山嶺隧道穿越村莊施工-工程部-李旭陽(yáng)

1、山嶺隧道穿越村莊施工 【內(nèi)容提要】：本文結(jié)合京沈客專(zhuān)遼寧段三棱山隧道施工實(shí)例，介紹了山嶺隧道下穿村莊施工時(shí)考前須知。從控制爆破減小振動(dòng)和注漿堵水保證居民正常用水兩個(gè)方面討論了隧道下穿村樁時(shí)采取的措施，盡量減少對(duì)居民生產(chǎn)生活的影響。通過(guò)多方面的技術(shù)手段保障當(dāng)?shù)鼐用癫皇芩淼朗┕び绊?，從而保證工程施工順利進(jìn)展?！娟P(guān)鍵詞】：隧道施工、下穿村莊、控制爆破、注漿堵水 1概述北京至沈陽(yáng)客運(yùn)專(zhuān)線是連接?xùn)|北和華北地區(qū)的重要紐帶，是溝通關(guān)內(nèi)外主要城市間的快速客運(yùn)鐵路，是?中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃2021年調(diào)整?“四縱四橫客運(yùn)專(zhuān)線主骨架的重要組成局部。京沈線是進(jìn)出關(guān)鐵路運(yùn)輸重要的快速客運(yùn)通道，同時(shí)兼顧沿線局部城際客流的客運(yùn)

2、專(zhuān)線。新建北京至沈陽(yáng)鐵路客運(yùn)專(zhuān)線，經(jīng)北京市順義區(qū)、懷柔區(qū)、密云縣和河北省承德市、遼寧省朝陽(yáng)市、阜新市等。正線全長(zhǎng)698公里。遼寧省境內(nèi)長(zhǎng)406.8公里。三棱山隧道位于遼寧省阜新和朝陽(yáng)交界處，全長(zhǎng)8888m，是遼寧段的先期開(kāi)工工程，于2021年3月份開(kāi)工建立，是全線的控制性工程，隧道地質(zhì)情況較復(fù)雜，多處淺埋施工，下穿村長(zhǎng)一處，影響范圍沿線路縱向900m。2三棱山隧道工程概況三棱山隧道DK496+000DK496+900段下穿村莊、道路施工，為減小對(duì)居民生產(chǎn)、生活的影響，實(shí)施控制爆破。DK496+000DK496+595段地層巖性為凝灰?guī)r，局部夾凝灰質(zhì)砂頁(yè)巖，弱風(fēng)化，灰色，凝灰質(zhì)構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，巖

3、體較完整，呈大塊構(gòu)造，埋深4060m，圍巖等級(jí)為級(jí)。地下水主要為凝灰?guī)r基巖裂隙水，透水性一般，段落預(yù)測(cè)正常涌水量為600m3/d，最大涌水量1008 m3/d。DK496+595DK496+900段地層巖性為凝灰質(zhì)角礫巖和凝灰?guī)r，強(qiáng)弱風(fēng)化，斷層影響帶，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，塊石碎石狀鑲嵌構(gòu)造，埋深3040m，圍巖等級(jí)為級(jí)。地下水主要為基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水，巖體破碎，透水性較好，施工中需加強(qiáng)防水措施，預(yù)防突水突泥事故發(fā)生。推測(cè)段落正常涌水量1300 m3/d，最大涌水量5379 m3/d。DK496+717DK496+867段有推測(cè)斷層通過(guò)，分布有斷層泥，其工程物理力學(xué)性質(zhì)差。斷層上盤(pán)地層教

4、破碎，下盤(pán)受斷層影響較小，巖層較完整。3主要施工方案隧道下穿村莊及鄉(xiāng)村道路爆破震動(dòng)容易對(duì)地上建筑物造成影響，容易引起“擾民和“民擾，必須重視爆破施工對(duì)道路運(yùn)營(yíng)和居民正常生活的影響，應(yīng)嚴(yán)格遵循“先探測(cè)、后開(kāi)挖、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、嚴(yán)控水、快封閉、勤量測(cè)、早襯砌的原那么組織施工，其中控制爆破是減小影響的關(guān)鍵。以爆破施工全過(guò)程的平安實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為依托，全面、超前掌握圍巖和應(yīng)保護(hù)建筑物的平安動(dòng)態(tài)，指導(dǎo)施工平安。以降低爆破振動(dòng)為重點(diǎn)，制定科學(xué)、合理的施工方案，采取有效的綜合措施，確保隧道上方建筑物的平安，保證工程順利進(jìn)展。以實(shí)施信息化施工為手段，加快反應(yīng)速度，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)爆破隊(duì)環(huán)境影

5、響的有效控制。下穿村莊及鄉(xiāng)村道路爆破應(yīng)遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、多循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)的爆破開(kāi)挖施工根本原那么。采用輪廓光面爆破和先進(jìn)的掏槽減震技術(shù)，實(shí)施毫秒延時(shí)爆破，控制單響藥量和一次起爆藥量，必要時(shí)采用小直徑炸藥，布置減振干擾孔等輔助技術(shù)措施。此外為減少隧道開(kāi)挖對(duì)居民用水的影響，減小隧道初支外表的滲漏水來(lái)源，對(duì)本段進(jìn)展超前周邊注漿堵水。4隧道下穿村莊施工采取的方法和措施隧道掘進(jìn)之前，首先確定該段圍巖的開(kāi)挖方法、支護(hù)措施、加強(qiáng)措施、監(jiān)測(cè)措施、平安措施以及事故處理措施等。其中開(kāi)挖方法的控制爆破技術(shù)是核心內(nèi)容。爆破震動(dòng)會(huì)引起圍巖介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)強(qiáng)度超過(guò)某一限度時(shí)，就會(huì)造成隧道圍巖、襯砌及某些情況下

6、地表建筑物的開(kāi)裂、破壞，甚至坍塌。但隨著傳播距離的增大，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)強(qiáng)度將逐漸衰減。質(zhì)點(diǎn)的速度是巖體變形或應(yīng)變的尺度，控制隧道圍巖或構(gòu)造物的峰值振動(dòng)速度可以到達(dá)控制爆破的目的。?爆破平安規(guī)程?對(duì)建筑物所允許的平安振動(dòng)速度規(guī)定如下：一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物：2.53.0cm/s。隧道控制爆破時(shí)通常不對(duì)一次爆破的總藥量進(jìn)展控制，而是對(duì)同時(shí)起爆的同段藥量加以控制，計(jì)算和設(shè)計(jì)最大共同作用裝藥量是隧道振動(dòng)爆破技術(shù)的重要環(huán)節(jié)?？刂票谱鳂I(yè)段最大一段允許裝藥量：Qmax QUOTE R3 R3 QUOTE ，式中：Qmax最大一段爆破藥量，kg；Vkp平安速度，cm/s；取Vkp2.5cm/s；R爆破

7、距離，即爆炸源距建筑物的距離，m依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和測(cè)量數(shù)據(jù)； K地形、地質(zhì)影響系數(shù),根據(jù)圍巖級(jí)別取200依據(jù)?爆破平安規(guī)程? (GB6722-2021)；a衰減系數(shù)，根據(jù)圍巖級(jí)別取1.65依據(jù)?爆破平安規(guī)程? (GB6722-2021)；m。下有說(shuō)明Qmax= QUOTE R3 R3 QUOTE QUOTE R3 R3表3.1-1 最大一段爆破裝藥量和R取值相關(guān)DK496+000DK496+595段采用兩臺(tái)階法施工，埋深隧道開(kāi)挖拱頂?shù)降孛娴拇怪本嚯x為60-40m，DK496+595DK496+900段采用三臺(tái)階法施工，埋深為40-30m。mm。依據(jù)爆破設(shè)計(jì)，最大裝藥量均發(fā)生在周邊眼，級(jí)圍巖上臺(tái)階弧

8、長(zhǎng)22.8m，周邊眼間距45cm，周邊眼數(shù)量為50個(gè)，周邊眼裝藥集中度為0.3kg/m，級(jí)圍巖上臺(tái)階長(zhǎng)度14m，周邊眼間距40cm，周邊眼數(shù)量為35個(gè)，裝藥集中度為0.25kg/m。m，最大段裝藥量為22.5kg，小于57kg，滿足平安規(guī)定的要求；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)可以根據(jù)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的結(jié)果來(lái)調(diào)整進(jìn)尺，因?yàn)榧词姑垦h(huán)進(jìn)尺為3m，最大段裝藥量為45kg，依然滿足平安規(guī)定的要求；級(jí)圍巖每循環(huán)進(jìn)尺2m，最大段裝藥量為17.5kg，小于37.1kg，滿足平安規(guī)定的要求。選用乳化炸藥，藥卷直徑為32mm，每只藥卷長(zhǎng)度為200mm，重量為200g；為了滿足斷面開(kāi)挖和減輕爆破振動(dòng)的要求，應(yīng)使用1、3、5、7、9、1

9、1、13、15至少八個(gè)段位的非電毫秒雷管。應(yīng)選用楔形掏槽，掏槽眼分層分次起爆，最大限度的減少掏槽區(qū)最大共同裝藥量，降低振動(dòng)強(qiáng)度。施工前在地表沿隧道開(kāi)挖方向左右各10m范圍內(nèi)地面或建筑物周?chē)O(shè)置測(cè)點(diǎn)，每隔50設(shè)置一個(gè)斷面，施工是時(shí)全程監(jiān)測(cè)，記錄振速。施工前對(duì)地表建筑、居民用水情況進(jìn)展詳細(xì)調(diào)查，形成文字記錄。超前周邊注漿施工三棱山隧道DK496+000DK496+750段進(jìn)展超前周邊注漿，作為居民區(qū)堵水，盡量減小對(duì)居民生產(chǎn)和生活用水的影響，同時(shí)做好應(yīng)急預(yù)案，保證居民的正常生活。注漿孔布置如圖4.2-1、4.2-2所示：4.2-1 注漿縱斷面圖注漿開(kāi)孔直徑110mm，長(zhǎng)度為3m；單孔有效擴(kuò)散半徑3m

10、；注漿范圍為隧道開(kāi)挖輪廓線外5m；注漿壓力應(yīng)比靜水壓力大0.51.5MPa。每循環(huán)注漿長(zhǎng)度為30m，開(kāi)挖長(zhǎng)度為25m，留5m止?jié){巖盤(pán)；每循環(huán)設(shè)置4環(huán)注漿孔，共69孔；孔口管采用108mm，壁厚5mm的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度為3m，孔口管應(yīng)埋設(shè)結(jié)實(shí)，應(yīng)有良好的止?jié){措施；注漿順序?yàn)橄葍?nèi)圈孔后外圈孔，先無(wú)水孔，后有水孔，同一圈孔間隔施工，巖層破碎容易塌孔時(shí)，采用前進(jìn)式注漿，否那么采用后進(jìn)式注漿。4.2-2 注漿縱斷面圖DK496+717DK496+867段推測(cè)有斷層通過(guò)，分布有斷層泥，其工程物理力學(xué)性質(zhì)差，為保證隧道施工平安，必須做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。(1)當(dāng)隧道施工開(kāi)挖到DK493+680時(shí)，邀請(qǐng)鐵三院地

11、質(zhì)預(yù)報(bào)檢測(cè)方對(duì)前方一百m進(jìn)展TRT預(yù)報(bào)工作，連續(xù)預(yù)報(bào)前后兩次重疊長(zhǎng)度應(yīng)在40m以上。 (2)開(kāi)挖每個(gè)循環(huán)施做超前加深炮孔，每一循環(huán)鉆設(shè)6個(gè)加深炮眼，在每循環(huán)對(duì)其中幾個(gè)炮眼加深至58m,作為預(yù)報(bào)探測(cè)孔，實(shí)踐證明能收到較好的效果，可探明掌子面前方地質(zhì)情況，使掌子面前方總有35m巖盤(pán)，防止或減少巖溶地區(qū)隧道突水事故的發(fā)生。(4)對(duì)每個(gè)掌子面圍巖進(jìn)展素描。隨開(kāi)挖及時(shí)進(jìn)展，地層巖性變化點(diǎn)、構(gòu)造發(fā)育部位、巖溶發(fā)育帶附近應(yīng)每開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)展一次素描，其他地段每5m進(jìn)展一次素描。通過(guò)以上地質(zhì)預(yù)報(bào)措施對(duì)前方圍巖進(jìn)展探測(cè)、預(yù)報(bào)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)展處理措施處理，確保隧道施工平安。4.3.2仰拱、二襯及時(shí)跟進(jìn)斷層段危險(xiǎn)因素比擬多，伴隨著許多意想不到可能發(fā)生的情況，因此進(jìn)入斷層段之前，必須把仰拱和二襯跟進(jìn)，以防初期支護(hù)出現(xiàn)開(kāi)裂、突水等情況，襯砌一定要及時(shí)跟上，確保施工平安。三棱山隧道進(jìn)口為順坡排水，排水時(shí)掌子面積水利用污水泵抽至已施工完畢的隧道兩側(cè)臨時(shí)排水溝排出洞外；三棱山隧道北京方向?yàn)榉雌屡潘?，按照排水方案，做好施工排水?結(jié)語(yǔ)近幾年，工程施工過(guò)程中因不重視保證當(dāng)?shù)鼐用裆畈皇苡绊?，隨意施工而引發(fā)的矛盾糾紛屢見(jiàn)不鮮。不僅對(duì)施工本身造成了