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交通工程
论客运专线隧道施工技术
刘昌盛
(中铁十五局集闭华东公司,河南洛阳471000)
摘要:客运专线隧道与一般传统隧道相比,断面面积大,施工工艺和施工质量要求高。硖门隧道是温福客专重点
控制工程之一,隧道围岩水平岩层特点明显,若控制不当,开挖后超欠挖现象不可避免。本文主要从开挖
方法、控制措施等方面对硖门隧道施工进行了探讨
关键词;客专隧道岩层爆破
薄层水平岩层,特别是软硬互层的薄层围岩,施工生破裂,从而使展状岩层的各层之间处于离层状态。各
中极易形成严重超欠挖。超欠挖问题的发生不仅増加层岩体均相当于一个独立的处于受弯剪状态的梁,随着
附加工作量,还将严重影响洞室稳定,也关系到初期支时间推移,节理之间的层状岩层在重力作用下受到围岩
护和二次衬砌的质量。隧道施工过程中超欠挖的控制压力的剪切作用而发生断裂,整个岩体沿原生和新生破
技术不仅从侧面反映了施工单位管理和技术水平,也关裂面产生滑移、错动、剪胀变形,向开挖空间挤进而造成
系到项目的经济效益。一般情况下,在水平成层软硬互失稳。对于水平层状围岩,受岩层状态影响,隧道开挖
层固岩中,隧道开挖施工引起的超欠挖不可避免。超挖后拱部和底板容易产生松动和松弛,是超欠挖和局部失
引起装运洞碴多,增加回填量,给初期支护。防排水、二稳易发生部位,因此施工中应加强对这些部位的控制。
树等后续作业造成闲难;欠挖则要清除,造成人工、材料研究表明,水平岩层隧道失稳形态可分为顶板弯折和底
的超额消耗,处理欠挖更容易引起更大的超挖。超欠挖板鼓起两种情况,当围岩较好时,以前者较为多见。
影响隧道工稈的综合效益,以现阶段客运专线双线隧道
水平岩层隧道施工技术
为例,衬砌外轮廓开挖周长约为25m,如每个开挖断面2.1隧道开挖方案
的平均超挖量为10cm,每延米损失在1000元以上。严
在选定本隧道开挖方案时,主要考虑了以下三点:
重的超欠挖对隧道洞室的稳定性也会产生一定的影响,水平岩层隧道开挖边墙部围岩稳定性较好,一次开挖高
因此必须对隧道超欠挖问题予以重视。
度可适当加大;为避免爆破振动造成页部岩板层间强度
1水平岩层隧道失稳形态
明显降低,应尽量减少开挖扰动次数;若掌子面围岩稳
层状岩层隧道围岩失稳的原因和过程可概括为:隧定性允许,采用大断面开挖技术有利于机械化作业。综
道开挖使周边围岩“卸载”,临空面岩体失去支撑产生合上述观点并结合硖门隧道的具体情况,拟定采用全断
向隧道内的位移,由于层间节理粘结力弱,不能承受或面开挖作业方式。隧道轨面以上部分一次爆破成形,落
只能承受很小的拉应力,因此层间节理逐渐张开,并产底采用跳挖法横向一次挖成,并搭建栈桥以利出碴,仰
4.3提高道桥防水的功效
着力,增加新老水泥混凝土的结合度,从而保证水泥混
通常应处理暴露水泥混凝土路基面的一些细微的凝土公路浇筑形成一个整体。
缺陷。道桥水泥混凝土的基础可能产生许多细微裂纹,5结论
而这些裂纹又往往隐藏在路基面的浮浆里,可以通过打
总而言之,工作者应该充分掌握道桥施工技术要
毛处理使这些裂纹暴露出来,使得防水层能直接渗透、点,保障道桥施工质量,为我国道桥建设事业做贡献。
封堵。通常用凿毛机来进行处理,以提高混凝土表面附
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方方数据
总第115期
江西建材2/2011
拱、铺底与轨面以下矮边墙一次浇注,其余拱墙混凝土制约。深孔钻爆,虽然能获得较好的施工进度,但由于
采用整体移动式模板台车、泵送混凝土一次成形,纵向受钻孔倾斜率的影响,降低了炮眼利用率,增大了炸药
循环长度12米。
消耗量,循环时间会加长,超挖值也会增大。经施工中
2.2爆破技术
不断实践,确定循环进尺为2.5~2.7m,炮眼深度
2.2.1钻爆设计
考虑到水平岩层的特点,为控制水平软硬互层围岩
(2)提高装药质量和爆破技术。超挖造成浪费,欠
超欠挖和拱部围岩的稳定性,各炮眼布置、间距及放炮挖处理极为困难。隧道施工中,要充分运用光面爆破
顺序采用不耦合间隔装药结构全断面爆破。
预裂爆破和等差毫秒技术,精心进行钻爆设计,合理选
2.2.2施工工艺
择钻爆参数,提高装药质量。从实施光面爆破控制超欠
1)作业要点:为有效控制药卷的距离,实现间隔挖出发,选择与岩石声阻系数相匹配或相接近的炸药品
裝药,充分形成不耦合装药结构,可制作长度比孔深短种,周边眼可采用ABS法聚能药包结构,利用装药不耦
30cm左右竹片条进行装药。炮泥制作过程中,泥条的合系数或相应的间隔装药方式,增加炮孔的线装药高
直径一般比成孔直径略大一些,以便能塞紧炮孔。
度,改善爆碴块度,提高炮痕保存率。爆破后,及时进行
(2)量测布孔:用经纬仪(或全站仪)定出隧道中心轮廓断面测量检査,找出各处超欠挖值,并反馈到施工
线,按开挖轮廓线(比设计开挖线大5cm)定出最高点和中去,根据地质条件和爆破效果修改设计,以达到减少
最低点,从上至下每隔1.0m按该点设计对应的宽度作超欠挖的目的。对自稳能力差的软弱固岩更要注意因
平行于起拱线的平行线,交于设计轮廓线的点,用红油爆破设计不当造成的大量坍塌。
漆标出后再将这些点顺次连接起来,便形成了开挖轮廓
(3)提高测量技术,减少预留误差,控制人为超挖。
线
测量是控制超挖的基础,提高测量和画线精度是控制隧
3)钻爆施工:台车(架)中心线与隧道中心线重道超欠挖的重要措施。施工中,要尽可能采用高精仪器
合,采取各种措施(如加斜撑、剪刀撑和连墙件加固等)和先进的测量手段,经常调试校核仪器,并将设计轮廓
充分保证钻眼平、直、准和稳。台架分三层,每层搭铺木线放样于掌子面上,以降低或取消预留和放样误差,减
板(或竹排),作为施工平台,并设置防护栏杆以确保施少人为超挖现象。
工安全。按照布孔设计,下一茬炮眼的施钻应沿着上ー
(4)加强人员培训,提高钴孔精度。为了使超欠挖
茬炮的炮痕钴进。周边眼及内圈眼钴眼的外擦角按小值限制在最小范围内,必须加强对司钻人员的培训,使
于3%的斜率钻进。施钻人员应固定施钻同一部位的他们熟练掌握钻孔技术,做到按操作细则、设计要求和
炮眼,钴眼结束,装药前应将炮孔内泥浆、石粉用高压风布置的孔位施钴,确保达到规定的孔位、孔深和倾斜度
清孔。由于本隧道断面较大,炮眼数目较多,为减少钻等。采用台车钻孔要实行定人、定钻、定眼,保证钴臂推
眼时间,提高工作效率,每茬炮眼共24台钴机作业,其进器水平,推力均匀适当。同时要严格工序间的检查和
中拱部9台,左右边墙分别为6台,底层为3台。
监督,坚持按图验收,不合格的坚决重打,以提高总体劳
(4)装药和起爆;光面爆破孔采用032mm的药卷动成效和管理水平。
间隔装药,力争使周边眼炮痕保留率达到85%以上。2.4施工效果评价
所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。采用
(1)研究区段的隧道开挖后围岩稳定,未发生局部
不耦合装药结构,不耦合系数为1.5~2.0,乳化炸药可坍塌和大面积松动现象,支护结构安全,施工中未发现
通过搓揉使其变为小直径药卷,采用间隔装药时装药结有混凝土喷层开裂或过大的变形现象。
构。装药原则是:眼底加强装药,中部间隔装药,孔口少
(2)炮痕残留率拱部在85%、边墙在90%以上,开
量装药,导爆索贯通整个炮孔。拱部、边墙采用挖轮廓圆顺,墙面平整,炮眼利用率在85%以上。
25mm/150g乳化炸药,采用不耦合装药,底板采用集<