“破碎锤配合静态破碎剂+破碎锤配合机械钻孔”工法在城市地铁复杂交叉段施工中快速掘进的应用实践.docVIP

“破碎锤配合静态破碎剂+破碎锤配合机械钻孔”工法在城市地铁复杂交叉段施工中快速掘进的应用实践 　　【摘要】本文结合重庆市轨道交通五号线一期大竹林停车场出入段线与五号线一期正线工程呈”X”复杂交叉段施工中成功采用“破碎锤配合静态破碎剂+破碎锤配合机械钻孔”的工法，该工艺与传统机械切割开挖工艺相比具有扰动小、进度快的特点。根据监测资料显示，该工法在保证施工安全和既有结构物安全的情况下达到快速掘进通过，为重庆地区类似复杂交叉段采用非爆破施工快速掘进提供了参考依据和指导，也为重庆地区城市地铁暗挖施工累积了相关经验。 　　【关键词】轨道交通；复杂交叉段；破碎锤配合静态破碎剂+破碎锤配合机械钻孔；工法 　　1、工程概况 　　重庆市轨道交通五号线一期大竹林停车场出入段线中间段区间隧道E断面上跨人和站～幸福广场站区间右线位于里程交叉段长80m，大竹林停车场出入段线隧道在上，人～幸区间隧道在下，上下重叠隧道立体交叉；重叠段竖向最近净距0.97m，平行段侧向最小净距2.0m；人～幸区间先行施工，大竹林停车场出入段线后施工。线路侧穿药友制药厂，E断面单洞双线长135.277m，埋深23.959m～26.776m，施工采用单侧壁导坑法施工。隧道延米开挖方量151m?，上导部分采用弱爆破法开挖，下导半部分采用机械切割法开挖。因传统机械切割法开挖速度过于缓慢，经参建各方共同组织研究，提出了“破碎锤配合静态破碎剂+破碎锤配合液压钻孔机钻孔”工法，并进行了应用实践。详见图1-01 隧道立面交叉位置关系图。 　　图1-1 隧道立面交叉位置关系图 　　2、“破碎锤配合静态破碎剂+破碎锤配合机械钻孔”工法及应用实践 　　2.1工法原理 　　本工艺是利用静态破碎剂、液压钻机密集钻孔达到破坏岩石整体性为目的，然后使用破碎锤替代原有机械切割的一种开挖工艺。静态破碎剂是一种高膨胀性的胶凝材料，与水拌合成浆体后，填入孔中，在水化作用下产生体积膨胀将脆性被破碎物胀裂，从而达到切割破碎效果。履带式液压钻孔机是一种具有成孔速度快，钻孔深度及角度易控制的小型钻孔设备。破碎锤俗称“啄木鸟”，是在挖掘机上安装的一个液压破碎头，利用挖机的液压动力对较松散的石方进行破除的一种机械，在钻爆法隧道掘进中有着不可或缺的作用。 　　2.2工法优缺点分析 　　破碎锤配合静态破碎剂+破碎锤配合机械钻孔”的工法优点在于本工法开挖的最大优点在于施工进度相对较快，成型效果好，并能有效控制在开挖过程中对既有结构物的扰动，适合对特定要求机械开挖的断面进行开挖。缺点在于静态破碎剂开挖需分层破碎，对于较厚的断面需分多次破碎完成。 　　2.3工法适用范围 　　该工法适用于地表建筑物密集且紧邻既有隧道，对爆破振速有特殊要求的城市浅埋隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩。 　　2.4工法应用实践 　　该工法在重庆市轨道交通五号线1期得到了实践应用。该断面设计为单侧壁导坑法，上导坑采用弱爆破开挖，下导坑采用机械开挖，单侧上导坑开挖达到安全步距15m之后即进行下导坑开挖。下导坑每次开挖总长度为6m，宽度为7.98m，使用静态破碎剂破碎3m、机械密集钻孔破碎3m，机械密集钻孔在前，静态破碎剂破碎紧跟其后，岩石破裂成后使用破碎锤开挖。 　　2.4.1破碎锤配合静态破碎剂施工 　　施工步骤：场地平整 ―- 测量放线 ―- 风钻钻孔 ―- 拌合静态破碎剂入孔 ―-应力释放 ―- 破碎锤开挖 ―- 除渣 ―- 初期支护 --- 下一循环施工。 　　施工方法：场地平整后依据测量点位进行风钻钻孔，孔径32mm，孔深1m，横向间距33cm，纵向间距60cm，孔位平行布置。每层岩石破裂后使用破碎锤开挖清理，清理完毕后进入下一循环施工，下导坑每进尺3米分4次开挖完成，每循环开挖总方量为99.45立方米，48小时内完成开挖及支护。详见图2-1 静态破碎剂孔位布置图。 　　图2-1 静态破碎剂孔位布置图 　　2.4.2破碎锤配合机械钻孔施工 　　施工步骤：场地平整 ―- 测量放线 ―- 液压钻机钻孔 --- 破碎锤开挖 ―- 除渣 ―- 初期支护 ―- 下一循环施工。 　　施工方法：场地平整后依据测量点位使用液压钻机钻孔，孔径80mm，钻孔深度4m，横向间距20cm，纵向间距1m，孔位平行布置。钻孔完成后使用破碎锤进行开挖。每循环进尺3m，开挖总方量为99.45立方米，48小时内完成开挖及支护。详见图2-2 机械钻孔孔位布置图。 　　图2-2 机械钻孔孔位布置图 　　3、采用传统机械切割法应用实践 　　3.1环线共建段工程简介 　　重庆市轨道交通环线共建段工程与重庆轨道交通六号线一期工程五里店至红土地区间隧道呈“X”交叉，隧道交叉长度125m，上下重叠隧道立面交叉，重叠段竖向最近净距1m，五～红区间先行施工，环