万家丽路220kv盾构电力隧道新工艺新技术简介

一、项目概况

为缓解长沙电网供需矛盾，拟在万家丽路沿线地下建设高压电力隧道，该新建电力隧道采用盾构法施工，为湖南省首条采用盾构工法设计施工的电力隧道项目，同时为我市重大市政建设项目。

万家丽路220kv电力隧道工程起自马栏山220kv变电站，止于火炬路与万家丽路交汇处西北角，隧道全长约6.8km。其中马栏山变～特立路口长约0.7km，规划为南北双隧道，北向隧道规划敷设2回220kv电缆和6回110kv电缆；南向隧道规划敷设2回220kv电缆和8回110kv电缆，与规划道路合建。特立路口-火炬路口隧道路径全长约6.1km，规划容纳4回220kv、8回110kv电缆，拟采用盾构法施工隧道。

该工程设计使用年限100年，注重推进资源节约型、环境友好型市政建设和电网建设，注重环境保护，促进节地、节能、节材。

二、项目难点

本工程地质条件较为复杂；电力隧道沿线均为人群、车流密集的城市中心，穿越诸多重要节点，施工受到很大限制。有较多特殊性和复杂性。

（一）富水砂卵石层电力盾构下穿敏感建筑物

万家丽路为城市人口密集区主干道，沿线均匀分布高层建筑、主要商业圈和地铁线路。电力隧道施工需要下（侧）穿大量敏感构筑物，稍有不慎将对构筑物产生扰动破坏，加之隧道沿线地层属于浏阳河一、二级阶地，地下水较发育，存在富水砂卵石地层，盾构在该地层中掘进引起的地层沉降滞后极为显著，由滞后沉降导致的地表塌陷屡有发生，造成较大的经济损失及不良的社会影响。

长沙地区的砂卵石间充满了细砂、黏土等细颗粒，结构致密，局部出现胶结，整体强度高，刀具更易磨损。此外，本项目特有的富水砂卵石地地层中，由于砂卵石层在一定的条件下，在较长时间内有一定的自稳能力，但是该地层中盾构沉降具有很强的滞后性，地表沉降监测值不能完全真实地反映地层损失情况。

基于该盾构隧道对周边敏感建（构）筑物的影响评价，提出地层预加固和预处理优化方案。并结合实际施工情况，对相关设计、施工方案进行优化以及提出安全施工与运营监控管理措施，促进我国电力隧道的结构设计、施工与运营安全的发展。为长沙地区今后相关隧道的设计、施工提供宝贵经验，同时对我国市政工程建设意义深远。

（二）长距离连续小转弯盾构隧道掘进

万家丽路为城市人口密集区主干道，项目沿线障碍较多，均匀分布有高层建筑桩基础、高架桥桩基础和地下管线，需要经过多次小“s”弯，最小转弯半径达到150m，施工技术难度大。此外，小半径、长距离盾构隧道施工具有较大的安全风险，掘进过程中会对周边土体产生剧烈扰动，施工过程中如控制不当，容易发生安全事故并造成重大的经济损失。

一般地铁隧道区间站距离在1公里左右。该项目单次盾构距离大于3公里，施工难度远大于地铁隧道施工。该项目三一大道穿越段连续四次小转弯在万家丽快速化桥墩稀疏处穿越，与万家丽快速化桥墩最小净距2.7m，与财富名园建筑基础净距2.9m。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，施工难度较大。本工程为小型盾构机，因没有标准尺寸，目前大部分小型盾构机需要根据工程实际情况定制，其生产周期约3～6月。

本项目的实施，针对工程中可能出现的风险进行预测，选取并调整连续小转弯半径盾构隧道掘进参数与姿态，以总结分析施工和运营过程的安全隐患为目标，并通过监控量测反馈到设计，确保设计方案的经济合理、施工防治措施安全有效，从而达到监控施工安全和运营安全。

三、本项目计划进行的研究课题

（一）富水砂卵石地层中盾构隧道施工研究

本项目课题研究将有望为富水砂卵石地层的地下盾构隧道建设提供相关建设指南及地方标准参考依据，同时可推广应用到我国相关工程建设。此外，本项目开展的长距离小转弯半径城市电力盾构隧道下穿敏感建（构）筑物的扰动效应、控制方法等关键技术开展研究工作，其成果可直接应用于我省其他市政电力隧道施工和管理，并为我国长距离小转弯半径市政、公路、水利、铁路、城建、矿山、国土资源相关隧道建设、运营和管理提供科学依据及借鉴作用。

（二）连续小转弯半径盾构隧道掘进参数及姿态控制研究

通过本项目的实施，针对工程中可能出现的风险进行预测，选取并调整连续小转弯半径盾构隧道掘进参数与姿态，以总结分析施工和运营过程的安全隐患为目标，并通过监控量测反馈到设计，确保设计方案的经济合理、施工防治措施安全有效，从而达到监控施工安全和运营安全的目的，为长沙今后相关隧道甚至于城市地铁隧道、市政隧道工程提供直接经验。对于我国市政建设具有深远意义。