段制作和吊装，两段钢筋笼的主筋须错开搭接，同一平面的搭接接头不能超过50%。焊接对接，搭接长度应符合设计要求。
（6）、水下混凝土灌注：灌注水下混凝土是桩基施工的关键工序。本工程水下混凝土采用商品混凝土，用汽车吊配合桩机进行灌注。
砼下料采用300mm导管。导管使用前和使用一段时间后要进行水密性和承压性试验，并检查防水胶垫是否完好。导管下放至距孔底部约30～40cm。灌注前应检查孔底沉渣情况，如下放钢筋笼时间过长，孔底的沉渣要进行二次清孔，导管内吊放砼柱状塞头，开塞前储料斗应有足够的砼初存量才能剪塞，保证第一批混凝土灌注后导管埋管理体1m以上，砼浇注过程必须保证混凝土的连续供应，并设专人进行测量孔深记录，准确掌握混凝土面的上升高度，严格控制导管埋深在2～6m的范围内，灌注后砼面要比设计桩顶标高高出0.5～1.0m，每根桩按规范或监理要求做砼试块。
（7）、桩基础检测：桩基础施工完成后，必须按设计及规范对桩基进行质量检查，桩基检测具体桩数和桩号由设计和监理确定。
③桩基础施工技术措施
在水下砼灌注过程中，如出现事故，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救，冷静处理，不宜轻易中止灌注。桩基施工过程的常见通病和问题采取如下有效措施进行防治：
（1）、孔壁坍塌：
原因：泥浆浓度不够，护筒埋深不够，成孔速度太快，孔内水位高度不够，在地质不好的情况下处理不及时。
技术措施：在松散砂土钻进时，控制钻进速度，选用较大密度、粘度、胶体率的优质泥浆；确定护筒埋设已进入硬土层；钻进时及时补充孔内泥浆，保证孔内水位高于承压水水位。
（2）、沉渣过厚：
原因：泥浆指标不符合要求，含砂率过大；下放钢筋笼时间过长或钢笼碰撞孔壁，造成塌方。
技术措施：清孔时严格控制泥浆指标，保证清孔后，孔内泥浆各项指标符合设计要求；尽量缩下放钢筋笼的时间，下放时应徐徐下放，不得快速冲下，如钢笼安放完毕后，孔内沉渣仍超出要求，采用二次清孔方法，直到沉渣符合要求为止。
（3）、灌注混凝土时钢筋笼上浮：
原因：灌注混凝土时，埋管过深，或混凝土供应不上，混凝土已初凝，混凝土抱死导管。
技术措施：控制埋管深度在2～6m范围内，砼的供应要连续。
（4）、断桩：
原因：混凝土坍落度太小，骨料不符合要求，料径太大；灌注过程未及时提升导管，造成导管堵塞；混凝土供应不及时，间歇时间过长；提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中。
技术措施：混凝土坍落度经常测定，检查骨料是否符合规范要求；边浇灌混凝土边提升导管，并勘测混凝土顶面高度，随时掌握埋管深度，避免塞管及导管脱离混凝土面；做好混凝土的供应工作，保证混凝土的连续供应；提升导管时，应保证导管垂直上升，并注意钢筋笼有否上升或移动。
（5）、导管进水
主要原因有：
a、首批砼储量不足，安置导管距孔底间距过大，砼下落不能埋住导管底口，以致泥浆从底口进入；
b、导管接头不严或螺杆断折、焊缝破裂，泥浆从接口或焊裂处进入；
c、导管提引过猛或测深错误，导管口提离砼面。
处理办法及原则：
① 第一种原因提起导管，重新清孔；
② 第二种、第三种原因应进行重新插导管，二次剪球。
（6）、卡管
主要原因：
a、初灌时隔水栓卡管，或由于砼的各种原因造成。处理办法和原则：用长杆冲捣和捣动导管，或用附着式振动器振动，如不落下，则必须将导管提出清孔，然后重装灌注。
b、机械故障或其它原因使砼已初凝，增大了砼下落阻力，混凝土堵住在管内。处理原则及办法：
若砼已初凝，则拔出导管，停止灌注，会同设计、监理部门处理。
参考文献：
[1] 戴兵，范志强，马洪涛. 深基坑明挖隧道施工技术[J]. 铁路技术创新. 2015（03）
[2] 秦锋. 隧道穿越断层破碎带开挖支护施工技术[J]. 设备管理与维修. 2016（05）
[3] 肖刚. 耿培刚. 隧道深基坑开挖与支护施工技术[J]. 西部探矿工程.2015（8）
论文作者:董育智
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/8
标签：泥浆论文; 导管论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 隧道论文; 桩基论文; 沉渣论文; 《基层建设》2016年11期论文;