七、主要施工方法及技术
隧道关键施工技术主要包括三个方面:一是保持合理的断面和平顺的开挖轮廓线,减少围岩的扰动;二是及时施做符合质量要求的超前支护和初期支护,开挖断面尽早闭合,控制围岩变形;三是加强对围岩和支护结构的监控量测,进行信息化管理。
(一)、 超前地质预报技术
隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害(塌方、涌水、采空区等),保证施工安全,保证施工工期,保证工程施工质量,优化和调整支护参数,判别围岩稳定的有效措施。
我们采用传统探测方法进行地质预报。一是超前钻孔探测;二是随着隧道的掘进,完善、修正设计资料,通过掌子面地质素描和洞体展现对岩体的特征观察分析,做出地质判断。这两种方法结合起来运用,可以相互补充,达到超前地质预报的良好效果。 (二)、 隧道光面爆破技术
光面爆破是新奥法施工的第一要素,实施光面爆破可减弱对围岩的扰动,缩小松动范围,使开挖轮廓圆顺,是保证隧道的工程质量,施工安全和进度的一个关键技术。
针对***隧道洞身不同的围岩类别,具体采用相应的爆破方法: 1、 Ⅱ类围岩开挖
Ⅱ类围岩以松散层含碎石亚粘土—含粘性土碎石为主,围岩完整性、稳定性极差,易坍塌。主要采用机械配合人工开挖的方法进行,充分减小对周边围岩的震动。
2、 Ⅲ类围岩开挖
Ⅲ类围岩正台阶法开挖,上半断面采用微震光面爆破,下部台阶采用一次性爆破施工。施工过程中,根据爆破效果及时修改爆破参数。 (1)炸药及雷管选型
选用爆速低的炸药,采用φ25mm和φ32mm两种乳化炸药药卷。为更好地实现微差爆破采用非电毫秒雷管。 (2)非电微差起爆网络设计
爆破震动与同段齐爆的炸药用量有极其密切的关系,采用非电微差起爆技
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术,不但可以有效控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间,使爆破震动波形不形成叠加,既能保证岩石破碎达到理想的效果,又能消除爆破震动的有害效应。在掏槽眼、掘进眼、底板眼或周边眼中,起爆药量较大的段别的雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。这样可使爆破震动速度降低30%,达到更好的爆破效果。
a.孔深进尺设计:上部台阶采用1.2m进尺,钻孔深度1.5m;下部台阶采用2m进尺,钻孔深度2.5m。
b.掏槽形式设计:上台阶采用三角形三中孔眼直眼掏槽。如下图:
(3) 装药结构设计:为更好地达到光爆效果,周边眼采用间隔装药结构,
10cm1 0cm 10cm 10cm 10cm 1 掏槽眼布置示意图 药卷 雷管 药卷
?50中空眼 1 10cm 1 药卷用小直径药卷。其余炮眼采用直径φ32mm标准药卷连续装药。如下图所示:
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导爆索 炮泥 竹片 导爆索 炮泥 竹片 雷管
(4)爆破参数及炮眼布置
爆破主要经济技术指标表
开挖 循环 项目 断面进尺 (m2) (m) 上台阶 下台阶
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炮眼 装药量个数(Kg) (个) 113 75 79.2 75.68 比装 药量 (Kg/个) 0.7 1.01 比钻 单位耗眼量 药量(个(Kg/m3/m2) ) 2.83 1.75 1.65 0.8 约43 约53 1.2 2.0
Ⅲ 类 围 岩 开 挖 爆 破 参 数 表
炮上起爆 眼序下 炮眼 顺序 号 台分类 数 阶 个 1 3 掏槽眼 2 3 1 辅助3 4 2 眼 掘进3、4、5、6、4 上 63 眼 7 周边台 5 25 8 眼 底板6 阶 13 9 眼 底板7 2 10 眼 合 8 113 计 掘进1 44 1、2、3、4 眼 周边2 12 5 眼 下 底板3 台 11 6 眼 阶 底板4 8 7 眼 合 75 计
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每孔 药卷数 cm 卷/孔 130 130 5.2 120 120 125 120 120 2.2 2.25 2.2 2.2 4.6 4.5 6.5 4.8 4.8 6.4 6.1 6.8 6.8 炮眼 深度 炮眼装药量 每孔 合计 装药药量 量 Kg/孔 Kg 0.876 2.628 0.776 3.102 0.768 48.38 0.52 13.00 0.806 10.478 0.806 1.612 79.2 1.087 47.82 0.485 5.82 1.16 12.76 1.16 9.28 75.68
8 8 60 8 8 8 8 8 8 70 8 7 8 7 7 8 7 7 7 8 7 70 8 6 7 7 6 8 8 6 6 6 7 7 6 8 8 5 6 5 6 5 5 5 7 8 7 8 6 5 3 3 3 6 5 6 7 8 8 7 3 3 5 6 5 8 7 1 2 5 6 3 8 7 6 5 3 2 8 3 4 2 4 4 4 2 4 3 5 6 7 8 7 6 10 10 85 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 5 1 5 55 5 2 5 5 5 7 3 4 1 85 1 1 2 3 1 2 90 1 1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 6 1 2 3 6 1 2 3 1 2 3 2 85 2 3 85 3 85 2 85 3 3 3 80 6 6 6 6 6 6 7 7 7 Ⅲ类围岩台阶法开挖炮眼布置示意图 75 6 6 6 7 7 5 1 55 5 2 5 5 3 5 5 4 7 7 (5)Ⅲ类围岩正台阶开挖施工工艺流程图 开挖机具就位 超前预支护 施 工 准 备 测 量 布 眼 上部台阶钻眼 装药、联线 人员机械撤离、起爆 通 风 排 烟 找顶、清除危石 装碴、运碴 初 喷 砼 施作中空注浆锚杆 复 喷 砼 下部台阶开挖 Ⅲ类围岩正台阶开挖工艺流程图 20