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第8章 洞身开挖(2)

钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后方可装药爆破。

5.装药

(1)根据不同炸药的性能,合理选择爆破炸药。对硬岩、长大隧道可选择爆速高、爆后炮烟少、有害气体含量低的水胶炸药。

(2)加强炮眼堵塞,提高爆破效果。宜配备专用炮泥机加工炮泥,保证装药堵塞质量。周边眼的堵塞长度不宜小于400mm。

(3)装药前,要用高压风水将炮眼内泥浆、存水及石粉吹洗干净。

(4)装药需分片分组,按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”,要定人、定位、定段别,不得乱装药。

6.连接起爆网路施工

应按《爆破安全规程》(GB6722-2003)的有关规定执行。

7.装药注意事项:根据需要长度,直接使用工厂已装配好带导爆管的非电毫秒雷管,保护好雷管段数标记。加工起爆药卷时,保护好雷管段数标签或标记。将不同段数的起爆药卷分开装箱,以便装药时按照起爆顺序“对号入座”。在炮眼装药时,避免导爆管损坏。装药时,分段从上到下进行,以免落石砸断或打破导爆管引起瞎炮。采用簇联或用连接块连接各孔的导爆管,对导爆管部位适当予以防护,放到安全地点,以防落石或其他坠物打击。

8.引爆

起爆网络采用复式网络,以保证起爆的可靠性和准确性,连接时,导爆管不能打结、拉细和破损漏气,各炮眼雷管段数与钻爆设计相同,引爆使用火雷管,雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处,网络接好后,由专人负责检查。

非点炮人员撤至安全地点后才能引爆。爆破后必须经过通风排烟,且其相距时间不得少于15min,而且洞内空气质量符合本指南第11.3条的规定,并经过安全检查和妥善处理后,其他工作人员才准进入工作面。

爆破后必须立即进行安全检查,如有瞎炮,必须由原爆破人员按《爆破安全规程》(GB6722-2003)的有关规定进行处理,确认无误后才能出渣。

开挖爆破后,对围岩地质状况进行观察记录,分析确定围岩级别和岩层走向,根据围岩实际情况,修改完善开挖、支护设计,预测围岩变化趋势,为采取预防措施提供依据。

9.出渣运输线路或道路

应设专人进行维修和养护,使其处于平整、畅通状态。线路或道路两侧的废渣和余料应随时清除。出渣运输车辆必须处于完好状态,制动有效,严禁人料混载,不准超载、超宽、超高运输。运装大体积或超长料具时,应有专人指挥、专车运输,并设置显示界限的红灯。

4.4开挖方法

4.4.1中隔壁法(CD法)

1.CD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先分部开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再分部开挖另一侧的施工方法。该工法适用于地质条件为郁耀吁级围岩的双车道隧道洞身段。

2.施工顺序说明

(1)左侧壁超前小导管预支护;(2)左侧壁上台阶开挖;(3)左侧壁上台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护;(4)左侧壁下台阶开挖;(5)左侧壁下台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护;(6)右侧壁超前小导管预支护;(7)右侧壁上台阶开挖;(8)右侧壁上台阶初期支护;(9)右侧壁下台阶开挖;(10)右侧壁下台阶侧壁及仰拱初期支护;(11)仰拱混凝土浇筑;(12)二次衬砌浇筑。

中隔壁法横断面图中隔壁法纵断面图

3.施工要求

(1)上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距(0.75~0.8m),下部导坑的开挖进尺可依据地质情况适当加大。

(2)中隔壁法或交叉中隔壁法施工时,初期支护完成后方可进行下一分部开挖,地质较差时,每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱;各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺;应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖;左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m;当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。

(3)导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。应配备适合导坑开挖的小型机械设备,提高导坑开挖效率。

(4)中隔壁的拆除工艺是关键技术,中隔壁拆除时间的判定要以拱顶下沉和净空收敛为依据,一般在拱顶下沉7d内增量在2mm以下作为拆除中隔壁的基准。同时,要求中隔壁的拆除应滞后于仰拱,一次拆除长度应根据量测数据慎重确定,拆除后应立即施作二次衬砌。

4.4.2交叉中隔壁法(CRD法)

1.CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先分部开挖隧道一侧,施作中隔壁和横隔板,再分部开挖隧道另一侧并完成横隔板施工的施工方法。该工法适用于吁耀遇级围岩浅埋的双车道或多车道隧道洞身、洞口加强段。

2.施工顺序说明

(1)左上侧超前小导管预支护,左侧上台阶超前锚杆支护;(2)左侧壁上台阶开挖;(3)左侧壁上台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护,工字钢临时仰拱;(4)左下侧超前小导管预支护;(5)左侧壁下台阶开挖;(6)左侧壁下台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护,工字钢临时横撑;(7)右侧壁超前小导管预支护;(8)右侧壁上台阶开挖;(9)右侧壁上台阶侧壁初期支护及工字钢临时仰拱;(10)右下侧超前小导管预支护;(11)右侧壁下台阶开挖;(12)右侧壁下台阶侧壁初期支护及工字钢临时横撑;(13)左侧仰拱开挖;(14)左侧仰拱初期支护;(15)左侧仰拱混凝土浇筑;(16)右侧仰拱开挖;(17)右侧仰拱初期支护;(18)左侧仰拱混凝土浇筑;(19)二次衬砌浇筑。施工中左右侧开挖顺序的确定,应按实际围岩情况,优先开挖软弱一侧。

交叉中隔壁法横断面图交叉中隔壁法纵断面图

3.施工要求

(1)为确保施工安全,上部导坑开挖循环进尺控制为1榀钢架间距(0.6~0.75m),下部开挖可依据地质情况适当加大,仰拱一次开挖长度依据监控量测结果、地质情况综合确定,一般不宜大于6m。

(2)中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响,当围岩变形在设计允许的范围之内,并在严格考证拆除的安全性之后,方可拆除,同时要注意后续作业的及时跟进。

(3)如围岩稳定条件满足设计要求,临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除,一次拆除长度依据仰拱浇筑长度确定(一般为4耀6m)。

中隔壁混凝土拆除时,要防止对初期支护系统形成大的震动和扰动。可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土,以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土,临时钢构件采用气焊烧断。

(4)中隔壁的拆除时间要求同CD法。

(5)应配备适合导坑开挖的小型机械设备,提高导坑开挖效率。

4.4.3双侧壁导坑法

1.分部开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的方法。适用于遇级围岩,以及浅埋、富水严重的隧道洞身和洞口加强段。

2.施工顺序说明

(1)左(右)侧壁超前小导管预支护,左(右)侧超前锚杆支护;(2)左(右)侧壁上台阶开挖;(3)左(右)侧壁上台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护;(4)左(右)侧壁下台阶开挖及左(右)侧壁下台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护;(5)拱顶超前小导管预支护,拱顶超前锚杆支护,拱顶初期支护;(6)上导坑开挖;(7)下导坑开挖;(8)左(右)侧仰拱开挖及初期支护;(9)中侧仰拱开挖,安装型钢钢架仰拱单元,封闭成环;(10)仰拱混凝土浇筑。施工中左、右侧交替开挖应保持两掌子面纵向间距不少于20m,减少围岩相互扰动。

双侧壁导坑法横断面图

3.施工要求

(1)围岩开挖应尽量采用挖掘机和人工配合无爆破施工,局部需爆破施工时,宜弱爆破施工,以尽量减少对地层的扰动。

(2)开挖应严格按规范做好监控量测工作,随时掌握围岩及支护的变形情况,以便及时修正支护参数,改变施工方法;同时,应有较准确的超前地质预报。

(3)开挖时的排水工作要认真做好,在保证排水畅通的同时,重点要对两侧临时排水沟铺砌抹面,防止钢支撑基底软化。

(4)侧壁导坑开挖后,应及时完成施工初期支护并尽早形成封闭环;侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一;左右导坑施工时,前后拉开距离不宜小于15m;导坑与中间土体同时施工时,导坑应超前30耀50m。

4.4.4环形开挖留核心土法

1.先开挖上部导坑成环形,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工方法。

该工法适用于郁级围岩的隧道洞身段。

2.施工顺序

(1)拱顶及拱腰超前小导管预支护;(2)上弧形导坑开挖;(3)拱顶及拱腰超前锚杆支护;(4)预留核心土开挖;(5)横向临时支撑;(6)下台阶中部开挖,下台阶侧壁部开挖;(7)下台阶侧壁超前锚杆支护;(8)左侧仰拱开挖;(9)左侧仰拱混凝土浇筑;(10)右侧仰拱开挖;(11)右侧仰拱混凝土浇筑;(12)拱部及拱腰二次衬砌浇筑。

环形开挖预留核心土横断面图环形开挖预留核心土纵断面图3.施工要求(1)环形开挖留核心土法,将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工,核心土面积应不小于整个断面面积的50%。上部宜超前中部3耀5m,中部超前下部3耀5m,下部超前底部10m左右。为方便机械作业,上部开挖高度控制在4.5m左右,中部台阶高度也控制在4.5m左右,下部台阶控制在3.5m左右。

(2)核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。为防止上台阶初期支护下沉、变形,其底部宜加设槽钢托梁,托梁与钢架连为一体,钢架底部应按设计要求设置锁脚锚杆,并与纵向槽钢焊接,锚杆布设俯角宜为45毅。

(3)每一台阶开挖完成后,及时喷射4cm 厚混凝土对围岩进行封闭,设立型钢钢架及锁脚锚杆,分层复喷混凝土到设计厚度,必要时各台阶设临时仰拱加强支护,完成—个开挖循环。

(4)对土质的隧道应以核心土为基础设立3根临时钢架竖撑,以支撑拱顶和拱腰,核心土应根据围岩量测结果适当滞后开挖。

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