隧道施工技術(shù) |
| 文章來源：魚泡隧道 提供人：劉剛 提供日期：2022-12-11 |
隧道質(zhì)量取決于工藝質(zhì)量，工藝質(zhì)量取決于開挖、初期支護(hù)及防排水質(zhì)量等，初期支護(hù)和防排水質(zhì)量等比較好控制可以加強監(jiān)管，那么重點就是開挖質(zhì)量，開挖質(zhì)量又取決于鉆爆質(zhì)量，就是說理論上沒有了超欠挖后續(xù)的初支質(zhì)量就有了保證，因此說隧道質(zhì)量的好壞很大程度上取決于鉆爆的質(zhì)量，首先確定鉆爆的方案預(yù)裂爆破還是光面爆破首先我們從理論上來分析，由于v級圍巖巖體松散、裂隙較發(fā)育無法采用或?qū)崿F(xiàn)光面爆破技術(shù)，那么必須熟練掌握預(yù)裂爆破技術(shù)及特點， 預(yù)裂爆破 進(jìn)行石方開挖時，在主爆區(qū)爆破之前沿設(shè)計輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫，以緩沖、反射開挖爆破的振動波，控制其對保留巖體的破壞影響，使之獲得較平整的開挖輪廓，此種爆破技術(shù)為預(yù)裂爆破。預(yù)裂爆破不僅在垂直、傾斜開挖壁面上得到廣泛應(yīng)用；在規(guī)則的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用預(yù)裂爆破。 預(yù)裂爆破要求 (1)預(yù)裂縫要貫通且在地表有一定開裂寬度。對于中等堅硬巖石，縫寬不宜小于1.0cm；堅硬巖石縫寬應(yīng)達(dá)到0.5cm左右；但在松軟巖石上縫寬達(dá)到1.0cm以上時，減振作用并未顯著提高，應(yīng)多做些現(xiàn)場試驗，以利總結(jié)經(jīng)驗。 (2)預(yù)裂面開挖后的不平整度不宜大于15cm。預(yù)裂面不平整度通常是指預(yù)裂孔所形成之預(yù)裂面的凹凸程度，它是衡量鉆孔和爆破參數(shù)合理性的重要指標(biāo)，可依此驗證、調(diào)整設(shè)計數(shù)據(jù)。 (3)預(yù)裂面上的炮孔痕跡保留率應(yīng)不低于80%，且炮孔附近巖石不出現(xiàn)嚴(yán)重的爆破裂隙。 根據(jù)預(yù)裂爆破的特性、要求經(jīng)過試驗和反復(fù)研究對鉆爆設(shè)計做了適宜的改動做到動態(tài)控制。 措施、指標(biāo) (1) 炮孔直徑一般為50～200mm，對深孔宜采圍較大的孔徑。 （2）炮孔間距宜為孔徑的8～12倍，堅硬巖石取小值。 （3）不耦合系數(shù)（炮孔直徑d與藥卷直徑d0的比值）建議取2～4，堅硬巖石取小值。 （4）線裝藥密度一般取250～400g/m。 （5）藥包結(jié)構(gòu)形式，較多的是將藥卷分散綁扎在傳爆線上（圖1-21）。分散藥卷的相鄰間距不宜大于50cm和不大于藥卷的殉爆距離。考慮到孔底的夾制作用較大，底部藥包應(yīng)加強，約為線裝藥密度的2～5倍。 （6）裝藥時距孔口1m左右的深度內(nèi)不要裝藥，可用粗砂填塞，不必?fù)v實。填塞段過短，容易形成漏斗，過長則不能出現(xiàn)裂縫。 一般情況來說開挖應(yīng)盡量采用大斷面或較大的斷面開挖，以減少對圍巖的擾動，根據(jù)圍巖特征經(jīng)過反復(fù)研究、現(xiàn)場考察、論證和試驗洞的開挖，由于斷面大開挖方法最后確定為雙、單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法，鉆爆方案確定為V級圍巖預(yù)裂爆破設(shè)計，IV級圍巖實踐光面爆破，實踐證明這兩種爆破方案均符合轄區(qū)隧道IV、V圍巖實際，按照此方案實施爆破，爆破效果較好。但要解決的問題是雙、單側(cè)壁導(dǎo)坑法二次擾動比較大，加之圍巖比較松散極易出現(xiàn)塌方，特別是淺埋段甚至?xí)霈F(xiàn)冒頂，方案是可行的，問題是要怎么去解決二次擾動問題，經(jīng)過實踐和多次試驗證明二次擾動對圍巖、初支影響非常大，初支表面加上爆破震動效應(yīng)的影響靠近掌子面處基本上都會出現(xiàn)開裂、變形，拱架接頭有的會應(yīng)力扭屈，甚至出現(xiàn)掉拱，某種程度上來講雙、單側(cè)壁拱架是起到了簡支梁在中部給一個支點的反作用力的作用，是破壞整體受力的作用，如何加之利用導(dǎo)坑開挖優(yōu)勢，取長補短又要確保質(zhì)量安全呢，首先我們經(jīng)過理論分析圍巖受力情況，單、雙側(cè)壁是分部開挖、分階段受力（持續(xù)受力）、整體持續(xù)收斂的一個過程，經(jīng)過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)二次擾動其實如果控制在圍巖變化（拱頂下沉、周邊收斂、位移）在一定的范圍內(nèi)時，擾動是對圍巖、初支影響最小，在這區(qū)段進(jìn)行下部接腿、成環(huán)或?qū)Э又胁拷庸白顬榭尚幸彩亲畎踩模瑢Τ踔У挠绊懣梢院雎圆挥�，其次就是必須要�?yán)格開挖步序，必須是兩內(nèi)側(cè)壁先行，后續(xù)工序跟進(jìn)循序漸進(jìn)的工藝，遇到比較軟弱圍巖時（如流沙、斷裂層）側(cè)壁導(dǎo)坑也須遵循“短進(jìn)尺，弱爆破，強支護(hù)，早封閉”的原則，開挖步序見圖標(biāo)2
明洞及洞門 洞口邊、仰坡和明洞開挖與支護(hù)應(yīng)自上而下分層開挖，而且要洞外永、臨防、排水要先行，使地表水通暢，避免地表水沖刷坡面。必要是采取人工修坡，防止超挖，減少對洞口相鄰地段的擾動；開挖暴露的邊坡及時施作設(shè)計的防護(hù)，降低圍巖暴露而風(fēng)化，支護(hù)要緊跟，轄區(qū)內(nèi)都為高邊、仰坡，如果不及時安全無法保證，況且會浪費很多的人力物力， 明洞襯砌必須檢查、復(fù)核明洞邊墻基礎(chǔ)的地質(zhì)狀態(tài)和地基承載力，滿足設(shè)計要求后，測量放樣，架立模板支撐，綁扎鋼筋，安裝內(nèi)外模板，先墻后拱整體澆注襯砌混凝土，集中拌和泵送入模，插入式振搗器配合附著式振搗器搗固密實。 洞門施工對于削竹式洞門，同明洞同時施作，削竹斜面按坡度安裝木模板，用角鋼將斜面端模與邊模固定成整體。 明洞防水層與回填 明洞襯砌完成后強度達(dá)到50%方可拆除外模，鋪設(shè)防水層，回填要對稱每層不大于30cm，兩側(cè)高度差不得大于50cm，回填至拱頂后，再分層滿填至完成，做好表面隔水層。 V級開挖 進(jìn)洞方式 洞口段覆蓋層薄、地質(zhì)條件差，當(dāng)開挖深度至起拱線時，先施作進(jìn)洞導(dǎo)向墻及大管棚，待明洞襯砌完成后，接長管棚尾端，搭接于明洞上，使管棚尾端形成一個固定支撐，在大管棚的保護(hù)下開口進(jìn)內(nèi)側(cè)壁，兩內(nèi)側(cè)壁導(dǎo)坑的進(jìn)尺也要錯開前后（5～10m）。如果是小間距還必須設(shè)置預(yù)應(yīng)力對拉錨桿。 V級圍巖破碎帶開挖與支護(hù) 上斷面內(nèi)側(cè)壁導(dǎo)坑先進(jìn)，進(jìn)尺0.7m，同時外側(cè)壁導(dǎo)坑也可開挖，當(dāng)下斷面成環(huán)進(jìn)尺約20～35m后，核心土上部弧形導(dǎo)坑開挖支護(hù)接拱，進(jìn)尺3～5后可開挖中部及支護(hù)，最后下部隧底與先前的左右導(dǎo)坑的下斷面完全結(jié)合封閉成環(huán)，共分七部開挖支護(hù)，所有工序必須嚴(yán)格遵循開挖支護(hù)步序，必須是兩內(nèi)側(cè)壁先行，后續(xù)工序跟進(jìn)循序漸進(jìn)的工藝。 另外，爆破后開挖輪廓線必須采用人工配合風(fēng)鎬開挖，嚴(yán)禁補炮，炮眼成孔應(yīng)采用水鉆，做好洞內(nèi)的施工臨時排水，必要時采用水泵排出洞外，石英、云母片巖在水浸泡后會加速喪失自穩(wěn)能力，而且會加速圍巖節(jié)理發(fā)育的形成，如果地下水壓力太大會增加對支護(hù)的破壞作用。
IV級開挖 本區(qū)段IV級圍巖根據(jù)圍巖的節(jié)理發(fā)育、走向和圍巖的風(fēng)化脆弱程度情況我們將其區(qū)分為兩種情況對待，一種為種為IV級一種為IV級加強段，為了節(jié)約成本和發(fā)揮最大的時間效應(yīng)，開挖方法也有所調(diào)整準(zhǔn)IV級為上下臺階留核心土開挖法－正臺階開挖，IV級加強段為CD工法工序開挖－單側(cè)壁開挖法；鉆爆開挖均采用實踐光面爆破，為了進(jìn)一步搞好光面爆破，提高爆破效率，實現(xiàn)安全快速開挖，提前實現(xiàn)獨頭施工貫通，施工與監(jiān)理單位共同成立了一個光面爆破技術(shù)專題小組，在認(rèn)真總結(jié)Ⅲ類圍巖爆破實踐的基礎(chǔ)上，研究探討IV圍巖全斷面光爆技術(shù)，施工過程中效果甚好，特別是上下臺階法施工，炮眼殘痕率達(dá)95%，特殊地段拱部釬痕率達(dá)85%，邊墻達(dá)80%，局部最大超挖量為10㎝，欠挖量為8㎝，IV級圍巖實踐采用光面爆破取得的有關(guān)技術(shù)參數(shù)及效果，爆破專題組通過多次爆破實踐，反復(fù)修正爆破參數(shù)，最終確定了IV類圍巖的鉆爆方案，附鉆爆設(shè)計 |
