小間距隧道施工技術

龍東宏

摘要： 針對小間距隧道施工特點，降低對原已施工的影響，本文主要介紹了小間距隧道工藝流程，在小間距隧道施工安全性、非爆破開挖量大等方面進行了闡述。

Absrtact： According to the construction characteristics of small spacing tunnels and reducing the influence on the original construction， this paper mainly introduces the technological process of small spacing tunnel and expounds the safety of small spacing tunnel construction and the large amount of non-blasting excavation.

關鍵詞： 非爆破開挖;小間距;隧道

Keywords： non-blasting excavation;small spacing;tunnel

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0123-03

1 工程概況

巖邊里隧道全長6069m，屬高風險瓦斯隧道，為滿足設站要求，設置上下行線，上行線西安端在黃家梁隧道DK441+265右線接入正線，上行線成都端在巖邊里隧道DK444+200右線接入正線; 下行線西安端在DK441+660左側(cè)接入正線，下行線成都端在DK443+940左側(cè)接入正線。上行線隧道斜跨正線隧道，且呈立交形式，其中上行線隧道與正線隧道于正線里程DK443+531.439交叉，交叉角度14°，上行線隧底距正線洞頂標高僅5m;下行線隧道直接于大斷面位置形成三車道，線路方向向外偏轉(zhuǎn)，呈“人”字形;大跨位置形成小間距隧道，正線與到發(fā)線襯砌外輪廓間最小厚度僅為1.15m。（圖1）

2 現(xiàn)場施工條件

因根據(jù)施工組織安排，巖邊里隧道大跨堵頭墻位置施工，已完成正線及大跨段初期支護施工，剩余主要工程為大跨堵頭墻位置到發(fā)線隧道進口的開挖工作，即由此形成小間距隧道開挖施工，施工總體原則采用機械開挖與控制爆破相結(jié)合的形式進行開挖作業(yè)，降低到發(fā)線隧道開挖對已施工初期支護正線隧道的影響。

3 小間距隧道施工的應用

3.1 施工工序

布置減震孔→破碎頭開挖→初噴→鉆眼→控制爆破→初期支護

3.2 布置減震孔

沿到發(fā)線隧道開挖輪廓以外15cm位置布置一圈減震孔，孔直徑89mm，間距30cm;要求孔深大于一次開挖循環(huán)長度1m以上，且成孔后需采用高壓風進行清理。（圖2）

3.3 破碎頭開挖、初噴

以到發(fā)線隧道中線為分界線，將隧道劃分為兩個部分，靠近正線位置采用破碎頭開挖，開挖由上至下，逐層破除。（圖3）

破碎頭選用PC350帶破碎頭挖機，根據(jù)巖體石質(zhì)不同，由上至下進行分區(qū)域、分部位破除，破除前先測量到發(fā)線隧道開挖輪廓線，每次破除循環(huán)進尺不得大于2m，不小于1.5m，破除過程中同步采用挖掘機清理棄碴;開挖完成后及時進行初噴，初噴厚度4cm，確保施工安全。（圖4）

3.4 鉆眼、控制爆破

測量放樣，根據(jù)到發(fā)線隧道開挖區(qū)域劃分圖，現(xiàn)場標識出爆破開挖區(qū)域，并根據(jù)爆破設計鉆設炮眼，爆破應逐次進行，根據(jù)現(xiàn)場施工條件，采用分臺階分部開挖，以創(chuàng)造多個臨界空面，每分部又分多次爆破，采用短循環(huán)進尺，控制爆破規(guī)模以達到控制質(zhì)點振動速度的目的。

施工工序：

爆破采取“掏槽孔+輔助孔+周邊孔”的步孔方式，依據(jù)“總體上拱部采用光面爆破，邊墻部采用預裂爆破”的要求，并且在開挖輪廓外密集鉆孔做為減震孔的方式確保施工安全。

爆破參數(shù)

①孔徑d及藥卷規(guī)格：炮孔直徑40mm，采用煤礦許用炸藥，藥卷直徑32mm。

②下式為隧道爆破所允許的最大段裝藥量計算公式：

Q=R3（V/K）3/a

式中：V為保護對象所在地面質(zhì)點振動速度，cm/s;V取5cm/s;

Q為最大裝藥量，kg;

R為爆心至觀測點的距離，m;

K、a為與爆破點至計算保護對象間地形、地質(zhì)條件有關的系數(shù)和衰減指數(shù)，可參照表1。

根據(jù)以上公式計算最大裝藥量，確保爆破安全。

爆破開挖每循環(huán)進尺不得大于1m，既控制在破碎開挖循環(huán)進尺范圍內(nèi)，同時爆破開挖過程中應采用一定的監(jiān)控措施，確保爆破安全進行，在爆破前做好試爆工作，確保裝藥量符合要求。

3.5 初期支護

爆破完成后，及時進行再次初噴，并根據(jù)設計參數(shù)要求進行初期支護，但要注意在靠近正線測應該設置一定數(shù)量的穿墻錨桿（如無中隔墻，若有無需設置），在初期支護完成后，選用25中空錨桿作為穿墻錨桿體，錨桿兩端都均設置錨桿墊板，部分錨桿焊接與正線與到發(fā)線型鋼鋼架上，同時若巖柱圍巖較為軟弱松散，可考慮采用注漿的方式增加巖體粘結(jié)力。（圖5）

4 小間距隧道施工工藝要點及改進措施

小間距隧道施工存在施工風險高、爆破精度高、非爆破開挖量大的特點，同時施工的位置處于大堵頭位置，受力結(jié)構(gòu)復雜，容易發(fā)生垮塌事故，但只要掌握幾個方面的要點，可有效降低施工難度：

要點一：設置必要的減震孔，減震孔應大直徑成孔，如有必要可增加至雙排或三排梅花形減震孔;

要點二：破碎開挖長度最少大于爆破開挖長度50cm，提供足夠的臨空面進行爆破開挖，有效降低爆破開挖對正線初期支護的影響;如巖體過硬，可考慮先行鉆設一定量的孔空于巖體上，便于破碎頭工作，同時針對軟弱圍巖，可選用銑挖設備進行非爆破開挖;

要點三：爆破開挖過程中，因加強對爆破震動的監(jiān)測，實時分析爆破設計是否符合現(xiàn)場，及時進行調(diào)整、優(yōu)化，降低震動波值，且爆破可采用分次爆破或加大爆破間隔形式，有效提升爆破效果。

5 結(jié)語

根據(jù)小間距隧道實際特點，僅采用非爆破工藝或爆破工藝已無法滿足施工安全及進度要求，施工過程中通過對數(shù)據(jù)的計算、監(jiān)測、分析，由理論深入實際，總結(jié)了一套適用于小間距隧道施工的施工方法，有效提升了施工進度，同時也保證了施工安全質(zhì)量符合設計要求，經(jīng)實踐該方法安全可靠，對小間距隧道施工具備一定的推廣價值。

參考文獻：

[1]增設青川站變更設計圖紙.成都：中鐵二院工程集團有限責任公司，2014.

[2]銑挖法在軟巖隧道開挖中的應用.西安：中鐵十二局集團有限公司，2009.

[3]小間距隧道設計施工技術的領跑者[J].云南科技管理，2011（01）.endprint