下穿巢湖超深电力电缆隧道总体设计

下穿巢湖超深电力电缆隧道总体设计

崔艺斌

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，安徽 合肥 230031

摘要：电力电缆过湖可采用架空和隧道两种方式，随桥铺设对电压等级有严格限制，且安全风险大，本工程位于环巢湖景观带，新建巢湖大桥与现状架空高压电缆冲突，综合考虑城市景观及后期线路检修维护，采用下穿巢湖电力隧道方案，工程设计结合过湖电缆需求、航道规划、地质情况、施工条件及后期运维需要，采用内径3.5m钢筋砼顶管，在砂砾岩中一次顶进780m从湖底穿越现状水面及规划航道。

关键词：电力隧道；湖底顶管；超深竖井

一、项目背景

根据巢湖市道路网规划，新建湖光路跨巢湖（裕溪闸位置）大桥工程，由于拟建桥位处现状有三道过湖高压电缆，分别为两道110KV和一道35KV，与拟建大桥桥位发生冲突，为保证大桥顺利实施，需对该三道电力杆线进行迁改。经前期方案论证后，采用电力隧道方式下穿巢湖，隧道内径3.5m，顶部最大覆土厚度约38.5m，位于湖底以下约24m，隧道两端竖井地面以下最大深度为49.95m。

二、建设条件

1、场地现状

本工程位于拟建巢湖大桥附近，穿越巢湖；隧道南北向布置，北岸现状为滨湖大道（兼作巢湖大堤），大堤外侧为林地及拆迁后场地；南岸现状为农田、林地和村庄，南北岸用地充足。

该段水域为II级航道，现状设有船闸一座，远期将新建二线和三线船闸工程，二线船闸位于现状船闸北侧，三线船闸位于现状南岸以南。本次隧道实施须为远期船闸建设预留条件。

2、地质情况

根据地质勘察报告，场地内地层主要由第四系全新统芜湖组（Q4w）、第四系中更新统戚家集组（Q2q）及侏罗系中统罗岭组（J2l）组成，具有成层分布的特点。根据现场对岩土的鉴别、原位测试及室内土工试验成果综合分析，本场地的地层可分为7个工程地质大层，10个地质小层。其中：②层淤泥质粉质粘土及③层粘土渗透性弱，为相对隔水层。竖井位置④-1层粉质粘土夹圆砾及④-2层粉质粘土夹卵石渗透性一般，局部地段渗透性较强。竖井位置⑤-1层砾石、⑤-2层卵石及⑥层强风化砂砾岩水量较丰富，渗透性较强。⑦层中风化砂砾岩中的基岩裂隙水水量一般，渗透性一般，为隧道穿越的理想地层。

三、总体方案

隧道全长780m，主要有南北两岸竖井及隧道组成，其中竖井内径13m，兼做隧道接收井、工作井，同时为日常运维和附属设备提供空间；隧道采用内径3.5m顶管隧道方式。

1、平面布置

考虑避让现状航道构筑物，减少竖井对桥塔基础影响，综合考虑电力隧道布置于巢湖大桥上游，隧道中心线距离大桥中心线50m,平行布置，北岸竖井位于滨湖北路，南岸竖井位于规划滨湖南路南侧，隧道位置跨越现状水面宽度约380m。

2、竖向布置

因本工程位于三级航道及锚地下方，隧道不宜采用明挖方式实施，且埋深应考虑隧道上方船舶作业对隧道的影响，埋深应位于船舶抛锚作业影响深度范围以外。隧道穿越地层对顶管隧道工程的实施难度和工程造价有较大影响，因此地质情况也是隧道埋深的重要影响因素，应根据地勘报告，结合施工难度及经济性，选择合理的穿越地层。若采用隧道浅埋方案，隧道位于④-1、④-2、⑤-1、⑤-2地层中，该地层中的石块为石英质岩石，硬度大，较大粒径40~60cm，部分大于70cm，且该层透水性较强，已有工程经验表明在该类地层中进行顶管施工，施工难度大，因此选择在⑦层中风化砂砾岩顶进穿越的深埋方案，该方案虽竖井较深，但顶管施工难度小，受水面作业和远期船闸建设影响小，风险性小。为便于顶进施工和排水，隧道采用单向坡设计，南低北高，纵坡坡率为0.327%。竖井出入口高程高于百年一遇洪水位不小于3m。

3、断面布置

隧道横断面应能满足管线通过需求及人员日常检修需要，同时满足各类附属设施和设备的安装空间及运行需要。本工程隧道横断面尺寸布置主要依据巢湖供电公司提供的电缆过湖需求文件和湖光路供电线路总体改线方案综合确定，隧道内径3.5m，两侧布置各种管线，中部设置人行检修平台。

四、结语

随着巢湖市社会经济快速发展，城市跨湖发展已经成为必然趋势，电力隧道作为解决城市能源供应的专用通道，可以有效解决城市能源供应问题，且具备易于维护、便于管理等优势。本工程目前已基本经完成主体结构施工，隧道已全线贯通，该工程的建设为将来下穿巢湖相关类似工程提供了经验，为以后工程设计具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]杨文威. 城市电力电缆隧道工程建设[M]. 中国电力出版社, 2013.

[2]葛春辉. 顶管工程设计与施工[M]. 中国建筑工业出版社, 2012.