燕尾式隧道單線轉雙線大跨施工技術

蔡曉明

摘要：以新建杭黃鐵路毛蓬崗隧道為例，詳細的介紹了隧道燕尾段單線轉雙線大跨的施工技術，包括隧道小間距段爆破控制、中間巖柱加固、爆破監(jiān)測及監(jiān)控量測的重點。實踐證明這些施工技術能很好的完成項目建設任務，在確保施工安全、施工質量、施工工期的前提下能夠創(chuàng)造良好的施工效益。

Abstract： Taking the newly established Maopenggang tunnel of Hangzhou-Huangshan railway as an example， the construction technology of the single-to-two-line long span of the tunnel at the dovetail section of the tunnel is introduced in detail， including the blasting control of the small interval section of the tunnel， reinforcement of the middle rock pillar and the key of blasting monitoring and monitoring measurement. Practice has proved that these construction technologies can well complete project construction tasks， and can create good construction benefits on the premise of ensuring construction safety， construction quality and construction period.

關鍵詞：小間距；施工技術；燕尾式；監(jiān)控量測；爆破

Key words： small spacing；construction technology；dovetail type；monitoring measurement；blasting

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）27-0173-04

1 工程簡介

1.1 工程概況

新建杭黃鐵路客運專線毛蓬崗隧道單、雙線全長9883m，位于浙江省杭州市蕭山區(qū)境內。隧道左線單線起訖里程為DK27+154～DK31+200，總長4046米；隧道右線單線起訖里程為YDK27+015～YDK31+143，總長4128米；隧道雙線起訖里程為DK31+200～DK32+909，總長1709米。其中YDK30+800（DK30+855.2）～YDK31+143（DK31+200）左右單線小間距段中間巖柱厚度從5.4米逐漸變?yōu)?.1米。

1.2 地質條件

隧址區(qū)分布地層主要為侏羅系上統(tǒng)黃尖組（J3h）及侏羅系上統(tǒng)諸暨組（J3z）地層，零星分布有第四系破殘積層。侏羅系上統(tǒng)黃尖組（J3h）巖性為J3h熔結凝灰?guī)r，灰色～灰紫色，強～弱風化，熔結結構，塊狀構造，巖質較硬，巖體較完整；侏羅系上統(tǒng)諸暨組（J3z）地層巖性為J3z角礫熔結凝灰?guī)r，灰色～灰紫色，強～弱風化，熔結結構，塊狀構造，巖質較硬，巖體較完整；第四系破殘積層（Q4dl+el）粉質粘土、黏土、褐黃～灰黃色，硬塑，局部含少量砂、碎石厚度約0.5～2m。

2 施工特點和難點

①后行右線單線爆破施工容易對中間巖柱和先行左線二襯的穩(wěn)定性造成破壞；②光面爆破超欠挖控制不當會對小間距中間巖柱巖體造成擾動。

3 總體施工方案

綜合考慮該隧道工程地質、水文地質條件和工期要求、安全、效益等因素，確定毛蓬崗隧道左線單線與雙線大跨先行貫通，左線單線掌子面超前右線單線掌子面100米，單雙線貫通里程點為DK31+200（對應右線YDK31+143）。其順序是雙線大跨施工至貫通點→單雙線交界處加固→左線單線施工至貫通點→右線單線施工至貫通點。

4 左線單線和雙線大跨貫通施工

4.1 雙線大跨段施工

大跨貫通段設計為Ⅱ級圍巖，弱風化凝灰?guī)r，圍巖穩(wěn)定性好，在經(jīng)過充分的論證和現(xiàn)場試驗的基礎上，采用三臺階法施工。雙線大跨段首先施工至貫通點。

支護參數(shù)為：初期支護拱部采用4米長Φ25中空注漿錨桿，邊墻采用4米長Φ22砂漿錨桿梅花形布置，采用I16格柵鋼架封閉成環(huán)，間距1米，二襯采用C40混凝土，厚度50cm。

4.2 中隔墻端頭加固

雙線大跨和單線交界處采用光面爆破施工，為防止爆破對中隔墻端頭部位造成破壞，在雙線大跨施工至貫通點后，采用L=3.5m、間距1.5m×1.5m、Φ25中空注漿錨桿進行加固。（圖2）

4.3 左線單線小間距施工

4.3.1 光面爆破優(yōu)化

左線單線小間距段圍巖為弱風化凝灰?guī)r，圍巖較穩(wěn)定，采用全斷面開挖方法進行掘進。為了確保光面爆破效果，有效控制超欠挖，減少對中間巖柱的干擾，周邊眼采用長短眼結合的方式，短眼設置在長眼之間，長眼短眼交錯施工，一個長眼一個短眼交替打出，既減小了炮眼間距，又減少了單個炮眼的裝藥量；周邊眼采用不耦合裝藥，裝藥至孔口0.5m處用炮泥堵塞，導爆索連接，毫秒雷管微差起爆。（圖3-圖5）

4.3.2 中間巖柱及左線單線加固

考慮到后行右線單線小間距爆破施工會對中間巖柱和左線單線隧道造成擾動，本著“強支護、控變形”的原則，左線單線在距離貫通點10m范圍內采用Φ25中空錨桿和I20工字鋼對中間巖柱和左線單線隧道進行加強支護。

4.4 左線單線和雙線大跨貫通施工

左線單線掌子面距貫通點10m時停止掘進，雙線大跨采用三臺階法首先施工至貫通點，及時進行初期支護，然后，左線單線采用全斷面法開挖至貫通點，左線單線和雙線大跨貫通后及時進行初期支護、仰拱和二襯施工。經(jīng)測量橫向貫通誤差為4.2cm，滿足規(guī)范要求。

5 后行右線單線小間距段施工

5.1 主要施工方法

左右單線中間巖柱厚度隨著右線單線的不斷掘進而變小，中間巖柱最小厚度為1.1m，在YDK31+140～+143段，設計為Ⅱ級圍巖全斷面施工。為確保右線單線爆破施工對中間巖柱及左線單線的影響控制在安全范圍之內，結合現(xiàn)場臺車尺寸及施工便利性，采用分兩次起爆，在靠近左線單線一側周邊眼進行加密布置，間隔裝藥形式。

5.2 關鍵施工工藝控制

5.2.1 鉆爆開挖

由于左右單線隧道間距小，右線單線采用全斷面爆破開挖必定會對中間巖柱和左線單線隧道穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的破環(huán)作用。為了使爆破對圍巖的擾動降低到最小的程度，右線單線小間距段開挖過程中采用了微振爆破的方式，分兩次起爆。所謂微振爆破，就是要控制爆破產(chǎn)生的振速，從而降低爆破對圍巖的干擾。微震爆破主要采取以下技術措施：

①縮短洞身開挖循環(huán)進尺，從而減少每循環(huán)開挖的炸藥總用量，根據(jù)中間巖柱厚度確定圍巖開挖進尺，示意圖以進尺1m為例，其他進尺根據(jù)實際情況調整鉆眼深度。具體見表1及圖8。

②炮眼采用線性布置，光面微差面爆破，即增加毫秒雷管的起爆段數(shù)，減少振動波疊加，控制振速。

③采用分部爆破的方式，在靠近左線一側周邊眼采用加密布置，間隔裝藥形式。本隧道在采用了小導洞分部開挖的方式，中間導洞先行起爆，周邊第二次起爆的方式，從而降低了對中間巖柱的擾動。

5.2.2 爆破監(jiān)測

為能準確的掌握右線單線爆破對左線單線擾動程度，采用AR63B型測振儀進行監(jiān)測，由于左右單線隧道巖石比較穩(wěn)定，在爆破振動校核時，爆破振動速度V按15cm/s來控制。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，右線單線爆破產(chǎn)生的振動速度小于15cm/s，具體見爆破振動監(jiān)測記錄表。（圖9）

6 右線單線和雙線大跨貫通施工

右線單線掌子面距貫通點30m時，施工采用短進尺，弱爆破，每循環(huán)進尺1m。右線單線掌子面距離貫通點50cm時停止放炮開挖，采用挖掘機將剩余部分進行鑿除，實現(xiàn)單雙線全線貫通。經(jīng)測量橫向貫通誤差為2.3cm，滿足規(guī)范要求。

7 中隔墻端頭封堵施工

雙線大跨與左右單線連接處采用C40鋼筋混凝土封堵?lián)鯄⑷笨诙氯浣畈捎秒p層？準18主筋，主筋間距25cm×25cm。模板采用小塊鋼模，鋼管支架進行支撐加固。

8 監(jiān)控量測

本隧道按新奧法原理設計，隧道的開挖及支護全部在監(jiān)控量測的指導下進行施工。由于隧道為小間距，洞身的開挖對圍巖擾動非常大，所以必須加強對圍巖的監(jiān)控量測。在本隧道施工過程中，主要進行地表下沉、拱頂下沉、周邊收斂、爆破振動、錨桿內力及洞內圍巖觀測等進行監(jiān)控量測，及時反饋量測信息。尤其小間距段右線隧道后行開挖時，對先行左線圍巖量測需加大頻率，加密觀測標，及時觀測，確保隧道的施工安全。

9 結語

毛蓬崗隧道小間距段施工雖然存在兩隧道間巖柱極薄，施工難度大的情況，但通過精心組織，科學施工，最終取得了勝利貫通貫。技術上歸納起來主要在以下幾個方面：①要確定合理的施工方案。左線單線先行與雙線大跨貫通，右線單線采用分部微差爆破法，大大降低了爆破開挖對圍巖的擾動。②嚴格控制關鍵工序。左線單線周邊眼采用長短眼相結合的方式，有效的控制超欠挖，提高了光面爆破效果。右線單線采用中間導洞先起爆，周邊后起爆的方式有效的降低了對中間巖柱的爆破振動。③加強圍巖的監(jiān)控量測。監(jiān)控量測在小間距隧道中起著至關重要的作用，只有通過監(jiān)控量測反饋的信息，才能確定隧道施工方案的可行性，從而更好的指導隧道的施工。

參考文獻：

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