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2010-09-21 09:03 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著(zhù)公路隧道建筑規模的擴大,兩車(chē)道隧道已遠不能滿(mǎn)足日漸增長(cháng)的行車(chē)要求,三車(chē)道隧道已在實(shí)踐中得到大規模運用。隧道規模越大技術(shù)也相應復雜,因此,與過(guò)去一般公路隧道在設計、施工和運營(yíng)管理方面均有質(zhì)的差別,這帶給公路隧道建設者的是機遇更是挑戰。
1.施工技術(shù)簡(jiǎn)介
隧道質(zhì)量取決于工藝質(zhì)量,工藝質(zhì)量取決于開(kāi)挖、初期支護及防排水質(zhì)量等,初期支護和防排水質(zhì)量等比較好控制可以加強監管,那么重點(diǎn)就是開(kāi)挖質(zhì)量,開(kāi)挖質(zhì)量又取決于鉆爆質(zhì)量,就是說(shuō)理論上沒(méi)有了超欠挖后續的初支質(zhì)量就有了保證,因此說(shuō)隧道質(zhì)量的好壞很大程度上取決于鉆爆的質(zhì)量,首先確定鉆爆的方案預裂爆破還是光面爆破首先我們從理論上來(lái)分析,由于v級圍巖巖體松散、裂隙較發(fā)育無(wú)法采用或實(shí)現光面爆破技術(shù),那么必須熟練掌握預裂爆破技術(shù)及特點(diǎn)。
2.預裂爆破
進(jìn)行石方開(kāi)挖時(shí),在主爆區爆破之前沿設計輪廓線(xiàn)先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫,以緩沖、反射開(kāi)挖爆破的振動(dòng)波,控制其對保留巖體的破壞影響,使之獲得較平整的開(kāi)挖輪廓,此種爆破技術(shù)為預裂爆破。預裂爆破不僅在垂直、傾斜開(kāi)挖壁面上得到廣泛應用;在規則的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用預裂爆破。預裂爆破要求:①預裂縫要貫通且在地表有一定開(kāi)裂寬度。對于中等堅硬巖石,縫寬不宜小于1.0cm;堅硬巖石縫寬應達到0.5cm左右;但在松軟巖石上縫寬達到1.0cm以上時(shí),減振作用并未顯著(zhù)提高,應多做些現場(chǎng)試驗,以利總結經(jīng)驗。②預裂面開(kāi)挖后的不平整度不宜大于15cm.③預裂面上的炮孔痕跡保留率應不低于80%,且炮孔附近巖石不出現嚴重的爆破裂隙。
根據預裂爆破的特性、要求經(jīng)過(guò)試驗和反復研究對鉆爆設計做了適宜的改動(dòng)做到動(dòng)態(tài)控制,主要技術(shù)措施、指標最后確定如下:炮孔直徑一般為50~200mm,對深孔宜采圍較大的孔徑。炮孔間距宜為孔徑的8~12倍,堅硬巖石取小值。不耦合系數(炮孔直徑d與藥卷直徑d0的比值)建議取2~4,堅硬巖石取小值。線(xiàn)裝藥密度一般取250~400g/m.分散藥卷的相鄰間距不宜大于50cm和不大于藥卷的殉爆距離?紤]到孔底的夾制作用較大,底部藥包應加強,約為線(xiàn)裝藥密度的2~5倍。裝藥時(shí)距孔口1m左右的深度內不要裝藥,可用粗砂填塞,不必搗實(shí)。填塞段過(guò)短,容易形成漏斗,過(guò)長(cháng)則不能出現裂縫。一般情況來(lái)說(shuō)開(kāi)挖應盡量采用大斷面或較大的斷面開(kāi)挖,以減少對圍巖的擾動(dòng),根據圍巖特征經(jīng)過(guò)反復研究、現場(chǎng)考察、論證和試驗洞的開(kāi)挖,由于斷面大開(kāi)挖方法最后確定為雙、單側壁導坑開(kāi)挖法,鉆爆方案確定為V級圍巖預裂爆破設計,IV級圍巖實(shí)踐光面爆破,實(shí)踐證明這兩種爆破方案均符合轄區隧道IV、V圍巖實(shí)際,按照此方案實(shí)施爆破,爆破效果較好。但要解決的問(wèn)題是雙、單側壁導坑法二次擾動(dòng)比較大,加之圍巖比較松散極易出現塌方,特別是淺埋段甚至會(huì )出現冒頂,方案是可行的,問(wèn)題是要怎么去解決二次擾動(dòng)問(wèn)題,經(jīng)過(guò)實(shí)踐和多次試驗證明二次擾動(dòng)對圍巖、初支影響非常大,初支表面加上爆破震動(dòng)效應的影響靠近掌子面處基本上都會(huì )出現開(kāi)裂、變形,拱架接頭有的會(huì )應力扭曲,甚至出現掉拱,某種程度上來(lái)講雙、單側壁拱架是起到了簡(jiǎn)支梁在中部給一個(gè)支點(diǎn)的反作用力的作用,是破壞整體受力的作用,如何加之利用導坑開(kāi)挖優(yōu)勢,取長(cháng)補短又要確保質(zhì)量安全呢,首先我們經(jīng)過(guò)理論分析圍巖受力情況,單、雙側壁是分部開(kāi)挖、分階段受力(持續受力)、整體持續收斂的一個(gè)過(guò)程,經(jīng)過(guò)反復試驗發(fā)現二次擾動(dòng)其實(shí)如果控制在圍巖變化(拱頂下沉、周邊收斂、位移)在一定的范圍內時(shí),擾動(dòng)是對圍巖、初支影響最小,在這區段進(jìn)行下部接腿、成環(huán)或導坑中部接拱最為可行也是最安全的,對初支的影響可以忽略不計,其次就是必須要嚴格開(kāi)挖步序,必須是兩內側壁先行,后續工序跟進(jìn)循序漸進(jìn)的工藝,遇到比較軟弱圍巖時(shí)(如流沙、斷裂層)側壁導坑也須遵循“短進(jìn)尺,弱爆破,強支護,早封閉”的原則。
3.明洞施工及洞門(mén)施工
洞口邊、仰坡和明洞開(kāi)挖與支護應自上而下分層開(kāi)挖,而且要洞外、臨防、排水要先行,使地表水通暢,避免地表水沖刷坡面。必要是采取人工修坡,防止超挖,減少對洞口相鄰地段的擾動(dòng);開(kāi)挖暴露的邊坡及時(shí)施作設計的防護,降低圍巖暴露而風(fēng)化,支護要緊跟,轄區內都為高邊、仰坡,如果不及時(shí)安全無(wú)法保證,況且會(huì )浪費很多的人力物力,明洞襯砌必須檢查、復核明洞邊墻基礎的地質(zhì)狀態(tài)和地基承載力,滿(mǎn)足設計要求后,測量放樣,架立模板支撐,綁扎鋼筋,安裝內外模板,先墻后拱整體澆注襯砌混凝土,集中拌和泵送入模,插入式振搗器配合附著(zhù)式振搗器搗固密實(shí)。洞門(mén)施工對于削竹式洞門(mén),同明洞同時(shí)施作,削竹斜面按坡度安裝木模板,用角鋼將斜面端模與邊模固定成整體。明洞防水層與回填:明洞襯砌完成后強度達到50%方可拆除外模,鋪設防水層,回填要對稱(chēng)每層不大于30cm,兩側高度差不得大50cm,回填至拱頂后,再分層滿(mǎn)填至完成,做好表面隔水層。
4.洞口V級圍巖淺埋、破碎段的開(kāi)挖與支護
進(jìn)洞方式 :洞口段覆蓋層薄、地質(zhì)條件差,當開(kāi)挖深度至起拱線(xiàn)時(shí),先施作進(jìn)洞導向墻及大管棚,待明洞襯砌完成后,接長(cháng)管棚尾端,搭接于明洞上,使管棚尾端形成一個(gè)固定支撐,在大管棚的保護下開(kāi)口進(jìn)內側壁,兩內側壁導坑的進(jìn)尺也要錯開(kāi)前后(5~10m)。如果是小間距還必須設置預應力對拉錨桿。V級圍巖破碎帶開(kāi)挖與支護:上斷面內側壁導坑先進(jìn),進(jìn)尺0.7m,立即對圍巖面初噴,順圍巖安設第一層Φ8的鋼筋網(wǎng)片,并連接成整體,架設主動(dòng)及臨時(shí)支護的型鋼拱架,并用Φ25鋼筋將拱架與上一榀連接成整體,打孔送入Φ25中空錨桿并壓注漿,安設第二層鋼筋網(wǎng)片,分層噴護至設計輪廓線(xiàn),注意每榀拱架背面的密實(shí)情況,進(jìn)尺約5~10m后,下斷面的導坑開(kāi)挖支護,同時(shí)外側壁導坑也可開(kāi)挖,當下斷面成環(huán)進(jìn)尺約20~35m后,核心土上部弧形導坑開(kāi)挖支護接拱,進(jìn)尺3m~5m后可開(kāi)挖中部及支護,最后下部隧底與先前的左右導坑的下斷面完全結合封閉成環(huán),共分七部開(kāi)挖支護,所有工序必須嚴格遵循開(kāi)挖支護步序,必須是兩內側壁先行,后續工序跟進(jìn)循序漸進(jìn)的工藝。同時(shí)必須要有監控量測的數據為基礎,應力的重新分配或轉換,將增加支護與地層的位移、沉降、變形,拆除前后應加強洞身變形及支護受力的監控量測。
5.IV級圍巖段的開(kāi)挖與支護
本區段IV級圍巖根據圍巖的節理發(fā)育、走向和圍巖的風(fēng)化脆弱程度情況我們將其區分為兩種情況對待,一種為IV級一種為IV級加強段,為了節約成本和發(fā)揮最大的時(shí)間效應,開(kāi)挖方法也有所調整準IV級為上下臺階留核心土開(kāi)挖法-正臺階開(kāi)挖,IV級加強段為CD工法工序開(kāi)挖-單側壁開(kāi)挖法;鉆爆開(kāi)挖均采用實(shí)踐光面爆破,為了進(jìn)一步搞好光面爆破,提高爆破效率,實(shí)現安全快速開(kāi)挖,提前實(shí)現獨頭施工貫通,施工與監理單位共同成立了一個(gè)光面爆破技術(shù)專(zhuān)題小組,在認真總結Ⅲ級圍巖爆破實(shí)踐的基礎上,研究探討IV圍巖全斷面光爆技術(shù),施工過(guò)程中效果甚好,特別是上下臺階法施工,炮眼殘痕率達95%,特殊地段拱部釬痕率達85%,邊墻達80%,局部最大超挖量為10㎝,欠挖量為8㎝,IV級圍巖實(shí)踐采用光面爆破取得的有關(guān)技術(shù)參數及效果,爆破專(zhuān)題組通過(guò)多次爆破實(shí)踐,反復修正爆破參數,最終確定IV類(lèi)圍巖的鉆爆方案。
6.Ⅲ級圍巖段的開(kāi)挖與支護
隧道Ⅲ級圍巖因巖性較IV、V級圍巖更穩定,施工相對更易于完成。通常Ⅲ級圍巖均采用臺階法開(kāi)挖,利用多功能作業(yè)臺架,人工鉆爆開(kāi)挖,采用光面爆破,每循環(huán)進(jìn)尺3~3.5m,應注意:臺階長(cháng)度不宜超過(guò)隧道開(kāi)挖寬度的1.5倍,臺階不宜多分層;上臺階施工時(shí),應采取有效措施控制其下沉和變形;下臺階應在上臺階噴射混凝土強度達到設計強度70%后開(kāi)挖。當機械化程度較高,各隧道施工工序能及時(shí)完成時(shí),也可采用全斷面施工,施工過(guò)程中必須確保系統錨桿的施工質(zhì)量。根據Ⅲ級圍巖的巖性,通常鉆爆開(kāi)挖均采用實(shí)踐光面爆破,要求殘留炮孔痕跡,應在開(kāi)挖輪廓面上均用分布。炮孔痕跡保留率:硬巖不少于80%,中硬巖不少于70%.相鄰兩孔之間的巖面平整,孔壁不應有明顯的爆破裂隙,相鄰兩孔之間出現的臺階形誤差不得大于150mm.具體炮眼的深度、角度和間距應按具體爆破設計要求確定,應符合具體爆破精度規定。施工支護緊隨開(kāi)挖面及時(shí)施作,支護采用錨桿、錨桿掛網(wǎng)、噴射混凝土或錨噴聯(lián)合支護的方式。
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