一种用于浅覆岩浅埋暗挖隧道的爆破开挖方法

摘要

一种用于浅覆岩浅埋暗挖隧道的爆破开挖方法属于隧道开挖施工领域，应用于岩层强度较高，但岩土分界面以上覆土层为含有大量建筑垃圾的回填土，软硬变化突出。地表道路为城市主干道，与快速路出口顺接，交通流量大，周边多重工业产品工厂，因此过路车辆多为重型卡车。该方法较常规爆破法振动小、沉降掌控度高；较常规机械开挖方式减少了超挖回填与欠挖修补的工作量，掌子面轮廓规整，在使用全程的安全可控度高。该方法的运用既能满足施工安全，又提高了生产效率。该方法在工程实践中经多次改进后形成，对条件为浅埋暗挖、有严格振动控制要求、地层强度高、上覆土层地质条件差的隧道开挖施工具有普适性。

说明书

技术领域

该发明涉及到浅覆岩地层中下穿城市主干道的浅埋暗挖隧道爆破开挖施工。

背景技术

在城市中进行浅埋暗挖隧道施工时，多与城市干道下穿交叉，且隧道上覆土层多为回填土，且土质较差，同时对沉降控制要求严、爆破震动敏感度高、地表车辆多等方面的问题，为保证施工安全、施工质量和施工进度，而发明了一种适用于下穿城市主干道浅覆岩暗挖隧道。

发明内容

一种用于浅覆岩浅埋暗挖隧道的爆破开挖方法,其特征在于：

(1)隧道开挖前在拱顶施做导管超前支护，导管覆盖在拱顶135°范围内，间隔一榀拱架施做一层；将隧道分为ABCDE五个部分，A是上导左台阶部；B是上导右台阶部；C是下导左台阶部；D是下导右台阶部；E是下导中心的预留核心土部分；

(2)开挖A分部；先用水磨钻沿着A部轮廓线上部分钻一圈孔，然后采用液压破碎锤对A分部进行开挖，待开挖进尺0.5米后及时安装A分部外侧拱架、中隔临时拱架和底部横向支撑，接着打设A分部锁脚锚杆和系统锚杆，最后挂网喷射混凝土完成A分部支护；

(3)开挖B分部；当A分部进尺达到3m后，使用水磨钻钻孔沿B分部轮廓线外边侧，再用液压破碎锤对B分部进行开挖，进尺达到0.5m后施做外侧圆弧段拱架，并打设锁脚锚杆和系统锚杆；待锚杆施工完成后，施做B分部横向支撑拱架，并使其与A分部横向支撑拱架连接；

(4)开挖C、D分部；当B部开挖进尺1.5m后，使用水磨钻沿C、D部侧边轮廓线钻孔，然后拆除上岛临时中隔拱架和横向支撑拱架；临时中隔拱架和横向拱架后，在C、D分部上布置炮眼、填塞炸药、实施爆破，每次爆破进尺1m；爆破完成后清理爆破渣土，并用破碎锤处理欠挖，安装两榀C、D分布侧边拱架，并打设锁脚锚杆和系统锚杆；

(5)开挖E分部；当C、D分部进尺达到1.5m后，在核心预留的E分部上面打设炮眼、装药、爆破，每次爆破进尺一米，然后清理爆破渣土、施做仰拱；

(6)待仰拱施做完成后即完成一次循环，然后重复上述流程，直到A分部到达设计里程后，其他分部逐步跟进到达。

在应对地层强度高、地表建筑林立、路面交通繁忙地区的城市隧道施工工程中，有效地减少开挖过程中造成的爆破振动及施工沉降、保证施工质量及安全顺利的完成施工任务至关重要。对比于常规的隧道爆破开挖工艺，采用本施工方法的具备如下优势：

(1)开挖过程造成的爆破振动小；

(2)较常规机械开挖方式减少了超挖回填与欠挖修补的工作量，掌子面轮廓规整；

(3)施工安全和施工进度可控度高；

(4)在城区浅覆岩地层环境下地浅埋暗挖隧道施工中应用效果佳；

(5)提高了机械利用率。

附图说明

图1五个开挖分部示意图。

A、B、C、D、E－五个开挖分部；1—Φ108超前支护管棚；2—Φ100水磨钻钻孔位置。

图2开挖俯视图

3-隧道开挖方向；4-测量定位水磨钻；5-掌子面；6-脚手架；7-水磨钻机；8-钻进反力架；9-拱架支护体系；10-脚手架斜撑。

图3开挖方向示意图

A-上导左台阶部；B-上导右台阶部；C-下导左侧导坑部；D－下导右侧导坑部；E-预留核心土部分。

图4是每天施工完毕过程中示意图

A-上导左台阶部；B-上导右台阶部；C、D-下导左右两侧导坑部；E-预留核心土部分。

图5开挖完成后示意图

A-上导左台阶部；B-上导右台阶部；C、D-下导左右两侧导坑部；E-预留核心土部分；11-断面外侧拱架；12-锁脚锚杆；13-临时水平支撑；14-底部仰拱；15-临时中隔 支撑；16-系统锚杆。

具体实施方式

本工艺具体实施方式如下：

(1)隧道开挖前在拱顶施做超前小导管进行超前支护，小导管长度为3米，直径42mm，环向间距0.3米，入射方向与水平面呈3～5°仰角，小导管覆盖在拱顶135°范围内，间隔一榀拱架施做一层。

(2)开挖A分部。先用水磨钻沿着A部轮廓线上部分钻一圈孔，然后采用液压破碎锤对A分部进行开挖，待开挖进尺0.5米后及时安装A分部外侧拱架、中隔临时拱架和底部横向支撑(支撑端部必须清理浮渣并垫紧)，接着打设A分部锁脚锚杆和系统锚杆，最后挂网喷射混凝土完成A分部支护。

(3)开挖B分部。当A分部进尺达到3m后，使用水磨钻钻孔沿B分部轮廓线外边侧，再用液压破碎锤对B分部进行开挖，进尺达到0.5m后施做外侧圆弧段拱架，并打设锁脚锚杆和系统锚杆。待锚杆施工完成后，施做B分部横向支撑拱架，并使其与A分部横向支撑拱架连接。

(4)开挖C、D分部。当B部开挖进尺1.5m后，使用水磨钻沿C、D部侧边轮廓线钻孔，然后拆除上岛临时中隔拱架和横向支撑拱架。临时中隔拱架和横向拱架后，在C、D分部上布置炮眼、填塞炸药(以多钻孔、少装药为原则)、实施爆破，每次爆破进尺1m。爆破完成后清理爆破渣土，并用破碎锤处理欠挖，安装两榀C、D分布侧边拱架，并打设锁脚锚杆和系统锚杆。

(5)开挖E分部。当C、D分部进尺达到1.5m后，在核心预留的E分部上面打设炮眼、装药(以使用预裂爆破理论、多钻孔、少装药为原则)、爆破，每次爆破进尺一米，然后清理爆破渣土、施做仰拱。

(6)待仰拱施做完成后即完成一次循环，然后重复上述流程，直到A分部到达设计里程后，其他分部逐步跟进到达。