50031西岭隧道洞身开挖.doc
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1、500 隧道工程500.3 洞身开挖500.3.1 西岭隧道洞身开挖洞身开挖施工按从出口到进口的顺序进行,左洞出口段洞顶覆盖层较薄,属于典型的偏压浅埋类型,地质条件较差,应首先进洞,左右洞进度相差2530m。本隧道围岩分、级四种围岩,洞口段为浅埋亚粘土层,洞内洞顶及侧壁以全风化熔结凝灰岩、砂土状强风化熔结凝灰岩和碎块状强风化熔结凝灰岩为主,外履坡积亚粘土,拟洞口级围岩段采用CRD法单侧壁导坑法开挖,开挖方式采用人工开挖或弱爆破开挖,级采用上下台阶法施工,、级围岩采用全断面施工,钻爆全部采用光面爆破。500.3.1.1 施工前提条件现场已经进行了详细的调查研究,对设计图纸进行了会审和核对,隧道总
2、体施工组织设计已经编制完毕。洞身施工人员、设备机械已进场。施工现场便道和临时设施、临时排水等已经完成。水电风设施已经组织完成。工程用有关建筑材料、爆破材料已经进场并进行了相关实验。导线复测和水准测量已经完成并经现场监理工程师核对完毕。500.3.1.2 级围岩CRD单侧壁导坑法开挖500.3.1.2.1 施工工艺 图500-3-1:单侧壁导坑开挖施工工序横断面示意图图500-3-2:单侧壁导坑开挖施工工序平面示意图开挖侧壁导坑左上断面:洞口施工辅助措施施作完成并经检验合格后,进行左上断面的开挖,以风镐、挖掘机为主,人工配合整修,尽量不采用爆破,破碎围岩及软弱围岩地段采用弱爆破开挖,土石方由自卸
3、车运至弃碴场。开挖进尺控制在2榀钢拱架之内,以确保围岩结构稳定及施工安全。初期支护:开挖完成后应立即进行导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,安装22组合式锚杆挂钢筋网,架立型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚钢管,同时施作临时仰拱,复喷混凝土至设计厚度,必要时掌子面喷射5cm厚砼进行封闭;开挖侧壁导坑左下部分:左上断面开挖进尺约3m之后开挖侧壁导坑左下部分,方法同,同时拆除临时仰拱。左侧导坑下半断面初期支护:开挖完成后应立即对导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,安装22组合式锚杆挂钢筋网,接长型钢钢架和I18临时钢架,安设仰拱钢支撑并在拱脚位置钻设锁脚钢管,必要时可安设I18横撑(或
4、施作卡口梁),复喷混凝土至设计厚度,必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。开挖右侧导坑上半断面:滞后于左下断面一段距离后进行右侧导坑上半断面的开挖,方法同。右侧导坑上半断面初期支护:开挖完成后应立即进行导坑周边的初期支护和临时支护,方法同。开挖剩余部分;方法同。剩余部分初期支护:方法同。拆除侧壁临时支护。灌注仰拱砼。铺设环向盲沟及防水板,整体灌注二衬砼。500.3.1.2.2 控制要点为确保施工安全,上导坑、部的开挖循环进尺控制为2榀钢架间距,下部、部的开挖可依据地质情况适当加大。中间支护系统的拆除:中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响,通过围岩监控量测进行确定。当围岩变形达到设计允许的
5、范围之内,并在严格考证拆除的安全性之后,方可拆除。同时要注意后续作业的及时跟进。如围岩稳定条件满足设计要求,临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除,一次拆除长度依据仰拱浇筑长度确定(一般为46m)。中隔壁混凝土拆除时,要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土,以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土,临时钢构件采用气焊烧断。500.3.1.3 级围岩台阶法开挖采用台阶法开挖,上台阶采用自制钻孔台车钻眼,下台阶采用掘进台车开挖。图500-3-3:台阶法施工工序横断面示意图施工超前锚杆:使用气腿式凿岩机沿拱顶150范围钻孔,安装22水泥
6、药卷锚杆,锚杆长为4m,环向间距60cm,纵向间距2m,外插角15。开挖上断面:超前辅助措施施作完成并经检验合格后,进行上断面的开挖,采用光面爆破,每循环进度控制在2.22.5m之间,土石方由自卸车运至弃碴场。上断面初期支护:开挖完成后应立即对开挖断面进行初期支护,即初喷4cm厚混凝土,安装22水泥药卷锚杆挂钢筋网,架立钢格栅,复喷混凝土至设计厚度。开挖下半断面:上半断面开挖进行一段距离后可进行下半断面的开挖,方法同。下部开挖:开挖完成后应立即对开挖断面进行初期支护,即初喷4cm厚混凝土,挂钢筋网,架立钢格栅,复喷混凝土至设计厚度。灌注仰拱砼。铺设环向盲沟及防水板,整体灌注二衬砼。500.3.
7、1.4 、级围岩全断面开挖、级围岩,大部分处于隧道中部,覆盖层较厚,岩性为花岗岩,自稳能力强,整体性较好。采用全断面光面爆破一次成型。500-3-4:全断面施工工序横断面示意图全断面爆破开挖:采用光面爆破,每循环进度控制在3.23.5m之间,土石方由自卸车运至弃碴场。初期支护:爆破开挖完成后,排除危石,初喷4cm厚混凝土,安装22水泥药卷锚杆挂钢筋网,复喷混凝土至设计厚度。铺设环向盲沟及防水板,整体灌注二衬砼。500.3.1.5 钻爆方法钻爆作业采用光面爆破,钻爆设计按光面爆破法进行设计。级围岩爆破方法针对不同的围岩级别,具体实施的爆破方法为:图500-3-5:级围岩钻爆开挖地眼布置图级围岩岩
8、层风化破碎程度严重,自稳能力很差,采用CRD单侧壁导坑掘进,出口浅埋段为残坡积土以风镐、挖掘机为主,人工配合整修,遇孤石采用弱爆破进行挖除;破碎围岩及软弱围岩地段采用弱爆破开挖。由于围岩软弱,易于钻孔,光爆设计时沿开挖轮廓线布置一排紧密的空孔,隔23孔装药,相邻孔距取孔径的812倍,即孔径为30-50cm。根据围岩情况,取保护层厚度4050cm为宜,厚度过大,保护层不易剥落,厚度过小,则起不到对设计轮廓的保护作用。由于围岩强度较低,为保证施工安全,每循环进尺控制在2榀钢拱架(0.81.4m)之内,钻眼深度比开挖深度0.2m。周边眼采用双导爆索装药结构,隔孔装药,眼间距E=0.3m,q=0.1K
9、g/m。炸药单耗按0.30.4Kg/m3。图示中1-5为爆破起爆顺序。施工过程中做好地质预报告监控量测,以便及时调整参数。级围岩爆破方法级围岩上下台阶开挖,拱部采用减轻地震动光爆;当围岩条件允许,下部可一次性挖完时,采用边墙部位预裂爆破方法。图500-3-6:级围岩炮眼布置图级围岩拱部采用光面爆破,边墙采用预裂爆破设计。拱部采用斜眼复式掏槽,周边眼采用不耦合间隔装药结构。图中数字表示雷管起爆段数。施工中,应根据爆破效果及时修改爆破参数。、级围岩爆破方法、级围岩采用全断面开挖方法,爆破设计见图图500-3-7:、级围岩全断面爆破设计图 主要爆破参数的初步设计爆破试验确定爆破参数施工前首先要根据地
10、质调查结果,选择有代表性的位置,采用利文斯顿爆破漏斗理论,进行现场爆破试验,提出爆破参数。周边眼:周边眼光爆参数的选择:包括周边眼间距E,炮眼密集系数m,最小抵抗线W,不耦合系数D,周边眼装药集中度q。根据设计提供地质资料,结合我单位以往施工经验,本隧道初步设计周边眼光爆参数可按表选取。 周边眼光爆参数表 表500-3-1围岩级别装药不耦合系数D周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W相对距E/W周边眼装药集中度(kg/m)1.21.50456060800.801.000.250.40、1.502.00355050700.801.000.150.252.002.50204040600.500.8
11、00.070.12注:表中Q系按2号岩石硝铵炸药计算,采用其他炸药时换算系数K按下式计算:K=1/2(2号岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2号岩石炸药爆力/换算炸药爆力)。周边眼装药结构:本隧道周边眼爆破均采用不耦合装药结构。其中级围岩采用双传爆线装药结构,、类围岩采用竹片、传爆线、小直径药卷间隔装药结构。破碎地段,周边眼采用钻密眼,人为切开一条缝不装药或隔孔装药措施。掏槽眼宜选用复式楔型掏槽,单侧掏槽眼的行间距及列间距应控制在30cm内,并采用分段起爆方式。炮眼布置方式:周边眼、内圈眼环形布孔,掘进眼采用线性布孔方式。装药量计算:先根据周边眼的装药集中度和掏槽眼的装药长度进行周边眼和掏槽眼的药量
12、计算,其他炮眼按式(2-1)计算,按式(2-2)复核,科学进行药量分配。单眼装药量计算公式q=kawL 式(2-1)总装药量计算公式Q=kLS 式(2-2)式中K一单位炸药消耗量,0.721.27kg/m3a一炮眼间距,m; w一炮眼爆破方向的抵抗线,m;L一炮眼深度,m; S开挖断面积,m2。炮眼部位系数,按表500-3-2、表500-3-3选取。 软弱围岩炮眼部位系数表 表500-3-2炮眼部位掏槽炮眼扩槽炮眼掘进槽下掘进槽侧掘进槽上内圈炮眼二台炮眼底板炮眼231.5211.210.810.81预0.50.8光1.21.51.52 硬岩、中硬岩炮眼部位系数表 表500-3-3炮眼部位掏槽炮
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