【正文】 度時(shí)，采用分部開(kāi)挖法施工汽車(chē)通道。⑥分段開(kāi)挖，弱爆破12 / 49圖*** Ⅲ級(jí)圍巖橫通道口加強(qiáng)段支護(hù)圖13 / 49第六節(jié) 幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)一、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是防止隧道開(kāi)挖突發(fā)性災(zāi)害、保證施工工期，保證施工質(zhì)量和評(píng)判圍巖穩(wěn)定的有效措施。在施工階段我們采用兩種方法進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)：一是短時(shí)間對(duì)巖體進(jìn)行物理探測(cè)，通過(guò)各種信息來(lái)判斷巖體特征，即物理探測(cè)方法。選用的儀器主要是瑞典 RAMAC/GPR 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)儀和瑞士 TSP202 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀。做法是用該儀器按不同角度進(jìn)行偏角掃描，分析掃描結(jié)果，判斷前方地質(zhì)變化情況；二是隨著隧道的掘進(jìn)，熟悉、修正設(shè)計(jì)資料，通過(guò)掌子面地質(zhì)素描和洞體展現(xiàn)對(duì)巖體的特征觀察分析作出地質(zhì)判斷，即傳統(tǒng)地質(zhì)方法。把這兩種方法結(jié)合起來(lái)，可相互補(bǔ)充。多年來(lái)我們就是使用這種方法、這種模式作地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的，效果很好。我們將把這種“結(jié)合法”繼續(xù)用于本隧道。二、超前支護(hù)施工本隧道洞口及洞內(nèi)斷層破碎帶地段施工采用 φ108*6mm 長(zhǎng)管棚注漿支護(hù)，隧道開(kāi)挖，嚴(yán)格遵循先護(hù)后挖的原則。先施工管棚，通過(guò)導(dǎo)管注漿改善圍巖力學(xué)性能，加固圍巖，封堵地下水，并結(jié)合鋼架支護(hù)，形成棚架式支護(hù)體系，是確保本隧道軟弱圍巖施工安全的一個(gè)重要技術(shù)手段。（一）施工方法長(zhǎng)管棚與小鋼管現(xiàn)場(chǎng)加工，注漿眼按設(shè)計(jì)要求布設(shè)。打設(shè)管棚時(shí)取 130（或按設(shè)計(jì)要求）的仰角，待注漿凝固后，方可開(kāi)挖。長(zhǎng)管棚采用管棚鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)，頂入加工好的 φ108 長(zhǎng)管棚，再進(jìn)行注漿。（二）設(shè)計(jì)參數(shù)長(zhǎng)管棚為外徑 Φ108mm，壁厚 6mm 的熱軋無(wú)縫鋼花管，長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)要求下料，管壁四周按設(shè)計(jì)間距梅花形、鉆設(shè) Φ7mm 壓漿孔，管口預(yù)留 40cm 止?jié){段。前端加工成錐形，尾部設(shè)加勁箍。拱部布設(shè)范圍、環(huán)向間距、洞口段縱向間距及洞內(nèi)軟弱圍巖段縱向間距、外插角嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求。隧道縱向同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于 50%，相鄰鋼管的接頭至少錯(cuò)開(kāi) 1m。注漿采用分段注漿,漿液選用水泥玻璃漿（體積比 1：,水玻璃濃度14 / 4950 玻美度，模數(shù) ）或水泥漿(水灰比 1:1)，注漿初壓力 ～，終壓。大管棚或超前小導(dǎo)管均以緊靠開(kāi)挖面的鋼架為支點(diǎn)，打入鋼管后注漿，形成管柵支護(hù)環(huán)。（三）施工工藝施工工藝流程見(jiàn)表 5，其施工工藝要點(diǎn)為：布孔：鉆孔前先噴砼封閉掌子面，以防漏漿，而后測(cè)量布孔，在設(shè)計(jì)孔位點(diǎn)上標(biāo)記。鉆眼：長(zhǎng)管棚采用采用管棚鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)，頂入加工好的 φ108 長(zhǎng)管棚；小導(dǎo)管采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔。成孔后，用吹管或掏勺將孔內(nèi)砂石吹（掏）出，以免堵塞。封口、試泵：人工推送鋼管入孔，管口用麻絲和錨固劑封堵。然后旋上孔口閥，連接注漿管路。注漿前注漿系統(tǒng)要試運(yùn)轉(zhuǎn)“熱身” ，一般為 20 分鐘。利用注漿泵先壓水檢查管路是否漏水，設(shè)備狀態(tài)是否正常，爾后再做壓水試驗(yàn)，以沖洗巖石裂隙，擴(kuò)大漿液通路，增加漿液充塞的密實(shí)性，核實(shí)巖石的滲透性。漿液配制：水泥漿采用臥式攪拌機(jī)拌和。水灰比 W/C=～，同時(shí)，加入 5%的水玻璃，以改善漿液性能。在注漿前試驗(yàn)合理確定漿液配比、注漿壓力等注漿參數(shù)。漿液配比選擇要考慮巖石裂隙情況及漿液擴(kuò)散半徑，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)確定。配制漿液時(shí)，要注意加料順序和速度，防止?jié){液結(jié)塊。漿液應(yīng)隨配隨用，用多少配多少，以免造成浪費(fèi)。配制好的漿液，需經(jīng)過(guò)濾后方可進(jìn)入泵體，以防雜物堵塞管路或泵體。注漿施工：采用 BW250 型雙液注漿泵注漿。清孔后，按由下至上的順序施工，漿液先稀后濃、注漿量先大后小、先壓?jiǎn)我核酀{，再壓 CS 雙液漿程序注漿，如遇串或跑漿則隔孔灌壓。注漿壓力控制：注漿壓力按分級(jí)升壓法控制，由注漿泵油壓控制調(diào)節(jié)。具體調(diào)法是：?jiǎn)?dòng)注漿泵，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后關(guān)閉泵口閥門(mén)，泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)解旋鈕，將油壓調(diào)在要求的油壓刻度值上。隨著注漿阻力的增大，泵壓隨15 / 49之增高，當(dāng)達(dá)到調(diào)定值時(shí)，自動(dòng)停泵。為防止由于壓注速度過(guò)大，造成上壓過(guò)快返漿、漏漿等異?，F(xiàn)象，影響注漿質(zhì)量，在注漿前先壓注三分鐘的單液水泥漿，檢查止?jié){情況，確定合適的壓入速度，再行確定雙液壓入速度進(jìn)行雙液注漿。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：采用終壓和注漿量雙控制。一般以單管設(shè)計(jì)注漿量為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓不小于 20min，進(jìn)漿量仍達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也可結(jié)束注漿。清洗注漿系統(tǒng)：達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，停止注漿，隨即卸下注漿混合器及注漿系統(tǒng)，并用清水清洗干凈。以保證下次注漿順利進(jìn)行。施工中要加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，防止?jié){液沾染人體。效果檢查：開(kāi)挖檢查漿液滲透及固結(jié)狀況；據(jù)壓力漿量曲線分析判斷；沒(méi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，須補(bǔ)注處理。（四）注漿異?，F(xiàn)象處理發(fā)生串漿現(xiàn)象，即液漿從其它孔中流出時(shí)，采用多臺(tái)泵同時(shí)注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿。注水泥漿壓力突然升高時(shí)，即可能發(fā)生了堵管時(shí)，立即停機(jī)檢查。水泥漿單液進(jìn)漿量很大，壓力長(zhǎng)時(shí)間不升高，則應(yīng)調(diào)整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時(shí)間，進(jìn)行小量低壓力注漿或間歇式注漿，使?jié){液在裂隙中有相對(duì)停留時(shí)間，以便凝膠，但停留時(shí)間不能超過(guò)混合漿的凝膠時(shí)間。三、光面爆破技術(shù)光面爆破是新奧法的第一要素，實(shí)施光面爆破可減弱對(duì)圍巖的擾動(dòng)，減小松動(dòng)范圍，使開(kāi)挖輪廓圓順；是保證本隧道工程質(zhì)量、安全和進(jìn)度的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。（一）爆破方法針對(duì)本隧不同的圍巖類(lèi)別，具體實(shí)施的爆破方法為：Ⅴ級(jí)圍巖巖層風(fēng)化破碎程度嚴(yán)重，自穩(wěn)能力很差，采用預(yù)留核心土，環(huán)型爆破開(kāi)挖的施工方法。爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)圖***。該方法的優(yōu)點(diǎn)：環(huán)型開(kāi)挖周邊眼間距較小，一次裝藥量少，對(duì)周邊圍巖震動(dòng)較小，同時(shí)先開(kāi)挖出的環(huán)型槽，在后序主體部分爆破起到較好的減震作用。16 / 49Ⅲ類(lèi)圍巖短臺(tái)階開(kāi)挖，拱部采用減輕地震動(dòng)光爆；當(dāng)圍巖條件允許，下部可一次性挖完時(shí)，采用邊墻部位預(yù)裂爆破方法。爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)圖 5502。410 61010 9843 7 6521 Ⅰ Ⅰ ⅠⅠⅠ ⅠⅠⅠⅠ7ⅠⅠⅠⅠⅠⅠ5ⅠⅠQ=RⅠV/KⅠ=5Ⅰ3/0Ⅰ=Ⅰ3ⅠⅠⅠⅠ6Ⅰ10ⅠⅠ4ⅠⅠⅠ.4kg/mⅠ2ⅠⅠIⅠⅠⅠ1ⅠⅠⅠ。Ⅰ:33 333ⅠⅠE=Ⅰq=Ⅰ圖 5501 Ⅱ類(lèi)圍巖環(huán)形開(kāi)挖爆破設(shè)計(jì)圖121097357 31515 73135 57911313131313131313131111313139456580909090806580010 301303030303065653020206773790 00Ⅰ Ⅰ φ2Ⅰ Ⅰ ⅠIⅠⅠ ⅠⅠⅠⅠⅠ45 ⅠⅠ5ⅠⅠⅠⅠⅠⅠ3ⅠⅠⅠⅠⅠ4Ⅰ15ⅠⅠⅠ2ⅠIⅠⅠⅠⅠ1ⅠⅠⅠ。Ⅰ:ⅠⅠ23 ⅠⅠⅠⅠⅠ圖 5502 Ⅳ級(jí)圍巖臺(tái)階法施工爆破設(shè)計(jì)圖圖*** Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖二次擴(kuò)挖爆破設(shè)計(jì)圖17 / 49Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖結(jié)合超前導(dǎo)坑，采用預(yù)留光爆層擴(kuò)挖、深孔光面爆破方法。爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)圖***，該方法的優(yōu)點(diǎn)是：下導(dǎo)坑超前，不但探明了地質(zhì)情況，而且解決了硬巖深孔爆破掏槽難度大，炮眼利用率低的難題；將一次擴(kuò)挖（預(yù)留光爆層）的爆破方式由全斷面一次爆破的拋擲式爆破改變?yōu)楸澜馐奖?，裝藥量可大大減少，顯著的減小了爆破震動(dòng)。以往實(shí)踐證明爆破效果極為理想，炮眼利用率接近 100%，周邊輪廓半眼率普遍提高。（二）主要爆破參數(shù)的初步設(shè)計(jì)爆破試驗(yàn)確定爆破參數(shù)施工前首先要根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，選擇有代表性的位置，采用利文斯頓爆破漏斗理論，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)，提出爆破參數(shù)。周邊眼（1）周邊眼光爆參數(shù)的選擇：包括周邊眼間距 E，炮眼密集系數(shù) m，最小18 / 49抵抗線 W，不耦合系數(shù) D，周邊眼裝藥集中度 q。根據(jù)設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料，結(jié)合我單位以往施工經(jīng)驗(yàn)，本隧道初步設(shè)計(jì)周邊眼光爆參數(shù)可按表 5501 選取。（2）周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)：本隧道周邊眼爆破均采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。其中Ⅴ級(jí)圍巖采用雙傳爆線裝藥結(jié)構(gòu)，Ⅲ、Ⅳ類(lèi)圍巖采用竹片、傳爆線、小直徑藥卷間隔裝藥結(jié)構(gòu)。（3）破碎地段，周邊眼采用鉆密眼，人為切開(kāi)一條縫不裝藥或隔孔裝藥措施。周邊眼光爆參數(shù)表 表 5501圍巖級(jí)別裝藥不耦合系數(shù) D周邊眼間距E（cm）周邊眼最小抵抗線 W相對(duì)距 E/W周邊眼裝藥集中度（kg/m）Ⅱ 12545～ 45～60 60～80 ～ ～Ⅲ、Ⅳ ～ 35～50 50～70 ～ ～Ⅴ ～ 20～40 40～60 ～ ～注:表中 Q 系按 2 號(hào)巖石硝銨炸藥計(jì)算,采用其他炸藥時(shí)換算系數(shù) K 按下式計(jì)算:K=1/2(2 號(hào)巖石炸藥猛度/換算炸藥猛度+2 號(hào)巖石炸藥爆力/換算炸藥爆力)掏槽眼宜選用復(fù)式楔型掏槽，單側(cè)掏槽眼的行間距及列間距應(yīng)控制在 30cm 內(nèi)，并采用分段起爆方式。炮眼布置方式：周邊眼、內(nèi)圈眼環(huán)形布孔，掘進(jìn)眼采用線性布孔方式。裝藥量計(jì)算：先根據(jù)周邊眼的裝藥集中度和掏槽眼的裝藥長(zhǎng)度進(jìn)行周邊眼和掏槽眼的藥量計(jì)算，其他炮眼按式（21）計(jì)算，按式（22）復(fù)核，科學(xué)進(jìn)行藥量分配。單眼裝藥量計(jì)算公式 q=kawLλ 式（21）總裝藥量計(jì)算公式 Q=kLS 式（22）式中 K 一單位炸藥消耗量，～19 / 49a 一炮眼間距，m； w 一炮眼爆破方向的抵抗線，m；L 一炮眼深度，m； S—開(kāi)挖斷面積，m 2；—炮眼部位系數(shù)，按表 5502，表 5503 選取。軟弱圍巖炮眼部位系數(shù)表 表 5502炮眼部位掏槽炮眼擴(kuò)槽炮眼掘進(jìn)槽下掘進(jìn)槽側(cè)掘進(jìn)槽上內(nèi)圈炮眼二臺(tái)炮眼底板炮眼λ 2～3～21～1.21～1～1 預(yù)～光～～2硬巖、中硬巖炮眼部位系數(shù)表 表 5503炮眼部位掏槽炮眼擴(kuò)槽炮眼掘進(jìn)槽下掘進(jìn)槽側(cè)掘進(jìn)槽上內(nèi)圈炮眼二臺(tái)炮眼底板炮眼λ 10～20 1. 2 1 0．95 0．6起爆順序安排：預(yù)裂爆破時(shí)先預(yù)裂后掏槽，然后擴(kuò)槽、掘進(jìn)眼、二臺(tái)眼、內(nèi)圈眼；光面爆破從掏槽眼開(kāi)始，由內(nèi)向外，最后是周邊光面爆破。（三）減輕地震動(dòng)爆破措施采用微震光面爆破，減輕地震動(dòng)影響，減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，是保證本隧道軟弱圍巖施工安全的重要措施，其施做要點(diǎn)是：密打眼，少裝藥，并根據(jù)爆破震動(dòng)衰減規(guī)律公式反算控制最大單響起爆藥量；計(jì)算式為：Q max=R3（V kp/K） 3/a式中：Q max—最大一段爆破藥量，kg；Vkp—安全速度，cm/s；取Ⅴ=5cm/s；R—爆破安全距離，m；K—地形、地質(zhì)影響系數(shù)； a 一衰減系數(shù)。K、a 值是針對(duì)隧道的具體情況，通過(guò)多次試爆基礎(chǔ)上進(jìn)行 K、a 值回歸后確定。根據(jù)爆破物距爆心的安全距離要求，并由此推出的每段的最大裝藥量。20 / 49加強(qiáng)爆破震動(dòng)地震波測(cè)試；合理安排段間隔時(shí)差：為避免爆破震動(dòng)波形疊加，降低爆破震動(dòng)強(qiáng)度，毫秒雷管跳段使用，段間隔時(shí)差控帶在 100ms 左右。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，爆破產(chǎn)生大振速部位通常為：掏槽爆破、底板或底角爆破、周邊光面（預(yù)裂）爆破，為此，采用的手段一是采用楔形復(fù)式掏槽技術(shù)；二是根據(jù)計(jì)算單響起爆藥量，將底板眼、周邊眼等，分段進(jìn)行起爆。（四）光面爆破施工程序及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為保證光爆施工實(shí)行程序化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，我們制定了以下光爆作業(yè)程序及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝流程詳見(jiàn)表 5。放樣布眼鉆眼前，用激光準(zhǔn)直儀定向，經(jīng)緯儀、水平儀、鋼尺相配合，測(cè)量人員用紅油漆準(zhǔn)確給出開(kāi)挖斷面的中線和輪廓線，標(biāo)出炮眼位置，其誤差不超過(guò)5cm（距開(kāi)挖面每 50 米埋設(shè)一個(gè)中線樁，每 100 米設(shè)一個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)） 。定位開(kāi)眼采用鉆孔臺(tái)車(chē)或風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆眼，其軸線與隧道軸線要保持平行。就位后按炮眼布置圖正對(duì)鉆孔。對(duì)于掏槽眼和周邊邊眼的鉆眼精度要求比其它眼要高，開(kāi)眼誤差控制在 5cm 以?xún)?nèi)。鉆眼按照不同孔位，將鉆工定點(diǎn)定位。鉆工要熟悉炮眼布置圖，要能熟練的操作鑿巖機(jī)械，特別是鉆周邊眼，一定要由有較豐富經(jīng)驗(yàn)的老鉆工司鉆，有專(zhuān)人指揮，確保周邊眼有準(zhǔn)確的外插角（眼深 3m 時(shí)，外插角＜3 度；眼深 5cm 時(shí)，外插角 2 度） ，使兩茬炮交界處臺(tái)階不大于 15cm。同時(shí)，根據(jù)眼口位置巖石的凹凸程度調(diào)整炮眼深度，保證炮眼底在同一平面上。清孔裝藥前，用炮鉤和高壓風(fēng)將炮眼內(nèi)石屑刮出吹凈。裝藥裝藥需分片分組，按炮眼設(shè)計(jì)圖確定的裝藥量自上而下進(jìn)行，雷管要“對(duì)號(hào)入座” ，要定人、定位、定段別，不得亂裝藥。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞長(zhǎng)度不小于 20cm。21 / 49聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)路按設(shè)計(jì)的聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)實(shí)施。起爆網(wǎng)路為復(fù)式網(wǎng)路，以保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性。聯(lián)結(jié)時(shí)要注意：導(dǎo)爆索的連接方向和連接點(diǎn)的牢固性；導(dǎo)爆管不能打結(jié)和拉細(xì)；各炮眼雷管連接次數(shù)應(yīng)相同；引爆雷管用黑膠布包扎在離一簇導(dǎo)爆管自由端 10cm 以上處，網(wǎng)路聯(lián)好后，要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查。非點(diǎn)炮人員撤離安全區(qū)后才能引爆。爆破后，如有瞎炮，要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)處理，并及時(shí)檢查光爆效果，分析原因，調(diào)整爆破設(shè)計(jì)。（五）光面爆破全面質(zhì)量管理措施為切實(shí)搞好本隧道的光面爆破施工，樹(shù)立品牌形象。在此，我們引用全面質(zhì)量管理理念，以超欠挖和殘眼率為產(chǎn)品質(zhì)量控制點(diǎn)，通過(guò)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程的工序質(zhì)量控制，來(lái)達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)。主要措施如下：成立由項(xiàng)目總工為組長(zhǎng)，