城市电缆隧道岩土勘察的几个主要问题探讨

城市电缆隧道岩土勘察的几个主要问题探讨

王伟

重庆电力设计院勘测处重庆401121

摘要：城市电缆隧道是城市基础建设的重要组成部分，本文就目前电缆隧道岩土勘察的现状，分析总结电缆隧道在岩土勘察的工程要点，分析其中的相关问题，结合施工资料和技术参数，提出优化岩土工程勘察和设计的对策，以供建设规划参考。

关键词：城市电缆；岩土；隧道；勘察；对策

前言：

城市化发中电网建设作为基础建设设施，需要从整体上规划其铺设隧道，这就涉及到了城市地下的岩土工程勘察，岩土工程勘察的对象是建筑场地的岩土体，是自然界长期形成的产物，受区域地质环境、自然条件和人类活动影响较大，其复杂性、多变性和不确定性因素较多。岩土工程勘察包括现场勘探、取样、原位测试、室内土工试验和报告整编等方面，必须重视每一个环节，应严格按照有关规范标准执行，并结合地区经验，才能保证勘察成果的准确性。

一、电缆隧道开发的必要性

人类城市电网建设是保障城市绿色发展，集约城市资源和信息交互的网络传输基础工程，对构建环境友好型和谐社会有巨大作用。城市电缆系统隧道工程要承担城市高负荷的电力供应，其增长速度快，隧道设计规划需要进行超前预测和设计，此外隧道建设减少对城市地上空间的占用，解决了城市绿化环保的高标准景观要求，作为有效的解决电缆隧道的方案，虽然单位造价较高，但是在土地资源开发利用上有着明显的经济优势和工程效益。

二、城市电缆隧道岩土勘察的相关分析

1.电缆隧道岩土特性

岩土工程勘察是一门实践性、地域性很强的学科，勘察过程中遇到的工程地质问题复杂多样。勘察工作应细致、周到，勘察前尽可能收集与工程有关的探墓、防空洞、周围建筑物、地下管线及道路等详细资料，现场勘探施工应根据钻探情况，结合区域地质资料，注意场地所属地貌单元有无变化，注意场区地基土的异常，必要时进行工程地质分区。

电缆隧道埋设在岩土中，要对岩土特性进行分析，这种岩土的工程特性和建筑物的架空铁打有区别，需要充分考虑。

变电站在空间上相互独立，距离相近并集中在小范围内，岩土勘察中相邻勘察点地层相互对比借鉴、工作重点在于寻找适合承载上部结构的地层，岩土工程评价和条件分析主要是针对持力层的书香承载力、空间分布规律和变形特性，地层组成、地质灾害、地貌及不良地质作用地址要素相对较为单一。

架空线路在空间上看是点状分布的，铁塔之间的距离较远，架空线路涉及对哦中地址要素，延续性交叉，岩土勘察是针对耽搁具体塔位进行的，正对其地质要素重点勘察，和变电站中架构是一致的。电缆隧道在地下绵延，结构较之于长度而言太小，在地层中线状分布，隧道开挖对地层而言是一个卸载的过程，电缆隧道结构在土质中其受力体系相互作用，电缆隧道在地层中穿越距离长，有多种地质要素（地下水含量，土质情况，应力分析等），在其路径上有一定的渐变性和延续性。

隧道在岩层中可以被归纳为地下结构，和上部结构在各个方面有本职区别，电缆隧道的荷载效应需要一永久荷载为主，根据岩层特性的不同，需要对它针对性计算，砂性土采用水土分算，粘性土采用水土核算，地层是荷载的施加放和自承方，较为稳定，。能够提供荷载抗力，约束隧道的变形，从而和隧道结构相互作用约束隧道结构的变形，所以电缆隧道设计需要就地层稳定性进行研究。城市电缆一般在街道城市下方，对周边地层活动需要严格控制，设计目的是稳定地层的变形而不再是支撑地层荷载。

2.地下水作用分析

对同一地基土层来说，含水量的变化会使其力学性质指标产生急剧变化。反映在原位测试上，静探锥尖阻力和标贯击数差异较大，根据工程经验，含水量每减小5%，则静探锥尖阻力将增加0.6MPa左右，标贯击数将增加3击左右。因此勘察过程中在利用静探锥尖阻力和标贯击数来判别地基土的力学性质时，若指标差异较大，应注意区分是地层本身的差异造成的，还是含水量的差异造成的。地基土含水量变化较大时，对同一地基土层可划分出浸水区、正常区及失水区分别提供不同的承载力，并且在选择地基方案时也应考虑到不同区域对施工的影响，电缆隧道要确保地基虽在地含水达标，因此要对含水量变化进行监测。

临近树木的土层含水量低，采用灰土、水泥土挤密桩施工时，如果采用机动洛阳铲成孔、重锤夯实成桩的工艺，往往形成的桩径达不到设计要求。而在由于管道渗漏、生活用水、施工用水等原因造成地基土浸水的区域，采用灰土。施工时对管道用水渗漏造成局部地基土很湿的情况事先估计不足，挤密桩施工时，形成了橡皮土，采用在挤密桩中穿插生石灰桩进行吸水来处理问题。

地下水位观测。地下水位量测要求应各勘探点同时进行，量测时间须在最后一个钻孔施工完成24h后进行，量测时需考虑周围地下水的开采情况，水位量测应与钻孔坐标、标高回测相结合，精度要求为±2cm。但实际施工中，对钻孔（探井）中水位的量测，终孔即测，也不考虑附近有无抽水井及地下水溢出的陡壁等，以致所量测的地下水位极为不准，甚至给电缆隧道工程施工带来意想不到的麻烦。

三、城市电缆隧道施工的勘察要点

1.城市电缆隧道岩土设计上的多样性分析。电缆隧道设计包括土建、电气、暖通、路径和施工设计等分项内容，这些分项对岩土勘察的要求不同，电缆隧道常用的施工方法是顶管法、明挖法、盾构法和沉井发。不同的地质条件下岩土工程勘察的重点也不同，除了需要查明地层的力学、物理性质外还要对具体的施工和设计方案进行实验验证，比如机床系数、侧压力系数、泊松比。热物理参数等，需要勘察的地层范围也不同，此外大断面顶管工程的归法计算方法不太适用，设计人员要采用计算要参考具体的设计参数进行计算，例如基床系数等。

电缆隧道外部环境很复杂，在前期因为外部条件干涉而不能很好落实，而不能确定何种方案最佳，这也增加了勘察的难度，给岩土工程师提出了更高的要求，增加了勘察的工作量。

2.特殊参数获取在常规勘察中无法提供，例如施工中涉及较多的力学参数和物理参数，电力行业在这些参数勘察技术方面的工程时间很少，岩土工程师对相关的室外实验的实用性和可靠性缺乏认识，参数选取上经验不足。设计中要注重封闭地下空间的电缆散热，这也是隧道通风设计的要点，当前考虑的通风设备主要是强排风机械，把隧道作为一个封闭环境，与周围地层无热交换，但从节能角度来说，设计中考虑地层散热很有必要，这位勘察中提供可靠的物理指标。

确保检验检测工作的正确性。现场检验与监测是构成岩土工程系统的一个重要环节，大量工作在施工和运营期间进行。它的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。

总结：

城市电缆隧道的岩土勘察工作是保障城市电缆建设的重要前提，在勘察中要理清勘察要点，做好技术实施方案，全方位考虑岩土勘察对城市电缆隧道的安全性、稳定性和可行性研究，确保勘察参数准确无误，在实际计算中能够准确把控城市电缆隧道岩土的特性和受力状态、物理状态，保障城市电缆隧道岩土勘察工作的顺利进行。

参考文献：

[1]张玉清岩土工程勘察中的问题与措施[J].中国新科技，2010.

[2]史传卿.电力电缆安装运行技术问答[M].北京：中国电力出版社，2003.