小間距隧道施工技術(shù)

龍東宏

摘要： 針對(duì)小間距隧道施工特點(diǎn)，降低對(duì)原已施工的影響，本文主要介紹了小間距隧道工藝流程，在小間距隧道施工安全性、非爆破開(kāi)挖量大等方面進(jìn)行了闡述。

Absrtact： According to the construction characteristics of small spacing tunnels and reducing the influence on the original construction， this paper mainly introduces the technological process of small spacing tunnel and expounds the safety of small spacing tunnel construction and the large amount of non-blasting excavation.

關(guān)鍵詞： 非爆破開(kāi)挖;小間距;隧道

Keywords： non-blasting excavation;small spacing;tunnel

中圖分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）07-0123-03

1 工程概況

巖邊里隧道全長(zhǎng)6069m，屬高風(fēng)險(xiǎn)瓦斯隧道，為滿足設(shè)站要求，設(shè)置上下行線，上行線西安端在黃家梁隧道DK441+265右線接入正線，上行線成都端在巖邊里隧道DK444+200右線接入正線; 下行線西安端在DK441+660左側(cè)接入正線，下行線成都端在DK443+940左側(cè)接入正線。上行線隧道斜跨正線隧道，且呈立交形式，其中上行線隧道與正線隧道于正線里程DK443+531.439交叉，交叉角度14°，上行線隧底距正線洞頂標(biāo)高僅5m;下行線隧道直接于大斷面位置形成三車(chē)道，線路方向向外偏轉(zhuǎn)，呈“人”字形;大跨位置形成小間距隧道，正線與到發(fā)線襯砌外輪廓間最小厚度僅為1.15m。（圖1）

2 現(xiàn)場(chǎng)施工條件

因根據(jù)施工組織安排，巖邊里隧道大跨堵頭墻位置施工，已完成正線及大跨段初期支護(hù)施工，剩余主要工程為大跨堵頭墻位置到發(fā)線隧道進(jìn)口的開(kāi)挖工作，即由此形成小間距隧道開(kāi)挖施工，施工總體原則采用機(jī)械開(kāi)挖與控制爆破相結(jié)合的形式進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，降低到發(fā)線隧道開(kāi)挖對(duì)已施工初期支護(hù)正線隧道的影響。

3 小間距隧道施工的應(yīng)用

3.1 施工工序

布置減震孔→破碎頭開(kāi)挖→初噴→鉆眼→控制爆破→初期支護(hù)

3.2 布置減震孔

沿到發(fā)線隧道開(kāi)挖輪廓以外15cm位置布置一圈減震孔，孔直徑89mm，間距30cm;要求孔深大于一次開(kāi)挖循環(huán)長(zhǎng)度1m以上，且成孔后需采用高壓風(fēng)進(jìn)行清理。（圖2）

3.3 破碎頭開(kāi)挖、初噴

以到發(fā)線隧道中線為分界線，將隧道劃分為兩個(gè)部分，靠近正線位置采用破碎頭開(kāi)挖，開(kāi)挖由上至下，逐層破除。（圖3）

破碎頭選用PC350帶破碎頭挖機(jī)，根據(jù)巖體石質(zhì)不同，由上至下進(jìn)行分區(qū)域、分部位破除，破除前先測(cè)量到發(fā)線隧道開(kāi)挖輪廓線，每次破除循環(huán)進(jìn)尺不得大于2m，不小于1.5m，破除過(guò)程中同步采用挖掘機(jī)清理?xiàng)壊?開(kāi)挖完成后及時(shí)進(jìn)行初噴，初噴厚度4cm，確保施工安全。（圖4）

3.4 鉆眼、控制爆破

測(cè)量放樣，根據(jù)到發(fā)線隧道開(kāi)挖區(qū)域劃分圖，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)出爆破開(kāi)挖區(qū)域，并根據(jù)爆破設(shè)計(jì)鉆設(shè)炮眼，爆破應(yīng)逐次進(jìn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采用分臺(tái)階分部開(kāi)挖，以創(chuàng)造多個(gè)臨界空面，每分部又分多次爆破，采用短循環(huán)進(jìn)尺，控制爆破規(guī)模以達(dá)到控制質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的目的。

施工工序：

爆破采取“掏槽孔+輔助孔+周邊孔”的步孔方式，依據(jù)“總體上拱部采用光面爆破，邊墻部采用預(yù)裂爆破”的要求，并且在開(kāi)挖輪廓外密集鉆孔做為減震孔的方式確保施工安全。

爆破參數(shù)

①孔徑d及藥卷規(guī)格：炮孔直徑40mm，采用煤礦許用炸藥，藥卷直徑32mm。

②下式為隧道爆破所允許的最大段裝藥量計(jì)算公式：

Q=R3（V/K）3/a

式中：V為保護(hù)對(duì)象所在地面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，cm/s;V取5cm/s;

Q為最大裝藥量，kg;

R為爆心至觀測(cè)點(diǎn)的距離，m;

K、a為與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，可參照表1。

根據(jù)以上公式計(jì)算最大裝藥量，確保爆破安全。

爆破開(kāi)挖每循環(huán)進(jìn)尺不得大于1m，既控制在破碎開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺范圍內(nèi)，同時(shí)爆破開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)采用一定的監(jiān)控措施，確保爆破安全進(jìn)行，在爆破前做好試爆工作，確保裝藥量符合要求。

3.5 初期支護(hù)

爆破完成后，及時(shí)進(jìn)行再次初噴，并根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)要求進(jìn)行初期支護(hù)，但要注意在靠近正線測(cè)應(yīng)該設(shè)置一定數(shù)量的穿墻錨桿（如無(wú)中隔墻，若有無(wú)需設(shè)置），在初期支護(hù)完成后，選用25中空錨桿作為穿墻錨桿體，錨桿兩端都均設(shè)置錨桿墊板，部分錨桿焊接與正線與到發(fā)線型鋼鋼架上，同時(shí)若巖柱圍巖較為軟弱松散，可考慮采用注漿的方式增加巖體粘結(jié)力。（圖5）

4 小間距隧道施工工藝要點(diǎn)及改進(jìn)措施

小間距隧道施工存在施工風(fēng)險(xiǎn)高、爆破精度高、非爆破開(kāi)挖量大的特點(diǎn)，同時(shí)施工的位置處于大堵頭位置，受力結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易發(fā)生垮塌事故，但只要掌握幾個(gè)方面的要點(diǎn)，可有效降低施工難度：

要點(diǎn)一：設(shè)置必要的減震孔，減震孔應(yīng)大直徑成孔，如有必要可增加至雙排或三排梅花形減震孔;

要點(diǎn)二：破碎開(kāi)挖長(zhǎng)度最少大于爆破開(kāi)挖長(zhǎng)度50cm，提供足夠的臨空面進(jìn)行爆破開(kāi)挖，有效降低爆破開(kāi)挖對(duì)正線初期支護(hù)的影響;如巖體過(guò)硬，可考慮先行鉆設(shè)一定量的孔空于巖體上，便于破碎頭工作，同時(shí)針對(duì)軟弱圍巖，可選用銑挖設(shè)備進(jìn)行非爆破開(kāi)挖;

要點(diǎn)三：爆破開(kāi)挖過(guò)程中，因加強(qiáng)對(duì)爆破震動(dòng)的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)分析爆破設(shè)計(jì)是否符合現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化，降低震動(dòng)波值，且爆破可采用分次爆破或加大爆破間隔形式，有效提升爆破效果。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)小間距隧道實(shí)際特點(diǎn)，僅采用非爆破工藝或爆破工藝已無(wú)法滿足施工安全及進(jìn)度要求，施工過(guò)程中通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、監(jiān)測(cè)、分析，由理論深入實(shí)際，總結(jié)了一套適用于小間距隧道施工的施工方法，有效提升了施工進(jìn)度，同時(shí)也保證了施工安全質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)實(shí)踐該方法安全可靠，對(duì)小間距隧道施工具備一定的推廣價(jià)值。

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