导洞施工法在骨塘隧道的应用.pdf

2 0 0 2年 6月 第一 3 1卷第 3期 有色矿山 No n f e r r ou s M i n e s J u n． ， 2 0 0 2 Vo 1 ． 31 NO． 3 导洞施工法在骨塘隧道的应用 李建荣 江西铜业公司德兴铜矿 ，江西 德兴 3 3 4 2 2 4 [ 关键 词 】 单导 洞 ； 主洞 ；隔墙 ；台阶开挖 ；围岩 ；支护 [ 摘要】介 绍了单 导洞 中导洞 施工法工艺 ； 提出 了单导洞 安全 问题的解决 措施 ； 通过工 程实例 验证 了单导 洞施工法 的可行、 可靠 、 优异 、 实用性 。 【 中圈分类号】U4 5 5 ． 4 2 【 文献标识码】B 【 文章编号】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 3 0 0 2 1 0 2 Appl i c a t i o n o f p i l o t h e a d i ng c o ns t r u c t i o n i n Gu t a ng t u nn e l LI J i a n r o r i g D e x i n g C o p p e r Mi n e ，De x i n g 3 3 4 2 2 4 ，C h i n a Ke y wo r d s s i n g l e p i l o t h e a d i n g；ma i n c a v e ；b u l k h e a d；b e n c h e x c a v a t i o n；c o u n t r y r o c k；s u p p o r t A b s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e d s i n g l e p i l o t h e a d i n g mi d d l e p i l o t h e a d i n g c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ．S a f e t y me a s u r e s a b o u t s i n g l e p i l o t h e a d i n g a r e p u t f o r wa r d ，a n d i t i s v e r i f i e d t h r o u g h e n g i n e e r i n g e x a mp l e t h a t s i n g l e p i l o t h e a d i n g c o n s t r u c t i o n me t h od i s f e a s i b l e ，r e l i a b l e ，a n d a p p l i a b l e ． 1 工程概述 金丽温高速公路的骨塘隧道， 位于金华至丽水 段第十一合同段 内， 全长 1 8 5 m， 其中明洞 7 0 m， 暗洞 1 1 5 m 设计 Ⅱ类围岩 5 0 m， l l I 类围岩 1 0 m， I V类围岩 5 5 m 。设计为双连拱整体式单向双车道 隧道。 单洞 净宽 1 1 ． 0 4 m， 净 高 7 ． 2 5 m， 中 隔墙厚 度 1 ． 8 m 暗 洞 ， 双洞最大开挖跨度 2 5 ． 7 4 m， 开挖高度 9 ． 7 4 m。 主洞 Ⅱ类围岩设计开挖断 面 2 2 3 ． 9 m2 ， l l I 类 围岩为 21 3． 5m2 ，I V 类围岩 1 7 8 ． 0 3 m2 。 明洞设计 为 0 ． 5 ～0 ． 6 5 m厚钢 筋支护， 按 明挖 法施工 。暗洞采用 锚、 网、 喷射混凝土 、 钢拱架的超 前与初期支护， 及 0 ． 5 ～0 ． 3 5 m厚钢筋二次衬砌 复 合支护结构形式 。 2 地质概况 该隧道穿过地层主要 为强、 中、 微风化熔结凝灰 [ 收稿日期】2 0 0 1 0 8 一 O 1 【 修订 日期 】 2 0 0 2 0 5 1 0 [ 作者简介】李建荣 1 9 6 2一 ， 男， 福建省永安市人， 工 程师， 从事工 程施工管理工作。 岩， 暗洞以微风化的基岩为主， 裂隙发育一般， 岩石 呈碎石状， 质硬 ； 隧道 区地形高差较大， 地表水补给 条件简单， 主要为第四系松散孔隙水和基岩裂 隙水。 3 单导洞 中导洞 施工法 采用导洞 中导洞 长台阶开挖， 即变左 右 侧 导洞 包括锚喷支护及边墙衬砌 为直接采用单洞上 下台阶开挖及支护 即先拱后墙的施工法 再整体衬 砌的施工工艺。具体施工步骤 ① 中隔墙超前导洞 开挖 含导洞锚喷支护 ； ② 中隔墙衬砌 ； ③主洞上台 阶 拱部 开挖 ； ④主洞下台阶 含仰拱 开挖 ； ⑤主洞 整体二次衬砌 。 单导洞 中导洞 施工法与常规施工法 三导坑 先墙壁后拱施工法 比较具有以下优劣 ①减少了施 工工序和交叉作业； 可充分利用机械化设备， 降低劳 动强度， 提高施工进度 ； 管理方便。②全断面一次性 铺设防水卷材， 既符合设计要求又保证 了防水层旅 工的整体性， 提高 防水能力 ； 全断面整体衬砌， 使隧 道的墙、 拱一次性浇注， 整体性好， 混 凝土外观质量 好。③主洞采用长台阶掘进， 机械化作业， 简化了作 业工序， 减少了对 围岩 的扰动破坏次数。④开挖断 面增大， 使得施工的安全系数降低。 2 2 有色矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 4 单导洞施工法技术安全可行性分析 针对单导洞 中导洞 施工法存在的安全 问题， 可从三个主要方面进行分析研究。 1 隧道现场 围岩稳定性分析 该 隧道 暗洞全 长 1 1 5 m， 围岩设计为 Ⅱ类围岩 5 0 m， I I I 类围岩 1 0 m， Ⅳ类围岩 5 5 m。通过 中导洞施工， 对隧道所穿过 的 围岩进行观察分析。 地质情况与设 计基本 吻合。同 时通过对导洞锚喷支护观测， 未发现异常， 喷射混凝 土表面保持完好， 说 明地质整体性较好 ， 具有一定的 稳定性。 2 设计 的围岩 支护分析 设计为该双连 拱隧 道提供了良好的支护体系。 在 Ⅱ类 围岩设有超前小 导管预支护和 Ⅲ、 Ⅳ类 围岩初支护 锚、 网、 钢拱 架、 喷射混凝土 。使得该隧道在开挖初期支护结构具 有较大的刚度和强度 。 为隧道 的安全开挖创造了先 决条件。 3 施工工艺的安全保证 在施工设计上， 依据 隧道的设计特点、 地质条件及施工设备等条件， 科学 合理划分主洞上下台阶开挖界限， 制 定合理的开挖 次序和循环进尺。①为了能够有效地发挥施工设备 的工作效率 ， 尽可能合理地改善初支受力， 主洞上下 台阶划分线设在起拱线处 先上台阶开挖， 后下台阶 开挖 ， 配合短掘短支 ， 增强初期支护体系的稳定性。 同时方便管理， 利于安全。②在主洞开挖进尺上， 依 据围岩类别而定， 一般控制在 1 ． 2 m 至 2 ． 2 m之间， 遵循小药量、 弱爆破 、 强支护、 勤量测的施工原则， 合 理控制施工进尺。③采用光面爆破 工艺， 尽可能保 护和利用 围岩的 自身承载能力。 针对以上分析。 确定采用上下台阶法开挖具 有 足够的安全保障。在邀请有关隧道专家到现场勘察 指导。 并经上报监理、 业主批准， 最后决定 变更设计 提供的“ 三导坑先墙后拱” 施工法， 采用“ 单导洞 中 导洞 、 全断面长台阶， 先拱后墙， 整体衬砌” 施工法。 5 施工与验 收 骨塘隧道在完成 了中导洞的开挖和 中隔墙的浇 注以后。 于 2 0 0 0年 6月 1日， 左隧道上台阶开始开 挖， 8月底贯 通。施 工 中， 一方面 抓好 现场施 工管 理， 严格按光爆要求， 控制爆破工艺， 短掘快支 ； 另一 方面， 抓好现场地质监控量测， 按规 范要求， 合理布 点进行 围岩的收敛与沉降观测 。 用于指导后续施工。 当左洞上台阶开挖及初支护完成 8 0 m 时。 经过 长时间的围岩收敛与沉降监控量测 。 左洞围岩趋于 稳定， 初期支护体系已经形成。 且 1 ． 8 m宽的 C 3 0混 凝土的中隔墙具有 了足够的强度和 稳定性。 并 与顶 部的围岩密贴成一体 。此时开始进行右洞上台阶开 挖， 掘进 中， 加强 围岩观测和中隔墙 的保护， 使开挖 和支护工作顺利进行 ， 到 9月底右洞上台阶贯通， 到 1 0月底， 左右洞开 挖及 初期支护 全面结束。 全过 程 围岩稳定。 实践证 明在骨塘双连拱隧道采用单导洞 、 全断 面长台阶， 先拱后 墙， 整体 衬砌施工 法是切实可行 的。其显著优点是可实现整体全液压模板 台车进行 二次衬砌， 能 有效 保证施工 质量， 整体 铺设 防排 水 层。 更有利于提高隧道的防水能力 ； 其次是减少了侧 导洞的开挖及支护时间， 减少了工序， 减少了对围岩 的扰动次数， 更利于 围岩的稳定； 第三， 大幅度提高 了连体隧道施工机械化程度， 提高了工效， 缩短了工 期。第四， 超前预支、 短掘快支， 保证 了施工安全， 为 优质、 快速完成隧道施工创造了条件。 上接 第 1 0页 [ 4 ] U 兰格福斯， B 基尔斯特略， 岩石爆破现代技术[ M] ． [ 6 ] J u n K a wa k a mi S t u d y o n E a r t h q u a k e - l i k e G r o u n d Mo t i o n s 北京 冶金工业 出版社 ， 1 9 8 3 ． Wi t h C o n t r o 9 1 1 e d E x p l o s i o n s ． P r o c e e d i n g s o f t h e I n t e r n a 一 [ 5 ] 卢文波等． 岩石钻爆开挖中预裂缝的隔震效果分析t i o n a l C o n f e r e n c e o n E n g e e r i n g B l a s t i n g T e c h n i q u e ． P 5 1 6 [ J ] ． 爆炸与冲击， 1 9 9 7 ， 1 7 3 1 9 3 1 9 8 ． 一5 2 3 ． B e ij i n g 1 9 9 1 ． P e k i n g Un i v e r s i t y P r e s s ，