日本盾构法隧道的技术发展——电力隧道篇

     

     

     

     

     

     

     

电力隧道包括水力发电用的水路隧道、火力发电燃气导管以及城市地下电缆隧道等多种用途的隧道。根据日本东京电力公司统计，首都圈及周边城市地下输电用的单独电缆隧道总长约有425km，         盾构法施工约220km、明挖法施工约170km、顶管法施工约13km。

今天小编就为大家介绍一下这些地下输电盾构隧道的设计、施工和维护管理方面的特征内容。

     

     

     

     

     

     

     

电缆隧道设计

隧道设计原则          

1）隧道净空断面需考虑容纳电缆、照明和排水设备等附属设备空间以及检修通道等作业空间。隧道的最小净空尺寸应满足维护保养的可操作性、安全性等要求。

电缆隧道的最小净空尺寸

2）跨度和线形设定需考虑人井设置位置和通风间距，尽可能延长电缆隧道跨度。根据障碍物间距、施工性能、安全性能、电缆连接方法以及完工后的维护管理等条件设定隧道坡度。

3）过去多采用明挖，若无法实现明挖则采用盾构和顶管法施工。随着隧道趋向于大深度方向发展，日本隧道技术协会成立了“大深度隧道委员会”，制定《地下输电深竖井及隧道的调查·设计·施工和测量规范》并应用到实际施工中。

         

衬砌设计

大多电缆隧道采用免二衬的钢筋混凝土管片，日本针对电缆隧道的单层衬砌设计，通过设计荷载条件、引入梁-弹簧模型、设定衬砌耐久性、规范衬砌管片止水功能等各方面着手。

近年来，针对地震、异常情况造成的损坏，日本隧道技术协会成立了“性能核查型设计特别委员会”，制定《以盾构隧道为对象的性能核查型设计规范》并启用。

性能核查设计法的效果概念

电缆隧道施工技术发展              

日本在上世纪60年代后期建设了大量的地下输电盾构隧道，由于地下输电方面的施工技术具有隧道线形限制较少的特征，针对城市复杂施工环境开发了大坡度、急曲线、地下扩挖等盾构相关技术。          

大坡度              

大坡度盾构施工案例

             

急曲线

通过研发应用急曲线掘进盾构的本体铰接装置以及刀盘弯曲装置，1985年川崎的一项盾构施工中首次进行了最小转弯半径15m的急曲线施工，从而省去了转向用的中间井。

扩大盾构                  

扩大盾构可以实现非开挖方式修建连接电缆的人孔。该工法能够大幅减少明挖法对周边环境的影响防止掘进后的围岩松弛。                  

                 

扩大盾构法施工案例

                 

邻近施工

针对邻近施工，日本隧道技术协会成立“邻近建（构）筑物特别委员会”进行研讨，并制定《城市邻近施工规范》。

电缆隧道维护管理                      

                   

基于电缆隧道免二衬、空间狭小、容易发生盐害腐蚀等情况，采取专用的维护管理流程。                        

                       

对于需要止水修复的隧道则开发了一种用于隧道漏水修复的基本工法“STTG工法（Super Two Top Grout Technology）。                        

对于内部变形较大的隧道则采用了一种用于下水道改造的预埋式模板技术，无需大规模改移电缆即可在隧道内施工中间柱。                        

                       

                 

     小编语： 目前，日本盾构法电缆隧道设计与施工已经聚焦于既有管线改迁、管线密集处的非开挖创新施工，比如：地铁车站中的输电线改迁、直接入地管线改移、闹市区新建非开挖电缆隧道等。小编会为大家持续跟踪日本电力隧道后续的建设和发展情况。

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