大跨浅埋隧道施工技术浅析.doc

大跨超浅埋隧道施工技术浅析 本文由 中国公路人网—国家级一类公路行业网站 提供 摘要： 长城岭隧道系大跨超浅埋隧道，通过地段围岩变化多样，断层破碎带多，地质条件复杂，且下穿齐古长城，控制围岩变形是工作的重点。本文系统阐述了长城岭隧道的在爆破施工及初期支护方面的工艺及具体处置手段，以期对类似工程施工有所借鉴。 关键词：单侧壁导坑 爆破 初期支护 工程概况 长城岭隧道位于低丘陵地区，山体岩性单一，地表覆盖层薄，植被稀疏，下穿古长城，埋深为2~26m，；单洞行车道宽度为3×3.75=11.25米，有效净宽为14.55米。为大跨超浅埋隧道。岩体完整性较差、呈块状，为松散结构与块石镶嵌结构，近地表处节理发育。根据已开挖的进洞路堑地质情况显示岩层呈碎块状，并且发育有溶蚀裂隙，裂隙内填充粘性土。隧道区水文地质条件简单，地下水类型以碳酸盐夹碎屑岩岩溶裂隙水为主。 2 进洞施工 2.1确定方案 长城岭隧道洞口段按照设计要求从上往下分层放坡，边坡采用用潜孔钻机自上而下钻孔，光面爆破拉槽开挖至洞口位置。左线开挖拱顶距地表埋深仅仅2~3米，右线更是仅为1.5~2米，且围岩破碎，岩石以20~30cm平板结构为主，并存在部分裂隙泥横穿作业面。且存在不同程度的偏压作用，根据以往经验，按照普通进洞方法不能满足结构稳定的要求，于是综合各种情况，确定采用单侧壁导坑法进洞。 2.2洞口及边仰坡处理 仰坡及边坡分层开挖，从仰坡顶自上而下开挖，2米为一个开挖台阶，边开挖边对仰坡面进行锚、网、喷支护处理，以保证仰坡、边坡稳定性。洞口明槽开挖至距拱顶2.8米高度时，在开挖面架立一榀工字钢拱架，然后沿工字钢外轮廓线钻设φ42注浆小导管，小导管尾部与钢拱架焊接连接成一个整体。在2.8米高度处设置一个8米长的施工平台以拼装多功能钻孔台架。 2.3隧道进洞施工 完成边仰坡锚喷网联合支护后，采用单侧壁导坑法开挖。按照施工顺序分上、中、下三层台阶实施分部开挖，上台阶高度2.8米，中台阶高度3.5米，下台阶直接开挖至仰拱底部。 第一步：首先开挖右侧壁导坑上台阶，开挖高度2.8米，宽度7.22　米，开挖掘进进尺1米，开挖完成后立即初喷4厘米厚C20喷混凝土，然后架立工字钢拱架，钢拱架间距0.75米，再施工D25注浆锚杆，并安装钢筋网，复喷砼至设计厚度。导坑左侧壁紧贴围岩设置临时钢拱支撑，工字钢拱架及临时钢拱支撑拱脚处设置锁脚锚杆，临时钢拱支撑喷射C20砼将其包裹，防止爆破掘进时将其破坏。 第二步：开挖右侧壁导坑中台阶，中台阶开挖距上台阶开挖面4米。开挖掘进进尺1米，开挖后立即施工初期支护，其施工步骤同上。钢拱支撑及临时钢支撑与上台阶钢支撑连接成一个整体，拱脚落在稳定基岩上。 第三步：左侧壁上台阶开挖距右侧中台阶开挖面5米，开挖掘进进尺控制在1米以内。开挖后立即施工初期支护，将左侧钢支撑与既有右侧钢支撑连接成一个整体，钢支撑拱脚安设锁脚锚杆，其初期支护施工步骤同前。 第四步：左侧壁中台阶开挖距左侧壁上台阶开挖面4米，开挖掘进进尺1米。开挖后立即施工初期支护，钢支撑与上台阶钢支撑连接成一个整体，拱脚落在稳定基岩上。 第五步：右侧壁下台阶开挖距左侧壁中台阶开挖面8米，直接开挖至仰拱底，开挖掘进进尺1米。开挖后立即施工初期支护，其施工步骤同上。钢拱支撑及临时钢支撑与上台阶钢支撑连接成一个整体，拱脚落在稳定基岩上。 第六步：左侧壁下台阶开挖距右侧壁下台阶开挖面8米，直接开挖至仰拱底，开挖掘进进尺1米。开挖后立即施工初期支护，其施工步骤同前。钢支撑与上台阶钢支撑连接成一个整体，拱脚落在稳定基岩上。 单侧壁导坑开挖方法示意图 第七步：在隧道初期支护封闭成环后，开始拆除临时钢支撑。 3. 浅埋围岩爆破施工 3.1 施工控制 长城岭隧道埋深均很浅，为保证结构安全，在隧道开挖施工过程中始终将“降低爆破振动，减少对围岩扰动”作为开挖施工的重点，以往的研究结果表明：爆破振动强弱主要与爆破器材、被爆体的物理性质、地形地貌、爆破方式、开挖方式、炸药用量、爆心距等因素有关，因此降低爆破振动从以下几方面入手。 调整开挖方式，除进洞段、特殊围岩地段采用单侧壁导坑开挖，其他地段采用“台阶法”分上下部开挖，过古齐长城段地质较差地段采用了先开挖周边眼，预留核心土的开挖方式。分部开挖后，爆破所需药量较少，上断面开挖后为下半断面爆破形成了有利临空面，进一步减少炸药用量，对减小振动非常有利， 选择合理的炸药品种，理论和实践证明炸药爆速对爆破振动速度有直接影响，爆速越高，爆破产生的振动越大，所以，目前根据隧道施工的特点，开挖使用乳化炸药这一低爆速炸药。 选择合理的起爆时差：实践证明爆破振动速度的大小与同时起爆的炸药量有关，设计中只要使每段雷管的起爆时差足够大，使爆破振动波形不叠加，只与最大段装药量有关，但起爆时差过大