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隧道全断面法的施工质量控制要点分析

时间:18-09-29 来源:www.xsjlunwen.net 作者:Admin
摘要:介绍了全断面法进行隧道开挖的施工工艺,分别分析了测量、钻孔、出渣等工序中的控制要点,阐述了确保隧道施工质量的控制措施和安全措施,保证开挖、出渣和支护能力相协调,充分利用围岩自稳性,确保隧道洞体开挖进度和安全,对同类工程具有借鉴意义。
关键词:隧道,全断面,钻孔,质量控制
在隧道开挖中,选择适宜的洞体开挖方法,确保洞体围岩稳定,是保证隧道洞体开挖质量和安全的关键。在施工过程中,洞体跨度较大时,周边围岩易出现大范围的塑性化和变形,拱脚和墙脚处应力严重集中,隧道拱顶更不稳定。合理选择洞体开挖方法,充分利用围岩自稳性,与支护条件相适应,保证隧道施工质量,确保洞体开挖进度和安全。在隧道洞体开挖方法中,在我国使用较多的有全断面法、台阶法、CD工法、CRD工法、双侧壁导坑工法等。其中,全断面法是我国目前应用最广、最成熟的隧道开挖方法之一。在全断面开挖法下,整个隧道的开挖断面实现了钻孔、爆破成型和初期支护均一次到位。全断面法的施工工序少,操作比较简单,便于进行施工组织和管理,且形成了较大的作业空间,机械化作业程度高,能有效保证施工进度。
1概述
隧道采用全断面开挖法时,全断面一次钻孔,并进行装药连线,再一次爆破成型,同时施作初期支护,铺设防水隔离层,进行二次筑模衬砌,具有施工操作简单,施工速度快的特点。全断面开挖施工综合程度较高,比分部开挖效率显著提高,其机械配置原则为生产能力稍高于进度指标,保证施工连续进行,提高机械使用率。全断面法适用于Ⅰ级~Ⅲ级硬岩地层和Ⅱ级软岩地层的隧道洞体开挖。当用于Ⅳ级硬岩地层,须采取超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助加固措施后,也可采用全断面法施工,但应适当缩短开挖进尺。浅埋段、偏压段和洞口段不宜采用全断面法开挖。
2施工工艺
某高速公路双线隧道地处Ⅱ级围岩地段,采用全断面法开挖,使用施工作业台架,人工操作气腿式凿岩机钻孔,光面爆破,确保隧道一次成型,以减少对围岩扰动。在正式施工前,应确保施工用风、用水和用电设施的布置。采用固定空压机供风,工作面风压应不小于0.5MPa,水压应不小于0.3MPa。用电采用三级配电二级保护方式,在每份支线与动力线连接处安装有开关及保险装置,严格禁止将照明设施加挂在动力线路上。管路敷设应平顺,接头严密,不漏水。
2.1施工测量
当上一循环结束后,为确保开挖断面的中线和高程须符合设计要求,利用洞内中线控制桩点,测量专人进行工作面开挖轮廓线标示,将主要钻孔位置初步标示。围岩是隧道的主要承载单元,施工中应避免过度破坏和损伤遗留围岩的强度。在每一次开挖后,应对地质情况及时进行核对,对开挖面的地层层理、节理、裂隙等结构状况进行仔细观察,测定岩体的软硬程度,综合考虑出水量大小等因素,合理确定围岩的稳定性,以进行超前地质预报。
2.2台架就位
根据工作面开挖断面情况,使用人工配合装载机将施工作业台架移至指定位置,将台架固定。固定后的台架须保持稳定,设置部位尽可能便利于钻爆工操作凿岩机。
2.3钻孔装药
全断面法的开挖面较大,围岩稳定性降低,深孔爆破引起的震动较大,须精心进行钻爆设计,严格控制爆破作业,充分发挥围岩的结构作用。在隧道开挖前进行钻爆设计时,须综合考虑现场地质条件、开挖断面大小、循环进尺长度等因素,依据使用的钻孔机具和爆破材料性能,合理确定布设的钻孔数目、深度和角度等及采用的爆破器材、装药量和装药结构,还须确定起爆方法和顺序。在进行钻孔布置时,掏槽眼可采用直眼或斜眼。为确保开挖断面质量,周边眼的布设须沿隧道开挖轮廓线进行。为确保爆破石渣符合清运要求,应在内圈眼和掏槽眼间交错均匀布置掘进眼。周边眼、内圈眼与辅助眼孔底应处于同一垂直面上,掏槽钻孔应加深10cm。在本项目中,爆破采用光面爆破,钻爆设计完成后,通过试爆进行爆破参数优化,以控制作用范围和方向,将围岩变形控制在允许范围内,有效减少超欠挖。根据爆破设计要求和工作面标示出的钻孔位置,人工操作凿岩机进行钻孔,须采取措施对钻孔位置和角度的准确性进行有效控制。在钻进过程中,应综合考虑钻进速度、围岩软弱程度等因素,进行供风量和供水量的及时调整。在钻孔时,应设置专人对钻孔的间距、深度和角度进行复核,要求将掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差控制在5cm内,周边眼间距允许偏差控制在5cm内,外插角的孔底不得超过开挖断面轮廓线15cm。采用间隔装药方法,确保药量适当分布在钻孔的全长范围内,使用炮泥将孔口堵塞严实,雷管采用毫秒微差有序起

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