高原高寒地区隧道光面爆破施工技术.pdf

1 4 4 西部探矿工程 2 0 0 7年第 3 期 高原高寒地 区隧道光面爆破 施工技术 刘 良骥 中铁隧道集团三处有限公司， 广东 乐昌 5 1 2 2 1 9 摘要 介绍 了在高原高寒地区开挖地质构造复杂多变的长大隧道 时采用光面爆破施工技术的方法 和经验 。 关键词 高原高寒地区； 隧道； 全断面光面爆破； 施工技术 中图分类号 T D2 3 5 ． 3 7 4 文献标识码 B文章编号 1 0 0 4 5 7 1 6 2 0 0 7 O 3 一O 1 4 4 一O 3 1 工程 概况 国道 3 1 8线海子山至竹巴笼段是川藏公路在四川 I 境内的重要组成部分， 是四川公路网络中的主要干线之 一 ，也是四川省通往西藏的主要通道， 具有重要的政治 、 军事和经济意义。波戈溪隧道进 口里程 K2 5 9 3 2 7 ， 出 口里程 K2 6 2 0 7 0 ， 隧道全长 2 7 4 3 m， 是全线的控制性 工程。地貌主要表现为高山峡谷“ V ” 型河谷地貌和山 前洪积扇地貌， 常年发生滑坡、 泥石流、 岩溶、 崩塌 、 碎落 以及水毁等地质灾害。 2 设计要求 隧道设计为双向双车道 ， 最大开挖断面 8 6 ． 6 1 m 2 ， 隧 道岩层主要以Ⅲ 类围岩为主， 岩层受构造挤压破碎严重， 裂隙发育 ， 岩层变化较频繁， 但裂隙多被石英石填充 ， 且 通过 F 1 及 两个断层 。本 隧道开挖施工除洞口段Ⅱ 类 围岩及断层带采用上下台阶法施工以外 ， 其余地段均采 用全断面光面爆破施工。波戈溪隧道严格按照设计和规 范要求施工， 并严禁欠挖， 最大超挖小于2 0 c m 。 3 开挖施工难点 1 国道 3 1 8 B T8标波戈 溪隧道地处海拔 3 8 0 0 m 以上的高原 、 高寒 、 地质条件复杂多变地区， 采用全断面 光面爆破技术修建长大隧道， 对解决施工人员的缺氧问 题提出了更高的要求； 2 施工设备的燃料不完全然绕 ， 机械效率为内地 的五分之一 ； 3 解决施工作业人员的工作效率低下问题。 4 采取的对策 1 成立了专门的医务室， 公司派驻有高原施工经 验的医生担任 ， 并定期组织体检； 2 对所有进洞施工人员发放有关高原缺氧的药 品 ； 3 成立专门的光爆质量 QC小组 ， 专门研究解决 施工中存在的问题 。 5 开挖方案的确定 鉴于波戈溪隧道开挖工程的上述特点 ， 采用传统的 保护层分层爆破开挖法无法满足工期 、 质量的要求。从 工期和质量和岩层等综合因素， 经项目 部和工区有关人 员多次研究决定采用光面爆破法施工 ， 并选择了孑 L 底充 填柔性垫层作保护层。 1 炮眼直径及孑 L 深的确定 根据隧道 围岩和工程 地质情况， 以及现场爆破试验最终决定炮眼深度为 4 m， 钻孑 L 直径为j 2 『 5 0 mm 2 炮眼的布置如图 1 、 图 2 所示 ①先布置掏槽眼， 其次是周边眼 ， 最后是辅助眼； ②周边眼沿隧道开挖轮廓布置， 基本上按等距离布 置 ， 在曲线拐弯处考虑外插斜率为 0 ． 0 4的外插角； ③辅助眼在掏槽眼和周边眼之间一圈一圈等距离 均匀布置。 3 爆破参数的确定 ①钻孑 L 直径 D 。根据开挖工程施工强度和钻孑 L 要 求 ， 选择手风钻造孑 L ， 钻孑 L 直径为 5 0 ram； ②钻孑 L 间距 a 。钻孑 L 间距 a和钻孑 L 直径 D的关系 可用间距系数 n来表示， a n D； n值的大小决定着钻孑 L 的数量 ， n值过大 ， 影响光爆效果 ； n值过小 ， 将增加钻 孑 L 数量 ， 影响施 工进度 ， 不经 济。根据试验， 采用 n 一 7 ～1 O ， 钻孑 L 间距 4 0 5 0 c m； ③不耦合系数 E 。选用直径 d 一2 5 m m 的药卷， E D／ d 2 ； ④钻孑 L 深度 I 。钻孑 L 深度过大， 钻孑 L 水平精度难以掌 握， 往往出现向上偏斜， 造成孑 L 底高程偏差大， 为保证建基 岩面的开挖平整度， 实际钻孑 L 过程中除严格控制开孑 L 孑 L 位 高程和角度外， 还必须控制钻孑 L 深度， 钻孑 L 深度4 m； ⑤装药密度 △线 。采用经验公式计算 ， 并 以生产 性试验不断调整线装药密度， 最终确定线装 药密度 为 1 2 0 ～1 8 0 g ／ m 维普资讯 2 O O 7年第 3期 西部探矿工程 1 4 5 ＼ ＼ ＼ 、 、＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 、 、＼ ＼ ＼＼ 3} 7 i一 一 一L u 一 】 nn一 一 一 一 一 一 1l 4n 图 1 波戈溪隧道炮眼布置断面示意图 图 2 周边眼装药结构示意图 ⑥装药结构设计。间隔装药， 将确定的线装药密度 均匀布在孔内， 为了克服孔底部位的阻力， 放 1 卷j 2 『 3 2 标准药卷， 以增加其作用 ， 使光爆层能够比较容易地脱 离岩体 ； ⑦堵塞长度 I 。堵塞长度一般取炮孔深度的1 ／ 4 ～ 1 ／ 3 ， 实际施工中的堵塞长度根据爆破效果进行不断调 整修正， 一般取 8 0 - - 1 0 0 c m左右； ⑧起爆方法。用导爆索贯穿整个炮孔， 保证齐爆， 并控制最大一段起爆药量小于 5 0 k g 。 6 施工工艺及技术要求 1 施工准备 首先形成沿掌子面水平造孔的施工 工作面， 该工作面用测量放样确定水平光爆的作业范 围 ； 药卷 2 钻孔作业 。爆孔开孔误差要求不大于 5 c m， 辅 助孔与水 平光 爆孔平 行 布设 ， 开 孔误 差要 求不 大于 l O c m， 并严格控制每个水平爆孔钻孔深度和方 向。钻 孔完毕后 ， 要对钻孔认真检查 ， 主要检查三项 一是钻孔 的角度是否满足设计要求 ， 若 角度偏差超过 了允许范 围， 则废孔移位重新开孔 ； 二是孔间距是否满足设计要 求 ， 若孔间距过大， 进行插孔处理； 三是孔深是否符合设 计要求， 未达到规定深度则进行补钻， 超过规定深度则 进行填补 ； 3 装药联网。炸药采用 2 岩石硝铵或防水炸药， 导爆索传爆， 毫秒微差雷管起爆。辅助孔同时按设计装 药结构分别装药 ， 并在 同一网络 内联接， 控制光面爆破 后于辅助孑 L 爆破的起爆时差为 5 O ～l O O ms 之间。 维普资讯 1 4 6 西部探矿工程 2 0 0 7 年第 3期 大跨度单拱单柱双层 暗挖地铁车站施工技术 郑 向红 北京市轨道交通建设管理公司， 北京 1 0 0 0 3 4 摘要l 介绍浅埋暗挖 法施工大跨度单拱单柱车站的主要施工工艺及方法。 关键词 大跨 ； 单拱 ； 单柱； 暗挖 ； 车站 ； 技术 中图分类号 l U4 5 5 。 4 文献标识码 l B文章编号 l 0 0 4 5 7 l 6 2 0 0 7 0 3 0 l 4 6 0 4 北京地铁五号线是贯穿京城南北的一条轨道交通 干线， 全长 2 7 ． 6 k in， 共设站 2 2座， 其 中地下车站 l 6座， 其中有 4座车站是采用暗挖法施工 ， 5座车站是采用明 暗结合的方法施工。采用暗挖法施工的车站， 根据具体 情况采用 了不同的工法， 其结构形式也多种多样 ， 包括 传统的三连拱车站结构型式、 单层三跨单层车站结构型 式和单层三跨双层车站结构型式 ， 还有单拱单柱双层车 站隧道型式， 此型式应用于蒲黄榆车站。该结构型式在 软土地层地铁车站隧道 中属首次采用。由于采用了双 跨结构型式， 整个道隧道施工过程中导洞的体量很大 ， 同时， 采用单拱型式导致车站的整体高度偏大， 施工期 间对控制隧道稳定性的要求很高。本文主要 以蒲黄榆 车站为实例， 就大跨度单拱单柱双层暗挖地铁车站施工 的有关技术问题进行论述 。 1 工程概况 蒲黄榆车站位于丰 台区南三环蒲黄榆路与安 乐林 路 、 蒲芳路“ 十” 字路 口， 场地平坦， 地面标高为 4 0 ． 3 ～ 4 0 ． 8 5 m， 周围建筑物较多。车站隧道穿越 的地层 为第 四纪地层， 以粘土、 粉土、 砂及砾石层为主。地下水主要 有上层滞水 、 潜水和承压水 。隧道基本在潜水 中， 部分 隧道已经进入承压水 。 车站有效站台中心里程 K 3 0 0 0 ， 起点里程 K2 9 3 1 ． 1 ～K 3 0 9 9 ． 1 ， 长 1 6 8 m， 为双层暗挖岛式车站， 在 东南、 东北各设有一组风亭 、 风道。蒲黄榆车站为暗挖 车站， 风井、 风道作 为施工用 的竖井 和通道。采用复合 衬砌结构型式 ， 顶梁、 底梁为钢筋混凝土结构 ， 立柱为钢 管柱。隧道断面尺寸为 2 4 。 2 m1 6 m 宽 高 。中洞 法施工 ， 其中中洞采用交叉中隔壁法施工。在中洞形成 后 ， 由下至上施做底板 、 底梁 ， 然后施工立柱， 后浇筑顶 梁、 顶板 。侧洞采用台阶法由上至下开挖而成。施工过 程中在拱部打设钢管棚 ， 管棚 间插小导管， 并注浆 以保 证拱部稳定。 2 主要施工工艺及施工方法 本站设计 为单拱单柱， 开挖 跨度 2 2 ． 6 m， 高度 1 6 ． 3 m， 首先利用 车站两端结合部作为工作室， 采用水 平定向钻机施作长 1 4 6 m、 j 2 『 1 1 4 mm 的超长管棚作为超 前支护， 然后采用 中洞法施工， 即 先将大断面纵向分成 左 、 中、 右 3个洞室， 每个洞室的跨度均为 7 ． 5 m， 再将 3 个洞室横向从上至下分成 4个小洞， 每个小洞的高度约 4 m， 共 l 2 块 1 2 个小洞 进行施工 ； 开挖在拱部j 2 『 1 1 4 7 爆破质量 1 宏观检查 爆破后根据 公路 隧道 施工技术规 范 和 验收标准 对开挖面残 留炮孔痕迹进行检查与统 计分析 ， 在开挖轮廓面上， 平均半孔保存率大于8 5 ％， 相 邻两炮孔间岩面的不平整度最大 2 0 c m， 最／ b5 c m， 一般 控制在 1 0 c m， 炮孔壁无明显的爆破裂隙； 2 质量验收与评定 对波戈溪隧道 光面爆破按照 设计图纸所和规范对每次爆破进行检查和统计 ， 并经监 理现场检查所有开挖施工质量全部合格， 开挖采用光面 爆破的施工方案， 平整度、 开挖高程及轮廓边线均满足 设计要求。 8 结束 语 通过不断的优化爆破设计与技术人员的严格控制， 波戈溪隧道的光面爆破质量不断提高 ， 现阶段Ⅳ类围岩 的炮眼痕迹保持在 9 2 左右， Ⅲ类围岩的炮眼痕迹保持 在 8 4 左 右， Ⅱ类围岩的炮眼痕迹保持在 6 8 ％左右。 爆破方案的成功应用， 不仅大大加快 了隧道施工进度、 增加 了施工产值， 使单 口月进度 由3 0 m提高到了现在的 1 7 2 m， 还大大降低了拱墙混凝土、 喷射混凝土的成本， 根据对我们 目前完成 的拱墙混凝土 和喷射混凝土数量 进行统计分析， 与设计 量相 比， 我们在隧道开挖方面已 节约成本 1 0 2万元， 取得 了业 主单位和监理单位 的信 任， 加快了施工进度， 降低了施工成本， 取得了较为理想 的经济、 社会效益 。 维普资讯