浅谈钻爆法隧道浅埋偏压段施工技术.pdf

交通建设
建与装饰
2015年3月
浅谈钴爆法燧道浅埋偏段施工技术
徐少红章志华刘智峰
(中交第二航务工程局有限公司)
摘要:本文以沈海复线仙游至金淘高速公路A3合同段狮山隧道浅埋偏压段施工为实例,重点对井点降水、大管棚
超前支护、开挖、支护和超前地质预报等方面施工技术进行阐述,集中体现隧道浅埋偏廷畏施工应遵循“强支护、短进尺、
弱爆破、随挖随支护、先喷后锚”的施工原则,为类似工程提供经验和借鉴。
关键词:浅埋偏压;超前地质预报;井点降水;大管棚
中图分类号:U445.4
文献标识码:A
文章编号:1673-0038(2015)12-0186-03
1工程概况
的影响,确保隧道施工的安全、质量,采取降水井点进行降排水。
山道位于福建省南安市罗东镇境内,隣道全长「降水井点采用3排井点,井点布管离隧道側联外2m,且平行于隧
1075m,左右洞呈分离布置木合同段承建狮山隧道进口段部」道侧,井点间距15-20m:为达到降水目标,井点深度超过隧道
分,长度为5398m(起止上柱サ:ZK12623196K129-、仰轶底部以下6m:并保近降水稳定后稳定水位在仰拱底部以下
645
0+187)
不小于0.5m。降水井点采用钻探设备成孔,并及时安装井管和过
道进洞口自然山坡坡度约25-30,自然山域稳定:上部有」滤材料井管内径10cm,抽水设各采用深井潜木泵,水泵置于设
厚约1-4m披残积粉质粘土,下为花岗岩及其风化层。左洞进ロ计深度。井点降水施工见图1
覆盖层厚度约10.5m,开挖以上砂土状-块状强风化岩为主;右
洞进口处覆盖层厚度约5~17m,开挖以砂土状强风化岩为主。
左、右洞口边坡高约8-15m,坡体主要为强风化岩,结构松散,开
挖后稳定性较差,且地形上有偏压现象
本隧道进口埋深小、地形偏压、施工难度大,易发生变形及涌
水等现象,故本隧道的浅埋段偏压施工段是关键控制点。
2超前地质预报
隧道施工中,通过有效的超前地质侦报手段,预测开挖工作
面前方几米至几十米的围岩工程地质和水文地质条件,结合掘
进中地质条件的变化,及时提出预报,以便有准备的做好各种
防和施工措施,保证隧道施工的顺利进行。在隧道施工前采用
图1井点降水
GPR地质雷达探測技术,对该浅理偏乐段围进行超前地质预「4大管棚施工
报工作。
隧道左右洞进口成洞面洞顶覆土厚度分别为1.5m、3m,为使
经探测发现,该浅埋段围岩岩性主要为全强风化花岗岩,呈
呈张风化状,星碎裂块状结构、「开挖后不发生拱顶面沉降変形、顶部掉块、坍塌等现象,保证施
围岩稳定性差,该段隧道施工时应按照V级围岩进行开挖支护。
工安全,开挖前采用大管棚进行超前支护
管棚采用外径108mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管,长度为
洞口附近地下水较发育,且地下水水位较高,隧道施工前需做好
降排水工作。
30m,环向间距50cm。每根钢管长分别为4m和6m,管壁上每隔
15cm交错钻直径15mm的注浆孔,钢管接头采用外径114mm、
通过对超前地质预报的地质资料分析研究后,决定对该浅埋
偏压段采用双惻壁导坑法开挖施工,超前大管棚配合钢架、锚
厚5mm丝扣连接,丝扣长15cm。管棚加工图见图2
蒙
杆、钢筋网等工艺进行围岩支护,降水井点进行施工前降排水
以确保施工人员及机械安全,防止顶事故发生
cm
3井点降水
图2管棚加工图
隧道浅埋偏地段地下水较发育,主要为风化基岩中网状裂4.1工芝流程
隙-孔隙水,以及基岩裂隙水,雨季局部淋雨状-股流状出水
大管棚施工工艺流程见图3所示。
风化基岩中的裂隙-裂隙水赋存于第四系破残层底部及醉块状4,2套拱施工
强风化岩层中,富水性及导水性较强,接收大气降水的补给;基
岩裂隙水,主要受裂隙、节理等的控制,受大气降水的补给和基
套拱采用立拱架、支模板,并灌注C25混凝土形成,套拱起
岩风化裂隙水的补给,透水性较好,富水性一般。经勘测,隧道河/管棚导向墙作用。为保证长管棚施工精度,套拱内埋设3福18
口段地下水水位高丁仰拱底部。为了減小地下水对开挖及支か/エ字钢,钢架外设127壁厚4mm导向钢管,钢管与钢架焊找
2015年3月
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测量放线,斾做套拱
用光爆破。
5.1爆破作业
钻孔
搭设平台
炮眼凿孔采用凿岩台车,炮眼布应符合下列规定:
(1)根据围岩特点合理选择周边眼问距及周边眼的最小抵抗
瓜进、接长钢管
钢管抓工
线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂
直面上,掏槽眼加深20cm
放置笼
(2)严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均
匀分布
飴榭注浆
拌制水泥浆
(3)同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求,眼底保持在一个
铅垂面上。
开
(4)装药作业采取定人、定位、定段别,做到装药按顺序进行;
装药前,所有炮眼全部用高压风吹洗:严格按爆破设计的装药结
图3管棚施工工芝流程图
构和药量施作:严格按设计的联接网络实施,控制导爆索的连接
钢架各单元由连接板焊接成型,单元间由螺栓连接,接头处焊缝「方向和连接点的牢固性
高度为:腹板hf=9m,翼板hf=12mm
5)岩石隧道爆破作业,采用光面爆破或预裂爆破。光面爆破
4.3钻孔及钢管顶进
和预裂爆破参数参照表1、表2选用
采用电动油压钻机,用以钻孔及推进钢管。开孔前以孔口导
表1光面爆破参数
管为准调正钻机,套管从导管中穿过,依导管的方位角为准。钢
若有类别/周边眼间距E周边眼抵抗线W
相对距离EW装药集中度q
管轴线外插角为1-3°。钻孔及钢管顶进顺序为自上而下
(kg/m)
极硬岩
0.8-0.85
0.25-0.3
山于套拱顶覆盖层较薄,大管棚钻孔成孔较困难,施工时采
硬岩
0.8-0.85
0.15-0.25
取跟管技术,边钻孔边打入钢管,保证大管棚施工过程中不塌
軟质岩
0.75-0.8
0.07-0.12
孔。顶进钢管耐,逐节使用联接套接长,直至钢管长度达设计要
表2预裂爆破参
求。钢管安装到位后,外露于套拱5cm,并于外露的钢管上焊接环
岩石类判「周边限间距E(cm)「至内排崩落眼间距(cm装药集中度q(kym
向32钢筋作为接地母线桩
极硬岩
4.4放置钢筋笼
使岩
软质岩
005
0.2-0.25
原设计大管棚术设置钢筋笼,经过对实际的水文地质情况分
35-40
0.07-0.12
析研究后认为,需在管棚内增设钢筋笼,提高钢管的刚度和强52双侧壁导坑法
度,以保障管棚对围岩加固和支护效果。在管棚拱顶90°范围,钢
双侧壁导坑法是分部开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支
管内设置由4根的20钢筋和固定环组成的钠筋発,固定环为外」扩,再分部开挖剩余部分的方法。施工时将隧道断面分成四块:
径50mm、"壁厚5mm钢花管,d20钢筋与定环焊接连接。管棚左、右側壁导坑、上帝核心土、下台阶。侧壁导坑开挖后,应及时
内置钢筋笼布置见图4。