CN103470267B - 一种长大隧道快速施工工艺 - Google Patents

一种长大隧道快速施工工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103470267B
CN103470267B CN201310451652.2A CN201310451652A CN103470267B CN 103470267 B CN103470267 B CN 103470267B CN 201310451652 A CN201310451652 A CN 201310451652A CN 103470267 B CN103470267 B CN 103470267B
Authority
CN
China
Prior art keywords
construction
tunnel
platform
excavation
hole
Prior art date
Application number
CN201310451652.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103470267A (zh
Inventor
邵怀全
苗文怀
祝建周
雷耀军
袁昌生
李玉洁
万承茂
田育虎
仲维玲
傅旋
王群英
高功林
雷青川
戴奇林
党莹
Original Assignee
中铁二十局集团第二工程有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中铁二十局集团第二工程有限公司 filed Critical 中铁二十局集团第二工程有限公司
Priority to CN201310451652.2A priority Critical patent/CN103470267B/zh
Publication of CN103470267A publication Critical patent/CN103470267A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103470267B publication Critical patent/CN103470267B/zh

Links

Abstract

本发明公开了一种长大隧道快速施工工艺,由进口至出口方向的隧道施工方法与由出口至进口的隧道施工方法相同且均由后至前对各施工段分别进行施工,施工过程如下:一、初始施工段开挖施工,过程如下:超前地质预报并确定当前施工段的开挖施工方法,当前施工段开挖施工及初期支护;二、下一个施工段开挖施工;三、多次重复步骤二,直至所施工隧道贯通;隧道施工过程中,及时对发现的渗水区域进行引排水处理,并由前至后同步对开挖完成的隧道洞进行二次衬砌施工。本发明设计合理、施工简便、施工过程安全可靠且施工周期短、施工进度快,有效解决了现有长大隧道施工时所存在的设备投入多、施工周期长、施工进度慢等缺陷和不足。

Description

-种长大隧道快速施工工艺

技术领域

[0001] 本发明属于隧道施工技术领域,尤其是设及一种长大隧道快速施工工艺。

背景技术

[0002] 南广铁路是客货共运铁路,设计时速200公里,预留250公里,施工要求一次达到 250公里。花培岭隧道是南广铁路控制性工程之一,设计为双线大断面隧道,分进出口双向 掘进施工,设计无斜、竖井,其位于广东与广西两省交界处,横穿两省省界,进口位于广西省 苍梧县大坡镇都够村,出口位于广东省郁南县平台镇古隆村,隧道起讫里程IDK252 + 657~ IDK258+575,全长5918m,最大埋深307m,穿过花培岭主脉。花培岭隧道的净空宽度为 12.82m,高度为8.68m,平均开挖断面面积126.32m 2。桐身全部处于花岗岩层之中,穿越多条 强风化破碎带,节理发育。隧道受地形限制,无辅助坑道,采用"新奥法"施工。花培岭隧道横 穿花培岭主脉,由于溪沟深切,岸坡睹峻,自然坡度一般为35°~55°。坡面植被发育,W乔木 为主,灌木次之。花培岭隧道主要围岩类别为n、虹级,其中n级围岩的分段长度为2160m且 其占隧道总长的36.50%,虹级围岩的分段长度为2630m且其占隧道总长的44.44%,IV级围岩 的分段长度为590m且其占隧道总长的9.97%,V级围岩的分段长度为538m且其占隧道总长 的9.09%,因而花培岭隧道围岩较好,n和虹级围岩的分段总长度占隧道总长的80.94%,其 中n、虹级围岩的平均开挖断面为126.80m 2。

[0003] 花培岭隧道在施工建设立项时,是全线阶段性节点工期控制工程,要求建设工期 短,标准高,施工难度极大,总工期为30个月。花培岭隧道的施工与一般隧道的施工有较大 的区别,如何在较短的工期内完成隧道施工,因而探索、总结出一种适合双线铁路长隧道快 速施工综合技术是非常必要的。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种长大隧道 快速施工工艺,其设计合理、施工简便、施工过程安全可靠且施工周期短、施工进度快,有效 解决了现有长大隧道施工时所存在的设备投入多、施工周期长、施工进度慢等缺陷和不足。

[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种长大隧道快速施工工艺,所 施工隧道为桐身处于岩层中的山岭隧道,所施工隧道的长度大于化m且其开挖断面大于 IOOm2;所施工隧道由前至后分为多个施工段,所述施工段为围岩稳固段或围岩软弱段,所 述围岩稳固段的围岩级别为m级W上,所述围岩软弱段的围岩级别为V级或IV级,其中所 有围岩稳固段的总长度占所施工隧道总长度的80%W上,其特征在于:所施工隧道的进出口 同时开工且分别从进出口进行相向施工;

[0006] 实际施工时,由进口至出口方向的隧道施工方法与由出口至进口的隧道施工方法 相同且均由后至前对各施工段分别进行施工,施工过程如下:

[0007] 步骤一、初始施工段开挖施工,过程如下:

[000引步骤101、超前地质预报并确定当前施工段的开挖施工方法:开挖之前,通过超前 地质预报系统对当前施工段的围岩级别进行判定:当判定出当前施工段的围岩级别为m级 W上时,采用全断面开挖法进行开挖施工;当判定出当前施工段的围岩级别为IV级时,采用 台阶法进行开挖施工;当判定出当前施工段的围岩级别为V级时,采用=台阶屯步开挖法 进行开挖施工;

[0009] 步骤102、当前施工段开挖施工及初期支护;按照步骤101中所确定的开挖施工方 法,对当前施工段进行开挖施工,且开挖过程中同步对开挖完成的隧道桐进行初期支护;

[0010] 步骤二、下一个施工段开挖施工:按照步骤101和步骤102中所述的方法,对下一个 施工段进行开挖施工;

[0011] 步骤=、多次重复步骤二,直至所施工隧道贯通;

[0012] 步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,及时对发现的渗水区域进行引排水处 理,并由前至后同步对开挖完成的隧道桐进行二次衬搁施工;二次衬搁施工过程中,在步骤 一至步骤=中施工完成的初期支护结构与二次衬搁结构之间铺装一层防水层;

[0013] 步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,采用混合式通风系统进行通风,所述混 合式通风系统包括隧道开挖之前布设于隧道桐口处的轴流式通风机和隧道开挖施工过程 中由后至前布设于开挖完成的隧道桐内的多个射流风机,多个所述射流风机沿所施工隧道 的延伸方向由后至前进行布设;多个所述射流风机中位于最后侧的射流风机为后侧风机, 所述后侧风机与所述隧道桐口之间的距离为dl,前后相邻两个所述射流风机之间的距离均 为d2,其中dl=800m~900m,d2=750m~850m;所述隧道桐口为所施工隧道的进口或出口;

[0014] 步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,当掌子面距离所述隧道桐口的距离小于 dl时,采用轴流式通风机进行压入式通风;待掌子面距离所述隧道桐口的距离大于dl后,采 用轴流式通风机进行压入式通风的同时,还需每隔d2布置一个持续向隧道桐外侧吹风的射 流风机;

[0015] 步骤102中采用全断面开挖法对所述围岩稳固段进行开挖施工时,采用光面爆破 法进行掘进施工,且每天完成两个循环进尺的掘进施工过程,每个循环进尺为2.5m~3.5m; 实际施工时,每一循环进尺的施工过程如下:

[0016] 步骤I、钻孔前准备工作:将钻孔设备向前移至当前掌子面,并对开挖轮廓线进行 测量放线;

[0017] 步骤n、钻爆:先采用钻孔设备在当前掌子面上钻取炮孔,再在已钻取炮孔内装 药,装药完成后起爆进行爆破;

[001引步骤虹、通风:爆破完成后,采用所述混合式通风系统进行通风;

[0019] 步骤IV、出確:采用多辆运確车将步骤n中爆破后产生的確石运送至隧道桐外;

[0020] 步骤V :初期支护;

[0021] 步骤IV中出確完成后,返回步骤I,进行下一个循环进尺的钻孔前准备工作;其中, 步骤n中起爆时至下一个循环进尺的钻孔前准备工作完成后的时间不超过6小时;

[0022] 步骤IV中出確完成后且步骤n中进行进行下一个循环进尺的钻爆之前,还需对上 一个循环进尺所开挖的隧道桐进行初期支护。

[0023] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:所述围岩稳固段的围岩级别为n级 或m级;步骤102中对所述围岩稳固段进行初期支护时,所采用的初期支护方法为错网喷联 合支护方法;对所述围岩软弱段进行初期支护时,所采用的初期支护方法为钢拱架与错网 喷联合支护方法相结合的支护方法。

[0024] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:步骤102中进行初期支护时,采用简 易台车进行施工;步骤n中钻取炮孔时,采用=臂液压凿岩台车或简易台车进行钻孔;

[0025] 所述简易台车包括沿隧道桐的纵向延伸方向进行前后移动的口式支架和安装在 所述口式支架正上方的上部施工平台,所述口式支架包括左侧竖向支架、与左侧竖向支架 呈对称布设的右侧竖向支架和支撑于左侧竖向支架与右侧竖向支架之间的水平支撑架,所 述上部施工平台安装在水平支撑架上;所述左侧竖向支架的左侧由上至下安装有多个左侧 施工平台,所述右侧竖向支架的右侧由上至下安装有多个右侧施工平台,多个所述左侧施 工平台与多个所述右侧施工平台呈左右对称布设,多个所述左侧施工平台和多个所述右侧 施工平台的宽度均由上至下逐渐增大;所述左侧竖向支架和/或右侧竖向支架上安装有供 施工人员上下的爬梯,所述左侧竖向支架底部安装有多个左行走轮,所述右侧竖向支架底 部安装有多个右行走轮,多个所述左行走轮和多个所述右行走轮均沿所施工隧道的延伸方 向由前至后进行布设;多个所述左侧施工平台中位于底部的左侧施工平台为左侧底部平 台,多个所述右侧施工平台中位于底部的右侧施工平台为右侧底部平台,所述左侧底部平 台、所述右侧底部平台和所述口式支架的总宽度小于所施工隧道的宽度,所述口式支架的 宽度为6m~8.5m,所述口式支架与上部施工平台的总高度为7m~8.5m。

[00%]上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:步骤102中进行初期支护时,所喷射 的混凝±为〔25混凝±;初期支护施工过程中,当发现已开挖形成的隧道桐内存在渗水区域 且涌水量较小时,所喷射的C25混凝±由W下重量份的原料混合而成:水泥450~460,砂子 940~960,碎石770~780,速凝剂18~18.5,水200~210;

[0027] 当隧道桐内岩体裂隙出现涌水且涌水量较大时,先采用排水槽覆盖岩体裂隙上的 涌水处,并将所述排水槽引至隧道桐底部所设置的纵向排水管,再用紧固连接件对所述排 水槽进行固定,之后在所述排水槽的外表面和边缘均涂抹2cm左右厚的水泥砂浆,随后再喷 射C25混凝±覆盖;

[0028] 当隧道桐内出现局部大面积涌水时,先采用帷幕注浆堵水方法进行堵水;帷幕注 浆堵水时,所采用的浆液为由水泥浆和水玻璃组成双液浆。

[0029] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:步骤一至步骤=中进行隧道施工过 程中,由前至后同步对开挖完成的隧道桐进行二次衬搁施工时,当发现已开挖形成的隧道 桐内存在渗水区域时,采用注浆堵水方法进行堵水;实际进行注浆堵水时,所用的注浆材料 为由水泥浆和水玻璃组成的双液浆;注浆堵水之前,先在渗水区域钻取多个钻孔,并相应在 各钻孔内均插入一根注浆管,所述注浆管的后端与所述钻孔的孔壁之间通过水泥砂浆进行 封堵;封堵完成后,观测各注浆管内是否有水流出,并将有水流出的注浆管后端与注浆管道 连接;多个所述钻孔呈梅花形布设且相邻两个所述钻孔之间的间距为0.8m~1.2m,多个所 述钻孔的孔深均相同,所述注浆管的长度比所述钻孔的孔深大IOcm左右。

[0030] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:步骤IV中进行出確时,采用无轨运输 方式;步骤IV中出確时间不超过3小时,所述运確车为自卸车,且出確之前,根据需运送確石 总量、出確时间W及所采用自卸车的装载量、运输速度和运输距离,对所采用自卸车的数量 进行确定。

[0031] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:所述隧道桐内布设有与轴流式通风 机的送风口相接的风管,所述风管沿所施工隧道的延伸方向由后至前进行布设,所述风管 为拉链式软风管;步骤n中装药完成后起爆之前,提前2min~20min启动轴流式通风机使得 所述拉链式软风管鼓起来,其中当前掌子面距离轴流式通风机的距离越远,提前启动轴流 式通风机的时间越早。

[0032] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:步骤虹中进行通风过程中,待爆破后 所产生炮烟排至距当前掌子面的距离为300m左右时,进入步骤IV进行出確;步骤二中爆破 完成后,装载机和运確车同时行至距当前掌子面的距离为250m左右的位置处等待出確,待 爆破后所产生炮烟排至距当前掌子面的距离为300m左右时,装载机与运確车进入爆破位 置,并通过装载机对运確车进行装確;步骤IV中出確过程中,待需运送確石的剩余量为3~ 4辆运確车的装载量时,采用挖掘机开始进行排险作业,将岩面所残留的危石与浮石进行排 除,排险过程所需时间为IOmin~20min。

[0033] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:步骤n中所钻取炮孔的孔眼包括布 设在当前掌子面中下部的多个掏槽眼、沿步骤I中所述开挖轮廓线布设的多个周边眼和布 设于多个所述周边眼与多个所述掏槽眼之间的多层掘进眼;步骤n中进行钻孔时,先钻取 所述周边眼和所述掏槽眼,最后对所述掘进眼进行钻取;所述掏槽眼为=级模形斜孔掏槽; 步骤n中装药完成后起爆进行爆破时,先对多个掏槽眼进行微差爆破,相邻两次爆破之间 的时差为50ms左右;之后,采用毫秒延期雷管对多层所述掘进眼进行爆破,所述毫秒延期雷 管的段间隔时间为150ms左右。

[0034] 上述一种长大隧道快速施工工艺,其特征是:所述轴流式通风机安装在水平安装 架上,所述水平安装架位于所述隧道桐外侧,所述水平安装架与所述隧道桐口之间的间距 为25m~35m;所述隧道桐内布设有与轴流式通风机的送风口相接的风管,所述风管沿所施 工隧道的延伸方向由后至前进行布设;步骤I中进行测量放线的同时,还需对所述风管进行 接续,直至所述风管前端距当前掌子面的距离为d3,其中d3=25m~35m;步骤n中装药完成 后起爆之前,将所述风管的前部节段向后移动,使得所述风管与当前掌子面的距离大于d5, 所述前部节段的长度为d4,其中d5=d3+d4,d4=45m~55m;步骤n中起爆后,将所述风管的出 风口直径缩小20cm~30cm。

[0035] 本发明与现有技术相比具有W下优点:

[0036] 1、设计合理、施工步骤简单且各步骤间的衔接安排妥当,施工方便且造价低。

[0037] 2、使用效果好,施工工期短,所用施工设备数量少,能简单、方便、快速、高质量的 完成隧道施工。

[0038] 3、施工过程安全可靠。

[0039] 4、所采用的混合式通风系统结构简单且设计合理,投入成本较低,安装布设方便、 使用操作简便且通风效果好,能满足长大隧道的通风需求,并且对隧道施工不会造成任何 影响,因而推广应用前景广泛,能推广适用至长大隧道的通风施工过程。同时,引入集中工 作区概念,不但很好地解决二衬台车周围的烟尘回流问题,而且保证了在10~15分钟内掌 子面250m范围的空气置换,为后续工作创造了良好的作业环境,为花培岭隧道加快施工速 度、提高工程质量奠定了坚实的基础。

[0040] 5、双线铁路长隧道快速掘进方法简单、设计合理且掘进速度快,选用姨形掏槽、利 用自制的简易台架及气腿式风钻,充分发挥光爆技术,效果非常明显,循环时间大大缩短, 光面爆破质量优良,超欠挖控制到位,平均月综合成桐208m,最高月综合成桐263m。

[0041] 6、所采用的简易台车结构简单、设计合理且加工制作及拆装方便,投入成本较低, 使用操作简便且使用效果好,前移方便且移动速度快,便于施工人员简单、快捷完成炮孔钻 取与初期支护施工,并且保证了隧道开挖后的施工安全,桐内空气指数较好,因而推广应用 前景广泛,能推广适用至长大隧道的初期支护施工过程。

[0042] 7、双线铁路长隧道快速喷错支护方法简单、设计合理且支护速度快,通过比选喷 射抢材料、优化喷射抢配合比、对不同围岩类别合理选用不同的支护结构,利用湿喷技术; 错杆选用自制简易台架,人工打眼,方便快捷,不但保证了开挖后的施工安全,而且桐内空 气指数较好,桐内施工条件良好。

[0043] 8、注浆堵水所用的注浆系统结构简单、设计合理且安装布设方便、使用操作简便, 投入成本较低,施工步骤简单,施工方便且堵水效果好,能简便、快速且有效完成围岩注浆 堵水过程,因而推广应用前景广泛,能推广适用至长大隧道的注浆堵水施工过程中。同时, 注浆堵水效果好。

[0044] 9、桐内排水系统的结构简单,各部分排水管道的布设位置、结构与尺寸设计合理。 施工简便,施工速度快,采用动态引排水结构进行动态引排水,Q型弹黃排水管分层分批埋 设,具有能适应围岩逐渐变形的特点,因而能达到排水通杨、不渗不漏,消除了隧道外围压 力水的目的。并且,排水效果好,能有效减小水害问题给隧道运营安全带来的风险。

[0045] 10、能实现双线铁路长隧道快速出確运输,能充分发挥机械使用效率。

[0046] 11、防排水施工中通过引入"动态防排水"和"分区防水"的工程理念,已施工完成 的衬搁无渗漏现象,隧道排水设施杨通,并且桐内及桐外排水系统完善。

[0047] 12、能实现长大隧道快速施工,采用双头掘进,桐内各工序平行交叉施工,相互干 扰非常严重,隧道施工各工序联系紧密,环环相扣,各工序衔接有力,通过有效管理将工序 间歇时间降到最低,缩短了循环周期,从而最终也达到了快速施工的目的。

[004引综上所述,本发明设计合理、施工简便、施工过程安全可靠且施工周期短、施工进 度快,有效解决了现有长大隧道施工时所存在的设备投入多、施工周期长、施工进度慢等缺 陷和不足。

[0049] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0050] 图1为本发明的工艺流程框图。

[0051 ]图2为本发明混合式通风系统的使用状态参考图。

[0052] 图3为本发明拉链式软风管与射流风机的布设位置示意图。

[0053] 图4为本发明简易台车的结构示意图。

[0054] 图5为本发明桐内排水系统的结构示意图。

[0055] 图6为本发明混凝±层一上Q型弹黃排水管的布设位置示意图。

[0056] 图7为本发明注浆堵水用注浆系统的结构示意图。

[0057] 图8为本发明注浆堵水用注浆管的结构示意图。

[0化引附图标记说明:

[0化9] 1-隧道桐; 2-轴流式通风机; 2-1-上部施工平台;

[0060] 2-2-1-左侧竖向支架;2-2-2-右侧竖向支架;2-2-3-水平支撑架;

[0061] 2-3-左侧施工平台; 2-3-1-斜向加劲肋一;2-3-2-斜向加劲肋二;

[0062] 2-4-右侧施工平台; 2-5-爬梯; 2-6-左行走轮;

[0063] 2-7-右行走轮; 2-8-横向连接杆; 2-9-1-斜向支撑杆一;

[0064] 2-9-2-斜向支撑杆二;3-射流风机; 3-1-注浆管;

[00化]3-2-水泥浆池; 3-3-1-液压累一; 3-3-2-液压累二;

[0066] 3-4-水玻璃池; 3-5-注浆孔口管; 3-6-注浆喷嘴;

[0067] 3-7-液压管道一; 3-8-液压管道二; 3-9-注浆管道;

[0068] 3-10-注浆控制阀; 3-11-通断控制阀; 3-12-注浆孔;

[0069] 3-13-Y型混合机; 3-14-加筋髓; 3-15-压力表。

[0070] 4-拉链式软风管; 4-2-中央排水管; 4-3-环向排水盲管;

[0071] 4-4-左侧纵向排水管;4-5-右侧纵向排水管;4-6-路基;

[0072] 4-7-左侧横向引水管;4-8-右侧横向引水管;4-9-路面排水沟;

[0073] 4-10-渗水裂缝; 4-11-Q型弹黃排水管;

[0074] 4-12-混凝±层一; 5-掌子面。

具体实施方式

[0075] 如图1所示的一种长大隧道快速施工工艺,所施工隧道为桐身处于岩层中的山岭 隧道,所施工隧道的长度大于5km且其开挖断面大于100m2;所施工隧道由前至后分为多个 施工段,所述施工段为围岩稳固段或围岩软弱段,所述围岩稳固段的围岩级别为m级W上, 所述围岩软弱段的围岩级别为V级或IV级,其中所有围岩稳固段的总长度占所施工隧道总 长度的80%W上,所施工隧道的进出口同时开工且分别从进出口进行相向施工。

[0076] 实际施工时,由进口至出口方向的隧道施工方法与由出口至进口的隧道施工方法 相同且均由后至前对各施工段分别进行施工,施工过程如下:

[0077] 步骤一、初始施工段开挖施工,过程如下:

[0078] 步骤101、超前地质预报并确定当前施工段的开挖施工方法:开挖之前,通过超前 地质预报系统对当前施工段的围岩级别进行判定:当判定出当前施工段的围岩级别为m级 W上时,采用全断面开挖法进行开挖施工;当判定出当前施工段的围岩级别为IV级时,采用 台阶法进行开挖施工;当判定出当前施工段的围岩级别为V级时,采用=台阶屯步开挖法 进行开挖施工。

[0079] 步骤102、当前施工段开挖施工及初期支护;按照步骤101中所确定的开挖施工方 法,对当前施工段进行开挖施工,且开挖过程中同步对开挖完成的隧道桐1进行初期支护。

[0080] 步骤二、下一个施工段开挖施工:按照步骤101和步骤102中所述的方法,对下一个 施工段进行开挖施工。

[0081] 步骤=、多次重复步骤二,直至所施工隧道贯通。

[0082] 步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,及时对发现的渗水区域进行引排水处 理,并由前至后同步对开挖完成的隧道桐1进行二次衬搁施工;二次衬搁施工过程中,在步 骤一至步骤=中施工完成的初期支护结构与二次衬搁结构之间铺装一层防水层。

[0083] 结合图2、图3,步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,采用混合式通风系统进行 通风,所述混合式通风系统包括隧道开挖之前布设于隧道桐口处的轴流式通风机2和隧道 开挖施工过程中由后至前布设于开挖完成的隧道桐1内的多个射流风机3,多个所述射流风 机3沿所施工隧道的延伸方向由后至前进行布设。多个所述射流风机3中位于最后侧的射流 风机3为后侧风机,所述后侧风机与所述隧道桐口之间的距离为dl,前后相邻两个所述射流 风机3之间的距离均为d2,其中dl=800m~900m,d2=750m~850m。所述隧道桐口为所施工隧 道的进口或出口。

[0084] 步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,当掌子面5距离所述隧道桐口的距离小 于dl时,采用轴流式通风机2进行压入式通风。待掌子面5距离所述隧道桐口的距离大于dl 后,采用轴流式通风机2进行压入式通风的同时,还需每隔d2布置一个持续向隧道桐1外侧 吹风的射流风机3。

[0085] 步骤102中采用全断面开挖法对所述围岩稳固段进行开挖施工时,采用光面爆破 法进行掘进施工,且每天完成两个循环进尺的掘进施工过程,每个循环进尺为2.5m~3.5m; 实际施工时,每一循环进尺的施工过程如下:

[0086] 步骤I、钻孔前准备工作:将钻孔设备向前移至当前掌子面5,并对开挖轮廓线进行 测量放线;

[0087] 步骤n、钻爆:先采用钻孔设备在当前掌子面5上钻取炮孔,再在已钻取炮孔内装 药,装药完成后起爆进行爆破;

[0088] 步骤虹、通风:爆破完成后,采用所述混合式通风系统进行通风;

[0089] 步骤IV、出確:采用多辆运確车将步骤n中爆破后产生的確石运送至隧道桐1外;

[0090] 步骤V :初期支护;

[0091] 步骤IV中出確完成后,返回步骤I,进行下一个循环进尺的钻孔前准备工作;其中, 步骤n中起爆时至下一个循环进尺的钻孔前准备工作完成后的时间不超过6小时;

[0092] 步骤IV中出確完成后且步骤n中进行进行下一个循环进尺的钻爆之前,还需对上 一个循环进尺所开挖的隧道桐1进行初期支护。

[0093] 本实施例中,所施工隧道为花培岭隧道且其设计为双线大断面隧道,分进出口双 向掘进施工,隧道起讫里程IDK252 + 657~IDK258巧75,全长5918m,最大埋深307m,穿过花 培岭主脉。花培岭隧道的净空宽度为12.82m,高度为8.68m,平均开挖断面面积126.32m 2。所 述围岩稳固段的围岩级别为n级或m级。

[0094] 所述围岩稳固段的围岩级别为n级或虹级,n和虹级围岩的分段总长度占隧道总 长的80.94%,其中n、虹级围岩的平均开挖断面为126.80m 2。

[00M] 开挖施工过程中,由于花培岭隧道单桐掘进的距离达到3km,又是上坡道施工,隧 道桐内污染源主要包括W下=种:一是粉尘,主要来源于爆破、喷错产生的岩尘炮烟水泥尘 等;二是有害气体,主要来源于炮烟;=是内燃机废气,主要来源于装渣、运输车辆排放的废 气。运样就给予环保、职业健康及施工的要求,使通风问题尤为突出,急待解决。实际开挖施 工时,花培岭隧道通风方面存在W下难点:第一、隧道在累计掘进达850米前采用传统的独 头压入式通风方法,在隧道累计掘进超过850米W后,由于传统的拉链软风筒漏气率过高, 不能满足桐内人员、机械的需风量;第二、由于铁道部文件要求n级围岩二衬距离掌子面不 得超过200m,运样在掌子面后200m形成作业集中区,各个工序同时集中施工给通风带来很 大干扰;第=、无轨运输,车辆尾气污染严重;第四、隧道坡道大,不利于新鲜空气进入。运 样,根据环保、职业健康及施工的要求,使通风问题尤为突出,急待解决。而本实施例中,采 用混合式通风系统。

[0096] 实际施工时,所述隧道桐1内布设有与轴流式通风机2的送风口相接的风管,所述 风管沿所施工隧道的延伸方向由后至前进行布设,所述风管为拉链式软风管4。

[0097] 实际安装时,所述轴流式通风机2安装在水平安装架上,所述水平安装架位于所述 隧道桐1外侧,所述水平安装架与所述隧道桐口之间的间距为25m~35m。所述隧道桐1内布 设有与轴流式通风机2的送风口相接的风管,所述风管沿所施工隧道的延伸方向由后至前 进行布设。

[0098] 本实施例中,所述水平安装架与所述隧道桐口之间的间距为30m,实际施工时,可 W根据具体需要,对所述水平安装架与所述隧道桐口之间的间距进行相应调整。

[0099] 本实施例中,所述射流风机3固定在隧道桐1的拱部中央。

[0100] 步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,所述拉链式软风管4前端与掌子面5之间 的间距为30m左右。本实施例中,隧道施工过程中,所述拉链式软风管4前端与掌子面5之间 的间距为30m。

[0101 ] 本实施例中,所述拉链式软风管4的直径为O 1600mm。

[0102] 所述水平安装架为由型钢焊接而成的支撑架,所述支撑架的高度为3m~4m,所述 拉链式软风管4通过多个紧固件固定在已开挖完成隧道桐1的侧壁上,多个所述紧固件沿所 施工隧道的延伸方向由后至前进行布设。本实施例中,所述支撑架的高度为3.5m。实际施工 时,可W根据具体需要,对所述支撑架的高度进行相应调整。

[0103] 本实施例中,所述紧固件包括固定在隧道桐1侧壁上的馴钉和将拉链式软风管4悬 挂于所述馴钉上的悬挂铁丝。前后相邻两个所述紧固件之间的间距为4m,所述馴钉的馴入 深度为0.4m。

[0104] 实际施工时,也可W采用其它类型的紧固件,如螺栓等,并且也可W根据具体需 要,对前后相邻两个所述紧固件之间的间距W及所述馴钉的馴入深度进行相应调整。

[0105] 所述轴流式通风机2为IlOkw轴流式通风机,所述射流风机3为45kw射流风机,dl = 850m±10m,d2=800m±10m。本实施例中,dl=850m,d2=800m。实际施工时,可W根据具体需 要,对dl和d2的取值大小进行相应调整。

[0106] 因而,实际施工时在隧道在前850m采用独头压入式通风方法,采用一台1 IOkw轴流 式通风机压入式通风方式;在隧道掘进超过850mW后,由于拉链式软风管4的漏气率过高, 不能满足桐内人员、机械的需风量,进口段在桐口安装一台IlOkw轴流式通风机2压入式通 风,随着掘进的推进,距轴流式通风机2位置往里每隔800m左右安装一台45kw射流风机3往 桐外吹风。同样地,出口段在桐口安装一台1 IOkw轴流式通风机2压入式通风,随着掘进的推 进,距轴流式通风机2位置往里每隔800m左右安装一台45kw射流风机3往桐外吹风。

[0107] 步骤I中进行测量放线的同时,还需对所述风管进行接续,直至所述风管前端距当 前掌子面5的距离为d3,其中d3=25m~35m。

[0108] 实际进行风量计算时,按照桐内同时作业最多人数所需风量、桐内最小风速要求 风量、开挖面爆破排烟所需风量和内燃机械所需风量分别计算,取其中最大值作为控制风 量。

[0109] 本实施例中,步骤一至步骤S中进行隧道施工过程中,掌子面风量Q=3000m3/min, 掌子面风速为0.35m/s。

[0110] 所述轴流式通风机2采用最高风量为2912m3/min,最高风压为5000化的SDF风机。

[0111] 本实施例中,所述拉链式软风管4固定在隧道桐1侧壁上距隧道底部3.5m的位置, 轴流式通风机2置于距桐口 30m左右的高3.5m的支撑架上,避免轴流式通风机2吸入由隧道 内排除的非新鲜空气,并将轴流式通风机2水平放置在安装在所述支撑架上的机座上,运样 不会影响桐内行车,并且具有减少人为损坏、通风系统施工方便等优点。

[0112] 所述拉链式软风管4选择表面光洁度高、磨阻系数小、抗拉强度大、耐冲击用热塑 或高频焊加工的柔性风管。所述拉链式软风管4吊挂时一定要拉直,否则全部挂好后如不顺 直则很难处理,同时增大风阻,全部挂好后,重新调整一遍,使整体风路顺直、无扭曲。

[0113] 步骤n中装药完成后起爆之前,将所述风管的前部节段向后移动,使得所述风管 与当前掌子面5的距离大于d5,所述前部节段的长度为d4,其中d5=d3+d4,d4=45m~55m;步 骤n中起爆后,将所述风管的出风口直径缩小20cm~30cm。本实施例中,d4=50m,实际施工 时,可W根据具体需要,对d4的取值大小进行相应调整。

[0114] 也就是说,对拉链式软风管4进行吊挂时,前50m不能固定太死,W便爆破时取下, 使得所述风管距掌子面SOmW外,因而不易被损坏。爆破完成之后,为尽快吹散掌子面炮烟, 将风管口直径缩小20cm~30cm,W增大风压,提高风速,排烟效果非常好。

[0115] 另外,还需采用其它辅助通风措施,如钻孔时采用湿式凿岩;初支采用湿喷抢;钻 孔时先送水后送风;放炮后必须进行喷雾、洒水;出渣前应采取降尘措施;施工人员必须佩 带防尘面罩;推广应用隧道工程空气净化器;在隧道施工坚持初支紧跟掌子面,仰拱填充及 时跟上,尽早成环,保证隧道安全,填充距掌子面距离不能太远,W保证隧道施工道路平整, 利于行车,减少车辆在桐内多次换挡,加大废气排放量;加强对机械的维修保养,按照设备 管理要求加强日常保养和定期维修,特别是进气和燃油系统,要加强保养,并坚持燃油沉淀 过滤制度。

[0116] 实际进行隧道开挖施工时,为保持较高的掘进速度,还必须抓好每道工序的作业 时间,尽量缩短工序衔接时间,有条件的实现工序零衔接,只有运样才能将每循环时间缩 短,才能加快进度。

[0117] 由于所施工隧道围岩主要为n级或m级的围岩稳固段,其为硬岩或极硬岩,因而 采用全断面光面爆破法进行掘进。全断面光面爆破法的关键是钻孔和爆破技术。

[0118] 掌子面掘进施工主要包括钻孔前准备工作(即测放开挖轮廓线)、钻爆、出渣、排险 等环节。首先要选择合理的爆破参数,并根据现场情况及时调整,保证隧道的光爆效果,尽 量减少超欠挖,存在欠挖的部位在下一排炮时及时处理,在保证测量准确无误的前提下加 快测量放线速度,合理安排调度,配足资源,保证现场均衡施工,做到提前安排,超前思维, 尽量实现工序零衔接,缩短循环时间,加快循环速度,在保证安全的前提下实现隧道的快 速施工。

[0119] 采用全断面光面爆破法进行开挖,即是沿隧道整个断面开挖边界布设密集炮孔, 采取不偶合装药或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,W形成平整轮廓面的爆破作业。炮 眼布置的原则是:选择合理的掏槽方式和掏槽位置;周边眼按光面爆破参数布置;布置好周 边眼与掏槽眼后,在周边眼和掏槽眼之间布置掘进眼。

[0120] 本实施例中,步骤n中所钻取炮孔的孔眼包括布设在当前掌子面5中下部的多个 掏槽眼、沿步骤I中所述开挖轮廓线布设的多个周边眼和布设于多个所述周边眼与多个所 述掏槽眼之间的多层掘进眼;步骤n中进行钻孔时,先钻取所述周边眼和所述掏槽眼,最后 对所述掘进眼进行钻取;所述掏槽眼为=级模形斜孔掏槽。

[0121 ]实际施工时,所述掏槽眼布置在开挖断面的中央稍靠下部,W使底部岩石破碎,减 少飞石;掏槽眼比掘进眼深lOcm。

[0122] 所述掘进眼与周边眼的布置原则:布眼均匀,既要充分利用炸药的能力大,又要保 证岩石按设计轮廓线崩落;其间距根据岩石性质而定,一般掘进眼取0.6m~1. Om,周边眼取 0.4~0.6m,周边眼距开挖断面轮廓线取3cm~5cm;掘进眼应交错均匀地布置在周边眼与掏 槽眼之间,并垂直于开挖面打眼,力求爆下的石渣块体大小适合装渣的要求;掘进眼与周边 眼的眼底应在同一垂直面上,保持开挖面平整。底眼布置较为困难,有积水时易产生瞎炮, 底眼间距一般为0.4m~0.7m,抛渣爆破时底板眼采用较小间距,底板眼应比底板高出0.1 m ~0.2m,但其眼底应低于底板0.1 m~0.2m,抛渣爆破时应将炮孔深度加深0.2m左右,底眼装 药量介于掏槽眼与掘进眼之间,装药深度应为眼深的0.5~0.7倍。

[0123] 所述掏槽眼的炮眼方向,在岩层层理明显时,应尽量垂直于岩层的层理面;所述掏 槽眼一般由4~6装药眼和1个空眼(该空眼位于多个所述掏槽眼的中屯、处)组成,空眼数量 应随孔深增大而增加。

[0124] 实际施工过程中,使用模形斜孔掏槽时,应注意W下几个技术问题:应充分利用原 有的唯一的凌空面,尽量加大第一级掏槽眼之间的水平距离,缩小掏槽角;当模形掏槽炮眼 深大于2.5m,可采用复合装药结构,其底部炮眼长度的1/3处装高威力炸药或加强炸药,上 部可换成低威力炸药或降低装药集中度,顶部预留20cm至25cm长度进行堵塞,一般堵塞长 度40cm;模形掏槽应采用毫秒延期雷管爆破,每级掏槽眼尽量做到同时起爆,各级之间延期 时间为50ms左右。当采用不偶合装药时,炸药爆破后,降低爆轰产物作用在眼壁的初始压 力,使眼壁不受压缩破坏。但当不偶合系数小于一定值时,爆眼壁上的冲击压力等于或超过 偶合装药的冲击压力。装药密集系数:不同的炮眼间距和不同的装药密集系数下,光面爆破 断裂面的平整度不同,较小孔距时,凹量较大,较大孔距时,凸量较大。装药结构:径向空气 间隙不偶合装药结构和轴向空气柱间隔不偶合装药结构。由于空气间隙的存在,缓冲了爆 炸冲击波和爆生气体作用于眼壁的初始冲击压力,从而降低了对眼壁的压缩。另一方面,空 气间隙的存在又延长了爆生气体膨胀压力对岩石的作用时间,对岩壁作用属准静态作用, 使相邻炮孔之间形成贯穿的裂缝。

[0125] 本实施例中,步骤n中装药完成后起爆进行爆破时,先对多个掏槽眼进行微差爆 破,相邻两次爆破之间的时差为50ms左右;之后,采用毫秒延期雷管对多层所述掘进眼进行 爆破,所述毫秒延期雷管的段间隔时间为150ms左右。所述周边眼内采用空气柱间隔装药, 所装药卷的直径为。25mm且其长度为200mm。

[0126] 实际进行爆破时,若掏槽起爆时差太大,影响掏槽效果,不利于后期炮孔的爆破; 掏槽起爆时差太小则可能形成爆破地震波的主震相叠加,产生较大的地震效应,不利于围 岩稳定。本实施例中,相邻两次爆破之间的时差为50ms,既有一定的间隔时差,也利于段间 炸药能量的相互作用,提高掏槽效果。掏槽爆破完成后,工作面形成槽腔,为后期炮孔爆破 提供了新的凌空面,改善了后期爆破条件。

[0127] 掘进眼爆破利用主段毫秒延期雷管,尽量使掘进眼各段延期时间在150ms左右,W 避免爆破地震波的叠加增大现象。在掘进眼和周边眼之间的时差再增大些(为180ms~ 200ms),其目的在于掘进眼爆破完全,岩石抛出,为周边眼爆破提供良好的自由面,同时也 避免地震波的叠加。

[0128] 实际对爆破参数进行确定时,包括W下几个方面:炮眼直径:炮眼直径的大小直接 影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位炸药消耗量、爆落岩石的块度和轮廓的平整性;炮 眼直径的增加,意味着药卷直径的增大,有利于爆炸的提高,爆速增大;但是炮眼直径过大, 不仅钻速降低,而且因炮眼数目减少影响药量均匀分布,使石体破碎质量变差。在相同条件 下,小钻头钻速比大钻头局。本实施例中,钻头每减少1. Omm,单位钻速提局3%~4%。炮眼涂 度:眼深的大小,不仅影响着掘进工序的工作量和完成各工序的时间,而且影响爆破效果和 掘进速度。它是决定每班掘进循环次数的的主要因素。试验表明,眼深增大,炮眼利用率降 低。炮眼数目:炮眼数目与掘进断面、岩石性质、炮眼直径、炮眼深度和炸药性能等因素相 关。确定炮眼数目的基本原则是在保证爆破效果的前提下,尽可能减少炮眼数目。单位炸药 消耗量:炸药单耗取决于炸药性能、岩石性质、断面大小、炮眼直径、炮眼深度等因素,本实 施例中,采用经验公式和参考国家定额标准进行确定。

[0129] 实际施工时,步骤n中采用钻孔设备在当前掌子面5上钻取炮孔时,所述钻孔设备 为=臂液压凿岩台车或简易台车,也可W采用=臂液压凿岩台车进行钻孔注浆作业,钻孔 速度极快,而且钻孔定位、孔口管安装、钻杆装卸更加便利和快捷,施工人员作业环境安 全、舒适,可W大大减小工人的劳动强度。

[0130] 大型钻孔台车(即=臂液压凿岩台车)的优点:机械化程度高,劳动强度低,打眼速 度快,比较适于长隧、地质好、全断面开挖;缺点:用电量大,用水量大,占用空间大,进退不 方便,排水量大,桐内污染大。小型凿岩机优点:资源用量小,灵活方便,污染小,适用于差地 质的分部开挖;缺点:机械化程度低,劳动强度高。

[0131] 本实施例中,步骤n中进行钻孔时,所述钻孔设备选用气腿风钻机(即小型凿岩 机),并采用简易台车进行钻孔施工。

[0132] 如图4所示,所述简易台车包括沿隧道桐1的纵向延伸方向进行前后移动的口式支 架和安装在所述口式支架正上方的上部施工平台2-1,所述口式支架包括左侧竖向支架2-2-1、与左侧竖向支架2-2-1呈对称布设的右侧竖向支架2-2-2和支撑于左侧竖向支架2-2-1 与右侧竖向支架2-2-2之间的水平支撑架2-2-3,所述上部施工平台2-1安装在水平支撑架 2-2-3上。所述左侧竖向支架2-2-1的左侧由上至下安装有多个左侧施工平台2-3,所述右侧 竖向支架2-2-2的右侧由上至下安装有多个右侧施工平台2-4,多个所述左侧施工平台2-3 与多个所述右侧施工平台2-4呈左右对称布设,多个所述左侧施工平台2-3和多个所述右侧 施工平台2-4的宽度均由上至下逐渐增大。所述左侧竖向支架2-2-1和/或右侧竖向支架2-2-2上安装有供施工人员上下的爬梯2-5,所述左侧竖向支架2-2-1底部安装有多个左行走 轮2-6,所述右侧竖向支架2-2-2底部安装有多个右行走轮2-7,多个所述左行走轮2-6和多 个所述右行走轮2-7均沿所施工隧道的延伸方向由前至后进行布设。多个所述左侧施工平 台2-3中位于底部的左侧施工平台2-3为左侧底部平台,多个所述右侧施工平台2-4中位于 底部的右侧施工平台2-4为右侧底部平台,所述左侧底部平台、所述右侧底部平台和所述口 式支架的总宽度小于所施工隧道的宽度,所述口式支架的宽度为6m~8.5m,所述口式支架 与上部施工平台2-1的总高度为7m~8.5m。

[0133] 本实施例中,仅在右侧竖向支架2-2-2上安装爬梯2-5。

[0134] 本实施例中,所述左侧施工平台2-3和右侧施工平台2-4的数量均为S个。S个所 述左侧施工平台2-3由上至下分别为左侧上部平台、左侧中部平台和左侧底部平台,=个所 述右侧施工平台2-4由上至下分别为右侧上部平台、右侧中部平台和右侧底部平台,所述左 侧底部平台和所述右侧底部平台与已开挖形成隧道桐底部之间的距离为1.5m~2m,所述左 侧中部平台与所述左侧底部平台之间W及所述右侧中部平台与所述右侧底部平台之间的 距离均为1.6m~2.2m,所述左侧上部平台与所述左侧中部平台之间W及所述右侧上部平台 与所述右侧上部平台之间的间距均为1.7m~2.3m,所述左侧上部平台和所述右侧上部平台 与所述口式支架顶部的距离均为1.5m~2.1m。所述上部施工平台2-1的高度为0.8m~ 1 2m O

[0135] 实际加工时,可W根据具体需要,对所述左侧施工平台2-3和右侧施工平台4的数 量W及各左侧施工平台2-3和右侧施工平台2-4的布设高度进行相应调整。

[0136] 本实施例中,所述口式支架为由型钢杆件焊接而成的型钢支架。

[0137] 所述左侧底部平台和所述右侧底部平台的宽度均为2m~2.4m,所述左侧中部平台 与所述右侧中部平台的宽度均为1.6m~2m,所述左侧上部平台与所述右侧上部平台的宽度 均为1. Im~1.5m,所述上部施工平台2-1的宽度为3.5m~4.5m。

[0138] 本实施例中,所述左侧竖向支架2-2-1和右侧竖向支架2-2-2的中上部之间设置有 多道横向连接杆2-8,多道所述横向连接杆2-8由前至后进行布设,且多道所述横向连接杆 2- 8布设在同一水平面上。

[0139] 实际加工时,所述横向连接杆2-8为工字钢。

[0140] 本实施例中,所述左侧施工平台2-3包括焊接固定在左侧竖向支架2-2-1上上的水 平钢板一和对所述水平钢板一进行支撑的斜向加劲肋一 2-3-1,多个所述斜向加劲肋一 2- 3- 1由前至后进行布设,且斜向加劲肋一 2-3-1焊接固定在左侧竖向支架2-2-1与所述水平 钢板一之间。所述右侧施工平台4包括焊接固定在右侧竖向支架2-2-2上的水平钢板二和对 所述水平钢板二进行支撑的斜向加劲肋二2-3-2,多个所述斜向加劲肋二2-3-2由前至后进 行布设,且斜向加劲肋二2-3-2焊接固定在右侧竖向支架2-2-2与所述水平钢板二之间。

[0141] 所述横向连接杆2-8左侧与左侧竖向支架2-2-1之间设置有斜向支撑杆一 2-9-1, 所述横向连接杆2-8右侧与右侧竖向支架2-2-2之间设置有斜向支撑杆二2-9-2,所述斜向 支撑杆一 2-9-1和斜向支撑杆二2-9-2均位于横向连接杆2-2-8下方。

[0142] 本实施例中,所述口式支架的宽度为8m,所述口式支架与上部施工平台2-1的总高 度为8m,所述左侧底部平台和所述右侧底部平台与已开挖形成隧道桐底部之间的距离为 1.8m,所述左侧中部平台与所述左侧底部平台之间W及所述右侧中部平台与所述右侧底部 平台之间的距离均为1.8m,所述左侧上部平台与所述左侧中部平台之间W及所述右侧上部 平台与所述右侧上部平台之间的间距均为1.9m,所述左侧上部平台和所述右侧上部平台与 所述口式支架顶部的距离均为1.7m。所述上部施工平台2-1的高度为Im。所述左侧底部平台 和所述右侧底部平台的宽度均为2.2m,所述左侧中部平台与所述右侧中部平台的宽度均为 1.8m,所述左侧上部平台与所述右侧上部平台的宽度均为1.3m,所述上部施工平台2-1的宽 度为4m。实际加工时,可W根据具体需要,对所述口式支架、上部施工平台2-1W及各左侧施 工平台2-3和各右侧施工平台2-4的尺寸W及各左侧施工平台2-3和各右侧施工平台2-4的 布设高度进行相应调整。

[0143] 采用所述气腿风钻机(即凿岩机)进行钻取炮孔时,应调节控制手柄阀,使钻机轻 冲击运转,调整气腿调压阀,使气腿推力处于弱推力状态。当形成孔窝后,逐渐使钻机处于 中运转状态,然后再逐渐增大气腿的轴推力,当炮孔凿入IOcm左右,可使钻机处于全运转和 注水及吸洗的工作状态,气腿的轴推力调整到最优推力。

[0144] 实际进行钻进过程中,当出现卡针时,应采取轻冲击,强冲洗,使凿岩针具在孔内 前后反复拉动,并使凿岩机左右晃动。同时,凿岩机上述状态下,运转一段时间后,改用停止 冲击,强力吹洗孔内岩粉,交替轮换上述两种工作状态,持续一段时间即可排除故障。

[0145] 正常凿岩过程中,突然出现凿岩过快或过慢时:如果全运转,保持最优轴推力,进 行正常钻凿炮孔,突然出现凿速过快,运时首先应断定是否针头打至上一个分段浮空区:如 果是,退出针具,不可继续凿岩;如果不是运种情况,则是岩性发生变化,遇到软岩或破碎 岩,运时使凿岩机处于中运转或轻运转状态,加强孔内吹洗,降低轴推力。如果凿岩过程中, 凿岩速度明显降低,或者没有进度,运种情况极有可能是针头损坏,或者是针杆折断,应及 时更换针具。如果凿岩速度降低,但还有进度,运种情况可能是针头磨纯,应及时修磨;或者 是有可能岩性变化,岩石变得更坚硬,运时应采取中运转,加大轴推力,并根据凿岩机的实 时性表现,在凿岩工作制度上进行调整。

[0146] 针对不同岩性的围岩,应根据排粉情况分别调整冲击功、转针速度和轴推力,力求 获得较高的凿岩速度。如钻凿中硬围岩,冲击功要小些,轴推力要大。在遇有裂隙、节理和溶 桐卡针时要减少冲击功,加大转针速度,甚至可W停止冲击,完全依靠回转和强吹。管中风 压应防止"跑漏"确保风压0.5MPa,水压不低于0.4MPa。凿岩系统应保持润滑良好,润滑油应 选30号或20号机油,一般使用注油器,每班应定次定量添注。

[0147] 本实施例中,单头综合成桐平均必须达到150m/月W上。

[0148] 本实施例中,步骤IV中进行出確时,采用无轨运输方式。

[0149] 本实施例中,所施工隧道的平均断面面积为126.32m2,采用钻爆法施工,平均单循 环进尺3.5m,方量约为443立方米。如何有效的提高出確运输速度,缩短隧道掘进单循环工 作时间,直接关系到整个隧道能否快速贯通。无轨运输是指直接采用自卸汽车等车辆来运 確的出確方式,其特点是:无需铺设轨道供其行驶,可直接在已施工的路段行驶;运输目的 地相对灵活,不受轨道的限制;会排放尾气,对隧道内的空气会造成污染;随着出確运输距 离的增大应增加运输车辆,从而增加驾驶人员的数量。

[0150] 实际施工时,步骤IV中出確时间不超过3小时,所述运確车为自卸车,且出確之前, 根据需运送確石总量、出確时间W及所采用自卸车的装载量、运输速度和运输距离,对所 采用自卸车的数量进行确定。

[0151] 本实施例中,在隧道进、出口分别配备一台大功率装载机装確与一台斗容量1.5m3 的日本小松PC360-7挖掘机化確(另各配备一台装载机备用),具体施工中,主要由装载机收 確、装確及移动钻孔台车,挖掘机清理装载机不易装运的废確W及进行掌子面危石的排除。 一般情况下2.5个小时左右能出完废確,进行下一个循环掌子面掘进。

[0152] 运渣时,选用=一重工自卸汽车和重庆红岩自卸汽车进行运確,具体数量根据出 確距离W及装確设备的性能而定,具体配置计算如下:按最大每循环进尺3.6米计算,隧道 平均断面积126.32m 2,每循环需出確方量为455m3,废確松散系数1.3,松方为455 X 1.3= 592m3。^一重工自卸汽车每车装確容量17.8m3,红岩自卸汽车每车装確容量13.5m 3(实测松 方),据此,=一重工自卸汽车每循环共需出確592/17.8=34车,红岩自卸汽车每循环共需出 確592/13.5=44车。汽车桐内运行速度25〇111/111111,桐外运行速度42〇111/111111。桐外运行距离 800m,每出一车確所需时间根据桐内运行距离的增加而增加。其中,每出一车確所需时间关 系表与每循环进尺所需运確车辆关系表,详见表1和表2:

[0153]表1每出一车確所需时间关系表

Figure CN103470267BD00181

[01W]表2每循环进尺所需运確车辆关系表

Figure CN103470267BD00182

[0157] 按每循环给定出確时间2.5个小时计算,本着"宁让车等装载机,不让装载机等 车"的原则,按照车辆桐内运行距离的不同,桐内出確所需车辆数量也不同。

[0158] 本实施例中,单日进尺必须在7m左右,按每循环进尺3.5m计算,每天必须完成最少 两个掘进循环。自掌子面起爆开始,依次包括通风、洒水、排烟、收確、装运確、化確、排险、移 钻孔用简易台架、测量放样W及钻孔准备工作等多个工序,每一个工序应紧密衔接,环环相 扣,紧抓各工序工作时间。只有抓好了每个工序的工作时间,才能保证整个工作循环(即循 环进尺)的工作时间。

[0159] 本实施例中,步骤n中装药完成后起爆之前,提前2min~20min启动轴流式通风机 2使得所述拉链式软风管4鼓起来,其中当前掌子面5距离轴流式通风机2的距离越远,提前 启动轴流式通风机2的时间越早。运样,便于起爆后高速高压风能迅速送入掌子面,节省时 间。掌子面起爆后立即送入高速风,其至掌子面的时间随着掘进距离的增加而增加。当距桐 口的掘进距离在IkmW内时,需2分钟;2km左右时,需4分钟;3km左右时,需8分钟;4km左右 时,约需15分钟。

[0160] 本实施例中,步骤n中爆破完成后,还需人工洒水对爆炸产生的废確进行降尘处 理。

[0161] 实际施工过程中,为了有效减小掌子面爆破所产生的炮烟及粉尘,每次起爆后应 及时对爆破废確进行洒水降尘处理。洒水采用人工洒水,利用掌子面掘进钻孔所需高压水 对爆破产生的废確进行洒水,其最终目的是为了降低装载机在装確时废確所产生的粉尘, 减少粉尘对施工人员的健康伤害。每次爆破后3分钟,待专职安全员检查确保无安全隐患后 即可进行洒水处理,其洒水操作人员应本着"一查、二看、=洒水"的原则,在确保安全的情 况下方可进行操作。从开始洒水至结束,一般情况下需10~15分钟时间。

[0162] 本实施例中,步骤虹中进行通风过程中,待爆破后所产生炮烟排至距当前掌子面5 的距离为300m左右时,进入步骤IV进行出確;步骤二中爆破完成后,装载机和运確车同时行 至距当前掌子面5的距离为250m左右的位置处等待出確,待爆破后所产生炮烟排至距当前 掌子面5的距离为300m左右时,装载机与运確车进入爆破位置,并通过装载机对运確车进行 装確。从掌子面起爆至炮烟排至离掌子面约300m左右需时约15分钟。

[0163] 实际进行收確时,装载机在掌子面响炮后应提前行至距离掌子面约250m的位置等 候排烟,条件具备后立即进入工作面工作。在此期间装载机应完成对受爆破冲击波冲击而 产生的个别飞散物,主要为小粒径石块及个别滚落至距离掌子面较远的大石块。此段时间 不应超过10分钟。

[0164] 同样,出確运输车辆应提前行驶至距离掌子面较近且安全的位置等候,当装载机 进内进行收確时,车辆应停放到合适位置等候装確。装载机收確完成后,可立即进行装运 废確工作。在装確时,装载机应注意在每车料斗底部先装一部分细確,其上再放块度较大的 石確,避免由于石块过大砸坏车辆。平均装每一车確约需时3.5分钟。每次装载机装上一车 確时,下一台车应先提前停至前方等候,W避免装载机停机待车的情况发生。

[0165] 实际进行运確时,运输车辆在行驶的过程中应注意行车速度,桐内行驶速度严格 控制在ISkmAW内,严禁超速行驶。装载机在装確时应注意不能将其装得太满,W免造成石 块跌落伤人。当上坡时应减低速度,防止確料后滑落地。装確时装载机应尽量将粗粒径石块 和细粒径石块分车装运,便于路基填筑。粗粒径石块弃于弃確场,较细的石块用于填筑路 基,视情况由路基施工现场负责人确定。整个出確过程一般约需3个小时。

[0166] 化確工作主要指挖掘机对掌子面和周围岩壁爆破后没有被爆破冲击波震落的浮 石进行清理W及帮助装载机装运不易伊装的確料。一般情况下是在出確基本完成后进行。 在此过程中,装载机和挖掘机同时工作,要相互协作。此过程直至出確完成。

[0167] 本实施例中,步骤IV中出確过程中,待需运送確石的剩余量为3~4辆运確车的装 载量时,采用挖掘机开始进行排险作业,将岩面所残留的危石与浮石进行排除,排险过程所 需时间为IOmin~20min。实际进行排险时,挖掘机应在专职安全员的指挥下对岩面所残留 的危石、浮石进行排除,保证施工人员的安全。排险过程中挖掘机可用伊斗挖、撞危石,使其 跌落。应注意挖掘机在排险作业时机位应和危石的垂直下方保持相应的距离,亦即挖掘机 斗臂和水平面应保持一定角度,一般在30~45°为宜,W保证危石不至于砸坏挖掘机自身。 排险工作必须彻底,任何不利于安全的因素必须彻底清除,W防止不必要的安全事故发生。 排险过程约需10~20分钟。

[0168] 出確和排险工作完成后,装载机应将钻孔用的所述简易台架移至掌子面,便于下 一步测量放样及钻孔工作。装载机用伊斗将所述简易台架轻微抬起推至掌子面。此工作约 需20分钟完成。

[0169] 步骤I进行钻孔前准备工作时,测量人员根据各类技术参数画出开挖轮廓线及断 面的超欠挖检测。采用托普康全站仪配合激光导向仪进行测量放样。钻孔台架移至掌子面 及排险工作完成后即可进行。此过程约需30分钟完成。

[0170] 另外,钻孔前准备工作包括接高压风管和高压水管、连接电缆线、人工排险、挖临 时排水沟等相关工作。此工作可与测量放样同时进行,W保证作业循环时间。其中,人工排 险工作必须在专职安全员的指导下严格进行,对存在安全隐患的因素绝不放过。当围岩情 况较差时,必须采取相关的初期支护措施,如进行钢拱架支护、格栅拱架支护和喷射混凝 ±,待确保周边围岩充分稳定后方可进行下一个掘进循环的工作。一般情况下钻孔前准备 工作可在30分钟左右完成。此工作完成后,即可进行下一个工作循环。

[0171] 实际施工时,上述通风、洒水、排烟、收確、装运確、化確、排险、移钻孔用简易台架、 测量放样W及钻孔准备工作等多个工序是掌子面掘进中一个工作循环从起爆至下一个循 环开钻的作业流程,整个作业流程约需时6个小时,按一天24小时工作时间计算,本工作循 环还剩余6个小时,此时间能保证初期支护及掘进钻孔时间。因此,出確作业时间一般情况 下不宜超出4个小时。

[0172] 综上,出確作为隧道施工的重要一环,合理配置所需要的机械设备,调动各操作人 员的积极性,及时调配好各种机械的运用,控制相关作业工序的施工时间,使各种机械能够 发挥最佳的工作效率,是快速出確的关键。

[0173] 本实施例中,步骤102中对围岩稳固段进行初期支护时,所采用的初期支护方法为 错网喷联合支护方法;对围岩软弱段进行初期支护时,所采用的初期支护方法为钢拱架与 错网喷联合支护方法相结合的支护方法。

[0174] 本实施例中,所施工的花培岭隧道是按新奥法原理设计、施工。本隧道为单桐双线 隧道,最大开挖宽度达14.38m,在桐口浅埋地段采用超前大管棚节长9m的O 108 X 6mm热扎 无缝钢管,环向间距40cm,纵向采用丝扣连接设置于初期支护拱部,管屯、与衬搁设计外轮廓 线间距大于28cm,平行路面中线布置,同时还采用了砂浆错杆和钢筋网片稳定边仰坡的办 法。由于初期支护为主要承重结构,对于n~虹级围岩,由径向错杆,钢筋网及喷射混凝± 组成,对于IV、V级地段则由工字钢拱架(或钢格栅)径向错杆,钢筋网及喷射混凝±(或钢 纤维喷射混凝±)组成。

[0175] 步骤102中进行初期支护时,采用如图4所示的简易台车进行施工,其结构简单、设 计合理、加工制作及使用操作简便且移动便捷、使用效果好,便于施工人员简单、快捷完成 初期支护施工,并且保证了隧道开挖后的施工安全,桐内空气指数较好。考虑到每个工作循 环中各个工序的连续性,实际进行初期支护时,错杆施工采用人工用YT-28气腿式凿岩机成 孔,单口配备4台手提式凿岩机,1台FBY型注浆机。如图4所示的简易台车能做到一根钻杆能 钻到设计深度,减少在换钻杆时耽误时间,每个简易台车配四台手持式凿岩机钻孔。

[0176] 花培岭隧道需穿过两个大權皱带,8个断层带和5组节理。隧道长、埋深大、地应力 影响较大,根据围岩情况的不同,采用两种不同类型的错杆。其中,普通砂浆错杆应用于虹、 IV和V级围岩,错杆采用®22mm螺纹钢筋按设计要求加工,错固方式为普通砂浆全长错固; 在纵环向按间距IOOcm(纵)X 120cm(环)布置和挂单层钢筋网。O25中空注浆错杆应用于全 隧道桐身,n级围岩局部打设。中空注浆错杆由中空全螺纹杆体,错头、止浆塞、垫板、螺母、 排气管等组成,每一部件为了最大限度保证注浆充填饱满、密实,砂浆可在一定的压力下渗 透进围岩裂隙,使围岩联成一个整体,可改良围岩结构,且可W方便地安装垫板、螺母。

[0177] 本实施例中,所施工隧道处于浅埋段地层,岩性主要有第四系全新统(Q46W1)粉质 粘±、燕山期花岗斑岩(ys2)、寒武系水口群(E)等;隧道桐身范围内燕山期花岗岩两次和寒 武系地层侵入接触,受侵入作用影响,接触带岩体破碎,风化作用强烈,其对隧道有非常大 的影响。隧址区内的地下水按其赋存的介质可分为如下几种:一是松散堆积层中的孔隙水, 主要赋存于沟谷地段的第四系残破积层中,主要受大气降水补给,水位及水量随季节变化 较大;二是基岩裂隙水,区内基岩主要为寒武系砂岩、粉砂岩及燕山期花岗岩,地下水主要 赋存于全-弱风化基岩中。

[0178] 初期施工过程中,喷射混凝±作为隧道的主要支护手段,在地质复杂地段,特别是 在围岩破碎和渗水、涌水地段,喷射混凝±施工的快慢是决定隧道进度的关键因素,要施工 能快速有序的进行,必须从各个环节进行严格的把关。

[0179] 本实施例中,步骤102中进行初期支护时,所喷射的混凝±为〔25混凝±。初期支护 施工过程中,当发现已开挖形成的隧道桐1内存在渗水区域且涌水量较小时,所喷射的C25 混凝±由W下重量份的原料混合而成:水泥450~460,砂子940~960,碎石770~780,速凝 剂18~18.5,水200~210。

[0180] 湿喷作业时,保证风压稳定,压力大小适当调整,水灰比的控制根据现场情况适当 调整,喷射的混凝±易粘着,回弹小,表面湿润,说明水量适合。喷射的顺序是先墙后拱,自 下而上,在岩面凹凸不平时先喷凹处找平,然后往上喷射,喷嘴一般岩面成一定角度,喷射 时喷嘴料束应呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇行进行。转动半径在15cm左右,每次 蛇行长度3~4m。喷射纵向第二行时,依顺序从第一行的起点开始,行与行间须搭接2~3cm。 料束旋转速度保持均匀。

[0181] 当隧道桐1内岩体裂隙出现涌水且涌水量较大时,先采用排水槽覆盖岩体裂隙上 的涌水处,并将所述排水槽引至隧道桐1底部所设置的纵向排水管(具体为布设在隧道桐1 底部左右两侧的左侧纵向排水管4-4或右侧纵向排水管4-5),再用紧固连接件对所述排水 槽进行固定,之后在所述排水槽的外表面和边缘均涂抹2cm左右厚的水泥砂浆,随后再喷射 C25混凝±覆盖。

[0182] 当隧道桐1内出现局部大面积涌水时,先采用帷幕注浆堵水方法进行堵水;帷幕注 浆堵水时,所采用的浆液为由水泥浆和水玻璃组成双液浆。实际进行注浆时,采用®42mm的 注浆管一先外后里一次性注浆,此处所用的注浆管一为钢花管,所述钢花管采用外径42mm、 壁厚3.5mm热扎无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上加筋髓,管壁布设IOmm压浆孔,尾部 0.6m不设压浆孔。所采用双液浆中水泥浆和水玻璃体积比为1:0.5,水泥浆水灰比的水灰 比为1:1,水玻璃稠度为35波美度且其模数为2.4,注浆压力0.5~2. OMPa。

[0183] 在渗水集中地点,周边各扩宽1.5m为注浆堵水范围,钢花管间距1. OmX 1. Om。垂直 岩面打入并且按照梅花型布设,先期施作外圈钢花管注浆,然后逐步向内收缩压浆,直至水 集中在泄水圈小范围内。再通过引的办法插入排水管,引1¾排水沟,最后覆盖喷射混凝±。

[0184] 结合图7、图8,本实施例中,步骤一至步骤=中进行隧道施工过程中,由前至后同 步对开挖完成的隧道桐1进行二次衬搁施工时,当发现已开挖形成的隧道桐1内存在渗水区 域时,采用注浆堵水方法进行堵水。实际进行注浆堵水时,所用的注浆材料为由水泥浆和水 玻璃组成的双液浆。注浆堵水之前,先在渗水区域钻取多个钻孔,并相应在各钻孔内均插入 一根注浆管3-1,所述注浆管3-1的后端与所述钻孔的孔壁之间通过水泥砂浆进行封堵,具 体是通过粘稠的水泥砂浆进行封堵。封堵完成后,观测各注浆管3-1内是否有水流出,并将 有水流出的注浆管3-1后端与注浆管道3-9连接。多个所述钻孔呈梅花形布设且相邻两个所 述钻孔之间的间距为0.8m~1.2m,多个所述钻孔的孔深均相同,所述注浆管3-1的长度比所 述钻孔的孔涂大IOcm左右。

[0185] 本实施例中,注浆管3-1封堵完成后,对有水流出的钻孔在尾端安装注浆管3-1,封 堵8小时W后进行注浆。

[0186] 实际进行注浆堵水时,所采用的注浆系统包括由外至内插入至预先施工完成的钻 孔内的注浆管3-1、对水泥浆与水玻璃进行均匀混合并获得双液浆的物料混合装置、将水泥 浆池3-2内所存储的水泥浆连续累送至所述物料混合装置的液压累一 3-3-1、将水玻璃池3-4内所存储的水玻璃连续累送至所述物料混合装置的液压累二3-3-2、安装在所述钻孔孔口 的注浆孔口管3-5和安装在注浆孔口管3-5内的注浆喷嘴3-6,所述水泥浆池3-2与所述物料 混合装置之间通过液压管道一 3-7进行连接,所述水玻璃池4与所述物料混合装置之间通过 液压管道二3-8进行连接,所述液压累一 3-3-1安装在液压管道一 3-7上,所述液压累二3-3-2安装在液压管道二3-8上。所述物料混合装置与注浆喷嘴3-6之间通过注浆管道3-9进行连 接,所述注浆管道3-9上安装有注浆控制阀3-10,所述液压管道一 3-7和液压管道二3-8上均 安装有通断控制阀3-11。所述注浆管3-1与注浆孔口管3-5相接,所述注浆喷嘴3-6伸入至注 浆管3-1内,所述注浆管3-1的前端为圆锥形且其前部和中部组成注浆段,所述注浆段上开 有多个注浆孔3-12,所述注浆管3-1后端与所述钻孔的孔壁之间通过水泥砂浆进行封堵。所 述注浆管3-1为热社无缝钢管,所述热社无缝钢管的管径为®40mm~®52mm且其长度为 2.5m~3.5m,所述注浆孔3-12的孔径为O 7mm~O 10mm,所述注浆段的长度L为2m~2.8m,所 述钻孔的孔深与所述热社无缝钢管的长度相同。所述液压管道一3-7、液压管道二3-8和注 浆管道3-9上安装有压力表3-15。

[0187] 本实施例中,所述物料混合装置为Y型混合机3-13。

[0188] 实际施工时,所述物料混合装置也可W采用其它类型的混合机。

[0189] 本实施例中,所述注浆管3-1由多个管节从前至后拼装而成,相邻两个所述管节之 间W螺纹方式进行连接。

[0190] 本实施例中,所述热社无缝钢管的管径为®48mm且其长度为3m,多个所述注浆孔 3-12的孔径均为8mm,所述注浆段的长度L为2.3m。

[0191] 实际加工时,可W根据具体需要,对所述热社无缝钢管的管径和长度、注浆孔3-12 的孔径和所述注浆段的长度L进行相应调整。

[0192] 本实施例中,所述通断控制阀3-11为闽阀。所述注浆控制阀3-10为旋塞阀。实际使 用时,所述通断控制阀3-11和注浆控制阀3-10也可W采用其它类型的阀口。

[0193] 本实施例中,多个所述注浆孔3-12呈梅花形布设,相邻两个所述注浆孔3-12之间 的间距为0.2m。所述注浆管3-1后端设置有加筋髓3-14。

[0194]实际进行注浆堵水时,布孔注浆范围在透水、涌水周边应加宽Im~1.5m。若注浆过 程中由于裂隙原因造成透水范围扩大,注浆范围也要相应扩大;而且注浆前必须先在透水 中屯、打泄水孔,然后再从周边往中屯、逐步注浆,最后再封孔。钻孔及注浆原则为先外后内、 先疏后密、外密内疏、反复钻注、开孔诱导。注浆堵水所采用双液浆中水泥浆和水玻璃体积 比为1: 0.35~1: 0.6,水泥浆水灰比的水灰比为1:1,水玻璃稠度为35波美度且其模数为 2.4,注浆压力0.5~2. OMPa。注浆扩散半径根据注浆试验结果取R=65cm。所述钻孔的间、排 距按1.0X1.Om,呈梅花形布置,所述钻孔的孔径〇52mm,孔深3m,采用风钻垂直于岩面打设 布孔。每孔注浆量Q=地 2LnK且其单位为m3, R为注浆扩散半径且R=O. 65m,L为钻孔深且其为 3m,n为岩石孔隙率且其取0.15,K为充满系数且其取0.8。

[01M] 注浆堵水时,注浆终孔的确定:初始注浆压力控制在0.2MPa~0.3MPa,注浆终压为 IM化~1.5M化。当浆液从附近缝隙中溢出时终止,确保浆液不流失。若水未能堵住,可适当 加密注浆孔再次注浆。若浆液被水冲走不能固结止水时,一是在注浆过程中将漏水的孔暂 时堵塞;二是加大水玻璃浆量和注浆浓度。

[0196] 二次衬搁施工时,喷射混凝±时,由于所喷射普通混凝±的密实度较差,强度低, 在围岩变形过程中易产生裂缝,抗渗性较差,因而对围岩表面有少量渗水的部位,在喷射混 凝±中添加抗渗剂,W提高喷射混凝±的抗渗能力。具体做法是:在喷射混凝±过程中,在 喷射混凝±中渗入BR-2型防水剂,渗量为水泥质量的3~4%。在渗水量较大的部位,先找准 出水点,钻IOcm~20cm深集水孔,孔内插入导水管排水,然后在该渗水区域,围绕导水管, 由远到近喷射混凝±,最终将水集中于导水管。待喷射混凝±达到其强度的70%左右时,用 BR - 1型防水剂堵水。在喷射混凝±时采取上述措施,施工简单,费用较省,对减少地下水的 流失和预防隧道渗漏起到了较好的效果。

[0197] 本实施例中,二次衬搁施工过程中,还需在已开挖完成的隧道桐1内布设桐内排水 系统。如图5、图6所示,所述桐内排水系统包括布设在所施工隧道桐1底部路基4-6内的中央 排水管4-2、多个布设在隧道桐1内的环向排水盲管4-3W及分别布设在隧道桐1底部左右两 侦化勺左侧纵向排水管4-4和右侧纵向排水管4-5,所述左侧纵向排水管4-4和右侧纵向排水 管4-5的布设高度相同,所述中央排水管4-2的布设高度低于左侧纵向排水管4-4和右侧纵 向排水管4-5的布设高度,所隧道桐1的开挖断面大于100m 2。所述中央排水管4-2沿隧道桐1 的纵向中屯、线进行布设,所述左侧纵向排水管4-4和右侧纵向排水管4-5均沿隧道桐1的纵 向延伸方向进行布设,多个所述环向排水盲管4-3沿隧道桐1的纵向延伸方向由前至后进行 布设。所述中央排水管4-2位于路基4-6底部且其为钢筋混凝±管,所述钢筋混凝±管的内 径为55cm~65cm且其壁厚为5cm~8cm,所述钢筋混凝±管上部开有多个排水孔。所述左侧 纵向排水管4-4和右侧纵向排水管4-5均为双壁打孔波纹管且二者的尺寸相同,所述双壁打 孔波纹管的管径为O IOcm~O 12畑1。所述左侧纵向排水管4-4和右侧纵向排水管4-5均由多 个管节由前至后拼装而成,所述左侧纵向排水管4-4与中央排水管4-2之间接有多道左侧横 向引水管4-7,所述右侧纵向排水管4-5与中央排水管4-2之间接有多道右侧横向引水管4-8,多道所述横向引水管4-7和多道所述右侧横向引水管4-8均沿隧道桐1的纵向延伸方向由 前至后进行布设,前后相邻两道所述横向引水管4-7之间W及前后相邻两道所述右侧横向 引水管4-8之间的间距均为5m~10m,所述横向引水管4-7和右侧横向引水管4-8均为由外至 内逐渐向下倾斜的倾斜向管道,所述横向引水管4-7和右侧横向引水管4-8的尺寸相同且二 者均为PVC管。前后相邻两道所述环向排水盲管4-3之间的间距为7m~9m,所述环向排水盲 管4-3为单壁打孔波纹管且其管径为O 45mm~O 55mm。所述路基4-6的上表面由左至右逐渐 向下倾斜,所述路基6的右侧上部设置有路面排水沟4-9,所述路面排水沟4-9沿隧道桐1的 纵向延伸方向进行布设。

[0198] 实际施工时,也可W在隧道桐1的仰拱填充内布设中央排水管4-2。

[0199] 本实施例中,所述隧道桐1的开挖断面为120m2~130m2。

[0200] 本实施例中,本发明还包括布设在隧道桐1内壁上的动态引排水结构,所述动态引 排水结构包括喷射在隧道桐1内壁上的混凝上层一 4-12、沿所述混凝±层一 4-12上的渗水 裂缝4-10布设在所述混凝±层一 4-12上的动态引排水管道一、喷射在所述混凝±层一 4-12 上的混凝±层二、沿所述混凝±层二上的渗水裂缝4-10布设在所述混凝±层二上的动态 引排水管道二和喷射在所述混凝±层二上的混凝±层^,所述混凝±层一 4-12、所述混凝 ±层二和所述混凝±层=的层厚均不小于5cm,所述动态引排水管道一布设于所述混凝± 层二内,所述动态引排水管道二布设于所述混凝±层=内。所述动态引排水管道一和所述 动态引排水管道二均为Q型弹黃排水管4-11。其中,布设在所述混凝±层一4-12和所述混 凝±层二上的Q型弹黃排水管4-11均呈树枝状。

[0201] 本实施例中,所述钢筋混凝±管的内径为50cm且其壁厚为6cm,所述双壁打孔波纹 管的管径为O Ilcm,所述单壁打孔波纹管的管径为®50mm,前后相邻两道所述环向排水盲 管4-3之间的间距为8m。

[0202] 实际施工时,可W根据具体需要,对所述钢筋混凝±管的内径和壁厚为6cm、所述 双壁打孔波纹管的管径、所述单壁打孔波纹管的管径为®50mmW及前后相邻两道所述环向 排水盲管4-3之间的间距大小进行相应调整。

[0203] 本实施例中,多个所述排水孔呈梅花形布设。

[0204] 所述排水孔的孔径为15mm~25mm,相邻两个所述排水孔之间的间距为35cm~ 45cm。本实施例中,所述排水孔的孔径为20mm,相邻两个所述排水孔之间的间距为40cm。实 际加工时,可W根据具体需要,对所述排水孔的孔径和相邻两个所述排水孔之间的间距进 行相应调整。

[0205] 本实施例中,所述左侧纵向排水管4-4与左侧横向引水管4-7之间W及右侧纵向排 水管4-5与右侧横向引水管4-8之间均通过S通管进行连接。

[0206] 另外,二次衬搁施工过程中,进行防水板铺设时,采用分区防水方法,具体是防窜 流肋条法。分区防水可较好地预防渗水在防水板与衬搁混凝±之间的纵向窜流,减少隧道 的渗漏水机会。目前,铁路隧道的防水分区是W衬搁段为单位进行的。如果在一个分区内渗 水已经穿过防水板,按照目前的设计,运部分渗水无下排的通道,渗水便一直在防水板与衬 搁之间积聚并可能将其压力升高。长期在高压水的作用下,该衬搁段可能会发生渗漏。因 此,有必要在防水分区内,即一个衬搁段内,至少设置一根向下的排水管。运样,只要该分区 内的水压达到一定程度,排水管势必导通,从而减少渗水压力并进而防止隧道渗漏。

[0207] 目前,分区隔水肋条安装均在已铺设的防水板上进行。由于隧道内的施工条件较 差,不论是用热合法还是冷粘法,施工效果都不甚理想。理论上希望的防水板与隔水肋条之 间的密不透水在工程上往往难W做到。本实施例中,隔水肋条采用工厂化安装。

[0208] W上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明 技术实质对W上实施例所作的任何简单修改、变更W及等效结构变化,均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。

Claims (8)

1. 一种长大隧道快速施工工艺,所施工隧道为洞身处于岩层中的山岭隧道,所施工隧 道的长度大于5km且其开挖断面大于100m2;所施工隧道由前至后分为多个施工段,所述施 工段为围岩稳固段或围岩软弱段,所述围岩稳固段的围岩级别为m级以上,所述围岩软弱 段的围岩级别为V级或IV级,其中所有围岩稳固段的总长度占所施工隧道总长度的80%以 上,其特征在于:所施工隧道的进出口同时开工且分别从进出口进行相向施工; 实际施工时,由进口至出口方向的隧道施工方法与由出口至进口的隧道施工方法相同 且均由后至前对各施工段分别进行施工,施工过程如下: 步骤一、初始施工段开挖施工,过程如下: 步骤101、超前地质预报并确定当前施工段的开挖施工方法:开挖之前,通过超前地质 预报系统对当前施工段的围岩级别进行判定:当判定出当前施工段的围岩级别为m级以上 时,采用全断面开挖法进行开挖施工;当判定出当前施工段的围岩级别为IV级时,采用台阶 法进行开挖施工;当判定出当前施工段的围岩级别为V级时,采用三台阶七步开挖法进行 开挖施工; 步骤102、当前施工段开挖施工及初期支护;按照步骤101中所确定的开挖施工方法,对 当前施工段进行开挖施工,且开挖过程中同步对开挖完成的隧道洞(1)进行初期支护; 步骤二、下一个施工段开挖施工:按照步骤101和步骤102中所述的方法,对下一个施工 段进行开挖施工; 步骤三、多次重复步骤二,直至所施工隧道贯通; 步骤一至步骤三中进行隧道施工过程中,及时对发现的渗水区域进行引排水处理,并 由前至后同步对开挖完成的隧道洞(1)进行二次衬砌施工;二次衬砌施工过程中,在步骤一 至步骤三中施工完成的初期支护结构与二次衬砌结构之间铺装一层防水层; 步骤一至步骤三中进行隧道施工过程中,采用混合式通风系统进行通风,所述混合式 通风系统包括隧道开挖之前布设于隧道洞口处的轴流式通风机(2)和隧道开挖施工过程中 由后至前布设于开挖完成的隧道洞(1)内的多个射流风机(3),多个所述射流风机(3)沿所 施工隧道的延伸方向由后至前进行布设;多个所述射流风机(3)中位于最后侧的射流风机 (3)为后侧风机,所述后侧风机与所述隧道洞口之间的距离为dl,前后相邻两个所述射流风 机(3)之间的距离均为d2,其中dl = 800m~900m,d2 = 750m~850m;所述隧道洞口为所施工 隧道的进口或出口; 步骤一至步骤三中进行隧道施工过程中,当掌子面(5)距离所述隧道洞口的距离小于 dl时,采用轴流式通风机(2)进行压入式通风;待掌子面(5)距离所述隧道洞口的距离大于 dl后,采用轴流式通风机(2)进行压入式通风的同时,还需每隔d2布置一个持续向隧道洞 (1)外侧吹风的射流风机(3); 步骤102中采用全断面开挖法对所述围岩稳固段进行开挖施工时,采用光面爆破法进 行掘进施工,且每天完成两个循环进尺的掘进施工过程,每个循环进尺为2.5m~3.5m;实际 施工时,每一循环进尺的施工过程如下: 步骤I、钻孔前准备工作:将钻孔设备向前移至当前掌子面(5),并对开挖轮廓线进行测 量放线; 步骤Π 、钻爆:先采用钻孔设备在当前掌子面(5)上钻取炮孔,再在已钻取炮孔内装药, 装药完成后起爆进彳丁爆破; 步骤m、通风:爆破完成后,采用所述混合式通风系统进行通风; 步骤IV、出碴:采用多辆运碴车将步骤π中爆破后产生的碴石运送至隧道洞(1)外; 步骤v:初期支护; 步骤IV中进行出碴时,采用无轨运输方式;步骤IV中出碴时间不超过3小时,所述运碴 车为自卸车,且出碴之前,根据需运送碴石总量、出碴时间以及所采用自卸车的装载量、运 输速度和运输距离,对所采用自卸车的数量进行确定;步骤IV中出碴完成后,返回步骤I,进 行下一个循环进尺的钻孔前准备工作;其中,步骤Π 中起爆时至下一个循环进尺的钻孔前 准备工作完成后的时间不超过6小时; 步骤IV中出碴完成后且步骤π中进行下一个循环进尺的钻爆之前,还需对上一个循环 进尺所开挖的隧道洞(1)进行初期支护; 所述隧道洞(1)内布设有与轴流式通风机(2)的送风口相接的风管,所述风管沿所施工 隧道的延伸方向由后至前进行布设,所述风管为拉链式软风管(4);步骤Π 中装药完成后起 爆之前,提前2min~20min启动轴流式通风机(2)使得所述拉链式软风管(4)鼓起来,其中当 前掌子面(5)距离轴流式通风机(2)的距离越远,提前启动轴流式通风机(2)的时间越早。
2. 按照权利要求1所述的一种长大隧道快速施工工艺,其特征在于:所述围岩稳固段的 围岩级别为Π 级或ΙΠ 级;步骤102中对所述围岩稳固段进行初期支护时,所采用的初期支护 方法为锚网喷联合支护方法;对所述围岩软弱段进行初期支护时,所采用的初期支护方法 为钢拱架与锚网喷联合支护方法相结合的支护方法。
3. 按照权利要求1或2所述的一种长大隧道快速施工工艺,其特征在于:步骤102中进行 初期支护时,采用简易台车进行施工;步骤Π 中钻取炮孔时,采用三臂液压凿岩台车或简易 台车进行钻孔; 所述简易台车包括沿隧道洞(1)的纵向延伸方向进行前后移动的门式支架和安装在所 述门式支架正上方的上部施工平台(2-1),所述门式支架包括左侧竖向支架(2-2-1)、与左 侧竖向支架(2-2-1)呈对称布设的右侧竖向支架(2-2-2)和支撑于左侧竖向支架(2-2-1)与 右侧竖向支架(2-2-2)之间的水平支撑架(2-2-3 ),所述上部施工平台(2-1)安装在水平支 撑架(2-2-3)上;所述左侧竖向支架(2-2-1)的左侧由上至下安装有多个左侧施工平台(2-3),所述右侧竖向支架(2-2-2)的右侧由上至下安装有多个右侧施工平台(2-4),多个所述 左侧施工平台(2-3)与多个所述右侧施工平台(2-4)呈左右对称布设,多个所述左侧施工平 台(2-3)和多个所述右侧施工平台(2-4)的宽度均由上至下逐渐增大;所述左侧竖向支架 (2-2-1)和/或右侧竖向支架(2-2-2)上安装有供施工人员上下的爬梯(2-5),所述左侧竖向 支架(2-2-1)底部安装有多个左行走轮(2-6),所述右侧竖向支架(2-2-2)底部安装有多个 右行走轮(2-7),多个所述左行走轮(2-6)和多个所述右行走轮(2-7)均沿所施工隧道的延 伸方向由前至后进行布设;多个所述左侧施工平台(2-3)中位于底部的左侧施工平台(2-3) 为左侧底部平台,多个所述右侧施工平台(2-4)中位于底部的右侧施工平台(2-4)为右侧底 部平台,所述左侧底部平台、所述右侧底部平台和所述门式支架的总宽度小于所施工隧道 的宽度,所述门式支架的宽度为6m~8.5m,所述门式支架与上部施工平台(2-1)的总高度为 7m~8·5m〇
4. 按照权利要求2所述的一种长大隧道快速施工工艺,其特征在于:步骤102中进行初 期支护时,所喷射的混凝土为C25混凝土;初期支护施工过程中,当发现已开挖形成的隧道 洞(1)内存在渗水区域且涌水量较小时,所喷射的C25混凝土由以下重量份的原料混合而 成:水泥450~460,砂子940~960,碎石770~780,速凝剂18~18 · 5,水200~210; 当隧道洞(1)内岩体裂隙出现涌水且涌水量较大时,先采用排水槽覆盖岩体裂隙上的 涌水处,并将所述排水槽引至隧道洞(1)底部所设置的纵向排水管,再用紧固连接件对所述 排水槽进行固定,之后在所述排水槽的外表面和边缘均涂抹2cm左右厚的水泥砂浆,随后再 喷射C25混凝土覆盖; 当隧道洞(1)内出现局部大面积涌水时,先采用帷幕注浆堵水方法进行堵水;帷幕注浆 堵水时,所采用的浆液为由水泥浆和水玻璃组成双液浆。
5. 按照权利要求1或2所述的一种长大隧道快速施工工艺,其特征在于:步骤一至步骤 三中进行隧道施工过程中,由前至后同步对开挖完成的隧道洞(1)进行二次衬砌施工时,当 发现已开挖形成的隧道洞(1)内存在渗水区域时,采用注浆堵水方法进行堵水;实际进行注 浆堵水时,所用的注浆材料为由水泥浆和水玻璃组成的双液浆;注浆堵水之前,先在渗水区 域钻取多个钻孔,并相应在各钻孔内均插入一根注浆管(3-1),所述注浆管(3-1)的后端与 所述钻孔的孔壁之间通过水泥砂浆进行封堵;封堵完成后,观测各注浆管(3-1)内是否有水 流出,并将有水流出的注浆管(3-1)后端与注浆管道(3-9)连接;多个所述钻孔呈梅花形布 设且相邻两个所述钻孔之间的间距为0.8m~1.2m,多个所述钻孔的孔深均相同,所述注浆 管(3-1)的长度比所述钻孔的孔深大10cm左右。
6. 按照权利要求1或2所述的一种长大隧道快速施工工艺,其特征在于:步骤m中进行 通风过程中,待爆破后所产生炮烟排至距当前掌子面(5)的距离为300m左右时,进入步骤IV 进行出碴;步骤二中爆破完成后,装载机和运碴车同时行至距当前掌子面(5)的距离为250m 左右的位置处等待出碴,待爆破后所产生炮烟排至距当前掌子面(5)的距离为300m左右时, 装载机与运碴车进入爆破位置,并通过装载机对运碴车进行装碴;步骤IV中出碴过程中,待 需运送碴石的剩余量为3~4辆运碴车的装载量时,采用挖掘机开始进行排险作业,将岩面 所残留的危石与浮石进行排除,排险过程所需时间为lOmin~20min。
7. 按照权利要求1或2所述的一种长大隧道快速施工工艺,其特征在于:步骤Π 中所钻 取炮孔的孔眼包括布设在当前掌子面(5)中下部的多个掏槽眼、沿步骤I中所述开挖轮廓线 布设的多个周边眼和布设于多个所述周边眼与多个所述掏槽眼之间的多层掘进眼;步骤Π 中进行钻孔时,先钻取所述周边眼和所述掏槽眼,最后对所述掘进眼进行钻取;所述掏槽眼 为三级楔形斜孔掏槽;步骤Π 中装药完成后起爆进行爆破时,先对多个掏槽眼进行微差爆 破,相邻两次爆破之间的时差为50ms左右;之后,采用毫秒延期雷管对多层所述掘进眼进行 爆破,所述毫秒延期雷管的段间隔时间为150ms左右。
8. 按照权利要求1或2所述的一种长大隧道快速施工工艺,其特征在于:所述轴流式通 风机(2)安装在水平安装架上,所述水平安装架位于所述隧道洞(1)外侧,所述水平安装架 与所述隧道洞口之间的间距为25m~35m;所述隧道洞(1)内布设有与轴流式通风机(2)的送 风口相接的风管,所述风管沿所施工隧道的延伸方向由后至前进行布设;步骤I中进行测量 放线的同时,还需对所述风管进行接续,直至所述风管前端距当前掌子面(5)的距离为d3, 其中d3 = 25m~35m;步骤Π 中装药完成后起爆之前,将所述风管的前部节段向后移动,使得 所述风管与当前掌子面(5)的距离大于d5,所述前部节段的长度为d4,其中d5 = d3+d4,d4 = 45m~55m;步骤Π 中起爆后,将所述风管的出风口直径缩小20cm~30cm。
CN201310451652.2A 2013-09-28 2013-09-28 一种长大隧道快速施工工艺 CN103470267B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310451652.2A CN103470267B (zh) 2013-09-28 2013-09-28 一种长大隧道快速施工工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310451652.2A CN103470267B (zh) 2013-09-28 2013-09-28 一种长大隧道快速施工工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103470267A CN103470267A (zh) 2013-12-25
CN103470267B true CN103470267B (zh) 2016-05-18

Family

ID=49795290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310451652.2A CN103470267B (zh) 2013-09-28 2013-09-28 一种长大隧道快速施工工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103470267B (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103742191B (zh) * 2014-01-24 2015-09-02 中铁第一勘察设计院集团有限公司 富水隧洞超前长距离大口径降水通道及其施工方法
CN104153783B (zh) * 2014-04-11 2016-08-31 中国水利水电第十一工程局有限公司 一种富含地下水及松散砂卵石引水洞施工工艺
CN103967507B (zh) * 2014-04-16 2016-03-30 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种适于富水矿山井下开采堵水用的帷幕注浆工艺
CN104033155B (zh) * 2014-06-16 2017-11-10 湖南铭益隧道工程技术有限公司 一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法
CN104481554A (zh) * 2014-11-03 2015-04-01 中国建筑第四工程局有限公司 隧道支护方法
CN104533426B (zh) * 2014-11-10 2016-09-14 中铁第四勘察设计院集团有限公司 超浅埋下穿高速公路大跨度盖挖法的隧道施工方法
CN104533427B (zh) * 2014-11-25 2017-06-13 广东省长大公路工程有限公司 一种雨季山区花岗岩隧道围岩开挖施工方法
CN104594910B (zh) * 2015-01-22 2017-07-18 中交一公局第一工程有限公司 一种软弱围岩隧道液压岩土铣挖设备及方法
CN106321116B (zh) * 2015-06-15 2018-06-15 中国葛洲坝集团国际工程有限公司 一种隧洞洞挖及衬砌混凝土平行作业的施工方法
CN105350972B (zh) * 2015-10-26 2019-01-11 中铁二十局集团有限公司 一种高地应力软弱围岩隧道开挖施工方法
CN105156118B (zh) * 2015-10-26 2017-08-01 中铁二十局集团有限公司 高地应力软弱围岩隧道开挖支护施工方法
CN105221162B (zh) * 2015-10-30 2018-10-02 中铁隧道集团有限公司 小断面特长隧道运输系统及运输方法
CN106761867A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 四川广旺能源发展(集团)有限责任公司 急倾斜回采巷道围岩稳定支护设施及支护工艺
CN106640093A (zh) * 2017-01-11 2017-05-10 中铁四局集团第工程有限公司 一种隧道掌子面爆破施工方法
CN108005660A (zh) * 2017-11-16 2018-05-08 党文华 一种高速公路隧道施工方法
CN108151596A (zh) * 2017-12-27 2018-06-12 中铁六局集团天津铁路建设有限公司 引水隧洞爆破开挖超欠挖控制施工方法
CN108286920B (zh) * 2018-01-31 2020-03-31 中铁二十二局集团第一工程有限公司 一种隧道爆破和开挖的实施方法
CN108457658B (zh) * 2018-03-14 2019-12-06 济南城建集团有限公司 一种土质地层隧道单洞双向施工交汇段施工方法
CN109252829A (zh) * 2018-10-16 2019-01-22 中铁十九局集团第二工程有限公司 隊道内岩溶水处理方法
CN109630157A (zh) * 2018-11-09 2019-04-16 中铁二十二局集团轨道工程有限公司 一种隧道工程与地下水系统的调控系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202081102U (zh) * 2011-06-10 2011-12-21 江西省汇得能生态科技发展有限公司 加强筋厌氧发酵罐

Also Published As

Publication number Publication date
CN103470267A (zh) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103590425B (zh) 一种泥炭质软土地层地铁车站施工工艺
CN103485336B (zh) 一种串珠式岩溶地区钻孔桩钻孔施工方法
CN102587916B (zh) 一种崩矿嗣后充填采矿方法
CN102678121B (zh) 无盘区中深孔留矿分层控顶嗣后充填采矿法
CN101858217B (zh) 房柱变换式盘区上向分层充填采矿法
CN102562075B (zh) 一种大断面软弱围岩隧道三台阶六部短距施工方法
CN102155226B (zh) 中厚及以上煤层的巷道式充填开采方法
CN103195441B (zh) 一种煤矿巷道支护固结构及其施工工艺
CN103527200B (zh) 无底柱分段菱形矿房嗣后充填采矿法
CN103291325B (zh) 承压水体上采煤底板岩层突水的防控方法
CN100501124C (zh) 地铁盾构区间隧道联络通道的施工方法
CN101440708B (zh) Pba浅埋暗挖近距离大断面三洞分离岛式结构施工方法
CN103321644B (zh) 机械与控制爆破组合开挖隧道的方法
CN102071940B (zh) 煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法
CN105587318A (zh) 一种缓倾斜平行中厚矿体群连续回采的充填采矿法
CN101994513B (zh) 上半断面完成全断面帷幕注浆隧道施工方法
CN101962949B (zh) 长螺旋二重管高压搅喷桩施工方法及其装置
CN103306687B (zh) 软岩隧道长悬臂水平旋喷变形控制施工方法
CN104612695B (zh) 一种剧烈垮塌立井井壁修复加固方法
CN106837353A (zh) 填充性岩溶隧道施工处理方法
CN100464055C (zh) 利用pba法进行浅埋暗挖隧道超大断面的施工方法
WO2014090108A1 (zh) 一种预掘两巷前进式固体充填采煤方法
CN104847356B (zh) 一种薄小矿体的开采方法
CN101929340B (zh) 煤矿井下平斜巷管棚预注浆超前支护施工工艺
CN105041325A (zh) 一种高压富水特大断层软弱角砾岩隧道的施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant