【文章內(nèi)容簡介】 ）裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計：為更好地達(dá)到光爆效果，周邊眼采用間隔裝藥結(jié)構(gòu)，藥卷用小直徑藥卷。其余炮眼采用直徑φ32mm標(biāo)準(zhǔn)藥卷連續(xù)裝藥。如圖44（a）、(b)所示： 圖44 裝藥結(jié)構(gòu)示意圖（4）爆破參數(shù) 項 目開挖斷面(m2)循環(huán)進(jìn)尺(m)炮眼個數(shù)(個)裝藥量(Kg)比裝藥量(Kg/個)比鉆眼量(個/m2)單位耗藥量(Kg/m3)上臺階（約）43113下臺階（約）5375（5）循環(huán)時間 循環(huán)時間安排表(Ⅲ類圍巖)順序作業(yè)項目需用時間（min）上臺階下臺階1臺架或臺車就位15152測量、布眼20203鉆爆破眼60604裝藥、連線20305機(jī)械人員撤離、爆破15156通風(fēng)、排煙20207找頂108出碴50809施工初期支護(hù)及鋼支撐200120合計470420Ⅲ類圍巖循環(huán)作業(yè)主要參數(shù)：每環(huán)開挖按上臺階兩環(huán)、下臺階一環(huán)，循環(huán)作業(yè)時間16h。（C）Ⅱ類圍巖地段施工 采用全斷面光面爆破的方法掘進(jìn)。三臂液壓臺車鉆眼、光面爆破作業(yè)。，；裝藥臺車裝藥聯(lián)線；側(cè)卸式輪式裝載機(jī)配合自卸汽車裝運(yùn)出碴。找頂和清除危石人工和PC200C長臂挖掘機(jī)相結(jié)合。Ⅱ類圍巖開挖后按設(shè)計要求打設(shè)φ25先錨后灌式砂漿錨桿、初噴、掛鋼筋網(wǎng)，復(fù)噴砼至設(shè)計厚度進(jìn)行初期支護(hù)。(1) 爆破設(shè)計采用全斷面光面爆破，爆破設(shè)計如下。：選用爆速低的炸藥，采用φ25mm和φ32mm兩種乳化炸藥藥卷。為更好地實現(xiàn)微差爆破采用非電毫秒雷管。B．孔深進(jìn)尺設(shè)計：。C．掏槽形式設(shè)計：采用圓弧形4中孔眼直眼掏槽。 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表開挖斷面(m2)循環(huán)進(jìn)尺(m)炮眼個數(shù)(個)裝藥量(Kg)比裝藥量(Kg/個)比鉆眼量(個/m2)單位耗藥量(Kg/m3)82172360(2) 循環(huán)時間 全斷面開挖循環(huán)時間安排表順序作業(yè)項目需用時間（min）1臺車就位302測量、布眼303鉆爆破眼2104裝藥、連線605機(jī)械人員撤離、爆破156通風(fēng)、排煙607找頂258出碴1809錨桿及噴混泥土180合計790，循環(huán)作業(yè)時間14h。 （見附圖Ⅳ） [12] (1) 施工作業(yè)程序 考慮到林場隧道軟弱圍巖的特性，采用管棚超前確保隧道安全進(jìn)洞。洞口均采用雙層注漿φ1086mm大管棚并左護(hù)拱，使在一定深度范圍內(nèi)，拱部軟弱圍巖相互擠壓，水泥漿擴(kuò)散黏結(jié)加固，組成一個承載環(huán)節(jié)，確保隧道安全進(jìn)洞。 采用18＃工字鋼及時支護(hù)，并在工字鋼連接板處設(shè)置3根長4m小導(dǎo)管（φ424mm）并注漿，使其具有抵御圍巖形變的能力，以確保圍巖穩(wěn)定和施工安全。 采用復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu):管棚（φ1086mm，φ424mm）超前并注漿錨桿加固圍巖18＃工字鋼、鋼筋網(wǎng)、噴射混泥土綜合運(yùn)用，提高圍巖自身強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并共同承載變形壓力，保持隧道圍巖穩(wěn)定和施工安全。 一般軟弱圍巖支護(hù)順序為：洞身開挖—初噴—錨桿施作—掛鋼筋網(wǎng)—噴射混泥土。(2) 施工方法及技術(shù)措施⑴錨桿①R25自進(jìn)式錨桿注漿 R25錨桿自帶鉆頭，可以鉆進(jìn)。有鉆桿和錨桿兩種功能，不必再退出錨桿插導(dǎo)管或錨桿，故能避免塌孔。②系統(tǒng)錨桿 初期支護(hù)布設(shè)系統(tǒng)錨桿，錨桿采用Ф22的鋼筋，菱形布置。采用鑿巖機(jī)鉆孔，用高壓風(fēng)清孔，用高壓注漿泵向孔內(nèi)注水泥砂漿。注漿時，將拌好的砂漿裝入注漿器，一人操縱手把和進(jìn)風(fēng)閥門，另一人將注漿管插入眼中，使管口離眼底10厘米間隙，待砂漿注入孔眼后，注漿管逐漸被砂漿向外推擠，此時可將注漿管均勻向外退出，注到眼深的2/3以上時停止注漿，由插入的鋼筋將孔內(nèi)砂漿擠出填滿為止。注漿完成后，向孔內(nèi)插入錨桿鋼筋，插入鋼筋時不可左右搖晃，沿孔軸線緩緩?fù)迫?。錨桿的外露長度與噴混凝土厚度相等，作為噴混凝土厚度的標(biāo)志。⑵格柵鋼架 鋼架由主筋與箍筋按設(shè)計要求型式焊接而成，鋼架之間用Ф22mm縱向連接筋焊接在一起。格柵鋼架安裝緊貼初噴砼面，為防拱腳下沉在拱腳設(shè)置鎖腳錨桿。鋼拱架按施工圖紙在洞外加工成型。安裝在初噴砼后進(jìn)行，與錨桿焊成整體。架立時垂直隧道中線，當(dāng)鋼架和圍巖之間間隙過大時，設(shè)置騎馬墊塊。⑶鋼筋網(wǎng) 按設(shè)計要求立好格柵鋼架或打錨桿后，緊貼初噴砼面掛鋼筋網(wǎng)。 鋼筋網(wǎng)的安裝：掛鋼筋網(wǎng)在錨桿施作后進(jìn)行，鋼筋網(wǎng)在洞外加工成型，鋼筋網(wǎng)聯(lián)接處用鐵絲綁扎或點焊，根據(jù)巖面起伏形狀鋪設(shè)，并緊貼砼初噴砼面。鋼筋網(wǎng)與錨桿應(yīng)綁扎在一起。⑷噴砼 采用濕噴法。噴射混凝土在洞外采用集中拌合站拌制，由砼輸送車運(yùn)至噴射點，由濕式噴射機(jī)配合砼噴射機(jī)械手施噴。施工按初噴和復(fù)噴進(jìn)行，開挖后即進(jìn)行初噴，安裝好錨桿（鋼筋網(wǎng)）和鋼拱架支撐后，再進(jìn)行復(fù)噴，直至滿足達(dá)到設(shè)計厚度要求。施工過程如下：，先打開計量泵，—，風(fēng)壓過大粗骨料碰到鋼筋網(wǎng)、格柵會回彈；風(fēng)壓過小，噴射沖量減少，導(dǎo)致噴層不密實。因此，要求濕噴機(jī)司機(jī)和噴射手密切配合?！蓪婎^固定在機(jī)械手上進(jìn)行作業(yè)；若人工操作，應(yīng)兩人掌握或用簡易支架輔助作業(yè)。噴頭應(yīng)保持與受噴面垂直。，后一圈壓前一圈1/3。噴射線應(yīng)自下而上，呈“S”運(yùn)動。隧道內(nèi)應(yīng)先邊墻，后拱腳，最后拱頂。⑸超前小導(dǎo)管 為確保隧道開挖時撐子面的穩(wěn)定，對軟弱圍巖段在掌子面開挖前，沿隧道拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管注漿支護(hù),超前小導(dǎo)管在格柵鋼架完成后，復(fù)噴砼前施作，小導(dǎo)管注漿作業(yè)包括封面、鉆孔、安管、注漿四道工序。①封面：注漿前噴射砼封閉掌子面，防止漏漿，噴層厚度不宜小于40mm。②布孔：按設(shè)計圖紙，將小導(dǎo)管位置正確測設(shè)在工作面上。③鉆孔安管：小導(dǎo)管采用φ42mm的無縫鋼管加工而成，長度3500mm。施工時對鋼管尾部焊箍，頂部做成尖椎狀，管壁按梅花形布置溢漿孔，孔徑為6～8mm，間距15cm。采用鉆機(jī)或YT28型風(fēng)槍成孔，孔眼長度應(yīng)大于小導(dǎo)管長度。沿格柵鋼架腹部將加工好的小導(dǎo)管打入孔中，外插角控制在7度以內(nèi)，尾部置于鋼架腹部并與格柵鋼架焊接，增強(qiáng)共同支護(hù)能力。④注漿：采用雙夜注漿泵壓注水泥、水波璃雙液漿，～。在孔口處設(shè)置止?jié){塞，漿液類型及配合比根據(jù)地層的滲透系數(shù)及地質(zhì)情況，由現(xiàn)場實驗確定。（見附圖Ⅴ） 臺階法開挖支護(hù)的動態(tài)數(shù)值模擬[13],[14] 目前我國普通分離式隧道的開挖施工比較靈活，開挖方法有所不同，下就幾種常用的開挖方案的主要特點進(jìn)行對比，結(jié)合工程的實際地址條件、機(jī)械設(shè)備情況、材料情況、技術(shù)水平、隧道長度、斷面積大小、工期要求及經(jīng)濟(jì)效益等因素，以優(yōu)化出開挖方案作為本次設(shè)計的最終方案。根據(jù)工程類比原則，假設(shè)計算分析中考慮拱頂上覆巖體厚35m的情況。下面給出一組圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)參數(shù)： 圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)物理力學(xué)參數(shù)表介質(zhì)類型彈性模量E/Mpa泊松比μ內(nèi)聚力C/Mpa內(nèi)摩擦角φ/(176。)重度г/(Kn/m3)圍巖混凝土25451926（1）臺階開挖支護(hù)的動態(tài)數(shù)值模擬這種施工方法開挖的主要步驟如下：(1) 開挖上半斷面。(2) 拱部及上部邊墻噴射混凝土進(jìn)行初期支護(hù)。(3) 開挖下半斷面。(4)下部邊墻噴射混凝土進(jìn)行初期支護(hù)。圖45 臺階法開挖順序 a 應(yīng)力場分析 按照施工步驟，對開挖動態(tài)進(jìn)行計算分析，得到開挖引起圍巖擾動后的應(yīng)力場情況如下：（1）上半斷面開挖支護(hù)后， 上半斷面拱腳處出現(xiàn)圍巖應(yīng)力集中。在拱頂及開挖底邊， 應(yīng)力釋放較多，由于底邊沒有噴射混凝土，約束比拱頂要少，其應(yīng)力值已釋放至0。整個計算區(qū)域沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力。（2）下半斷面開挖支護(hù)后，整個隧道開挖洞周應(yīng)力分布明顯改善，上半斷面拱腳處最大主應(yīng)力集中現(xiàn)象消失，最大主應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在距洞壁1m之外的區(qū)域。整個計算區(qū)域處于受壓狀態(tài)。 b 位移場分析 從各施工步驟中的位移場計算結(jié)果可以看出：（1）開挖后圍巖朝洞內(nèi)方向移動。上半斷面開挖支護(hù)后，圍巖水平方向的最大位移出現(xiàn)在拱腳上方，最大值約為5mm，垂直方向的位移在拱頂和底邊比較明顯，底邊則向上隆起約5mm。（2）下半斷面開挖支護(hù)后，上半段面圍巖水平方向的位移基本沒變化，而下半斷面在距洞壁3m范圍內(nèi)的圍巖部分，其水平方向的位移增加較明顯，達(dá)3mm；垂直方向的位移在拱部上方10m范圍內(nèi)變化不大，但地表沉降槽明顯擴(kuò)大至與隧道洞徑同寬，底拱隆起最大值有5mm。下半斷面的開挖對拱頂位移影響不大的原因與上半斷面開挖后，拱部應(yīng)力已經(jīng)釋放，變形基本穩(wěn)定有很大關(guān)系。 c 噴射混凝土初期支護(hù)受力分析圖46 臺階法開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)軸力、彎矩圖 圖（a）～（d）所示為噴射混凝初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的軸力圖和彎矩圖。由圖可以看出：（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力是對稱的，這和結(jié)構(gòu)和荷載都是對稱的相一致。上半斷面開挖支護(hù)后，支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大軸力和彎矩出現(xiàn)在拱腳上方，與圍巖最大位移值出現(xiàn)的位置對應(yīng)，m.（2） 下半斷面開挖支護(hù)后，拱部軸力基本沒有變化，但彎矩變化較大，最大值出現(xiàn)在上半斷面拱腳處，m，比下半斷面開挖前增加了10倍，而拱腳上方的彎矩則大大減小。這是由于下半斷面開挖后，上半斷面拱腳處圍巖受到的原先由下半斷面巖體施加的約束轉(zhuǎn)由支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)所致。 另外，從圖中可以看出，這個支護(hù)結(jié)構(gòu)一開始就處于受壓狀態(tài)，沒有出現(xiàn)拉力。 圍巖監(jiān)控量測 監(jiān)控量測的目的 對于采用新奧法施工的隧道，監(jiān)控量測是新奧法施工過程中必不可少的施工程序，是確保隧道施工安全的信息化手段，現(xiàn)場監(jiān)控量測是隧道施工過程中，對圍巖支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，為初期支護(hù)和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，是確保施工安全、指導(dǎo)施工程序、便利施工管理的重要手段。 監(jiān)控量測工具方法及監(jiān)測項目表 量測工具收斂計選用洛陽產(chǎn)的JSS30—10/15A型數(shù)顯示收斂計，地質(zhì)羅盤，水平儀，水平尺，掛鉤鋼尺等。然后采用鐵科院西南分院研制的監(jiān)控量測分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提供施工參數(shù)。根據(jù)設(shè)計要求以及工程所在位置地質(zhì)情況，借助以往施工類似隧道量測取得的施工經(jīng)驗，經(jīng)過認(rèn)真分析，遵循可行、可靠、易于操作的原則。如圖47所示。圖47 臺階法開挖測點示意圖 隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及量測方法表序號項目名稱方法及工具布置量測間隔時間1地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察或描述地質(zhì)羅盤等全長度每次爆破后進(jìn)行115d2周邊位移（隧道內(nèi)空變位收斂計用短錨桿K1K5測H1HD1D4