光面爆破技术在隧道施工中的应用

光面爆破技术在隧道施工中的应用

陕西路桥集团有限公司陕西西安710065

摘要:本文结合太凤高速公路TF-01合同段庙儿岭隧道出口段的施工,介绍光面爆破在隧道施工中的应用。

关键词:光面爆破;施工;应用

1.工程概况

太凤高速公路是陕西高速公路网规划的18条联络线之一,作为陕西高速公路网的重要组成部分,是银昆高速在陕西镜内的横向联络线。项目由东向西连接太白、凤县两县,途径靖口镇、平木镇、至田坝与银昆高速公路交叉,然后穿凤县终于陕甘界的陇南市两当县,路线全长85.641公里。

庙儿岭隧道穿越的地形山高谷深,地形起伏较大,岩层为灰岩,强度较高,整体性比较完整。我分部承担庙儿岭隧道出口段的修建,隧道全长3937米,进出口同步施工,出口段设计洞口为57米Ⅴ级浅埋,40米Ⅳ级围岩,其余为Ⅲ级围岩,为了有效控制Ⅲ级围岩喷射混凝土的平整度,我分部经充分讨论,采用光面爆破。

2.施工准备

庙儿岭隧道洞口距沟底高差为21米,原设计为导洞进洞,为了减少费用,取消导洞,修建回头便道至洞口,施做挡墙,使平台宽度满足施工需要。

配备螺杆空气压缩机8台,排气量22m3/min,左右洞配备通风机各一台,考虑到围岩施工变化情况,我分部采用上下台阶法开挖,上台阶配备12把YT28风枪,下台阶配备3把YT28风枪,上下台阶各配备1台喷锚车,配备侧翻装载机1台,挖机1台,出渣车若干辆。

3.施工方案

隧道洞口位置主要遵循“早进晚出”的原则进行确定,适当增加隧道长度和设置明洞以降低洞口边仰坡的高度,减小洞口边仰坡防护工程量,避免形成长期安全隐患。

洞口紧贴进洞掌子面设置套拱,长度为2米,施工大管棚作为超前支护措施,管棚长度为30米,管棚施工完成后用水泥浆充填,施工洞口段,洞内Ⅲ级围岩设计初期支护为10cm厚的C25喷射混凝土,35cm厚的二次模筑素混凝土。为了有效控制超欠挖,我分部Ⅲ级围岩开挖采用光面爆破施工。

洞内路面平整,风、水管、电力线路按照规范布设,并在两侧开挖临时排水沟,使钻孔水及掌子面渗水流至两侧边沟流出洞外,用全站仪开启免棱镜准确放样,并用自喷漆在掌子面做出标记,为了有效控制开挖效果,周边眼的间距按照45cm进行控制,掏槽眼、辅助眼根据围岩情况来确定,放样结束后,装载机将开挖台车准确移至掌子面,水管、风管接长至掌子面,风枪就位。

开挖准备工作完成后,上导12把YT28风枪同时钻进,钻杆长度为3.5米,钻进深度3米,钻头直径为42mm,主要控制钻进方向,按照不同眼位及钻工的施钻习惯,将钻工定点定位。钻工要熟悉炮眼布置图,对周边眼一定要由有丰富经验的老钻工司钻,左侧周边眼应由习惯用左手司钻的钻工司钻。要有专人指挥,确保周边眼有准确的外插角,先钻进拱顶一点和拱腰各一点,采用竹竿插进已成的有效孔内,孔外竹竿外漏长度为2.5米左右,成孔时钻杆与竹竿平行,这样有效控制钻进方向,使得炮眼均匀布置与岩体内。

掏槽眼应该掌握好“三度”:深度、密度和斜度,掏槽方式分为斜眼掏槽和直眼掏槽。一般多用于直眼掏槽。辅助眼一般扩大槽口的体积和爆破量,并逐步接近爆破开挖断面形状。

清孔,采用加工的清孔设备清理孔内泥浆、石屑,逐孔清理。

装药采用间隔不耦合装药结构,药卷直径25mm,空气间隔,导爆索起爆。周边眼与外圈辅助眼要跳段使用雷管,以削弱振动强度,减少爆破地震波对围岩的扰动,即尽可能减少对围岩整体性和稳定性的破坏。炮孔采用炮泥堵塞,堵塞长度不易小于20cm,达到不联线、起爆,导爆管采用非电秒延期管,联线采用并联方式,现将相邻的导爆管按照同等数量连成一束,然后用掏槽眼同型号的导爆管进行起爆。

上导出渣采用侧翻装载机配合自卸汽车出渣,运输车辆按照运距进行配置,为了保证运输安全,尽可能少装,出渣完成后,用挖机对开挖面进行清理,防止落石。下导用挖机配合自卸汽车进行出渣。

测量队对开挖轮廓线进行复测,符合要求后先对开挖面喷射2cm后的混凝土进行封闭,施做锚杆,局部挂网后,满足设计要求后喷射混凝土至设计位置。Ⅲ级围岩喷射混凝土的平整度是关键控制指标,Ⅳ级、Ⅴ级围岩用拱架支护,喷射混凝土时拱架作为参照物,能确保初喷的平整度,Ⅲ级围岩无拱架支护,先在围岩中打眼埋设钢筋,外露长度满足设计轮廓线和喷射砼的厚度,在初喷过程中以埋设的钢筋做为参照物,确保喷射混凝土的厚度及平整度,喷射混凝土时由下向上分层喷射,后一层喷射应该在上一层终凝后进行,每一喷层厚度不超过10cm,超过时应该分层喷射,混合料应该随拌随喷,喷射混凝土的回弹物不得重新使用。

4.质量安全技术

a.凿岩爆破时严格控制周边眼的间距,不得随意增大或者缩短周边眼间距。

b.眼底必须落在同一平面,不得出现偏差。

c.残留眼要达到75%,超欠挖不得超过质量标准规定。

5.结束语

光面爆破在隧道Ⅲ级围岩施工中能保证喷射混凝土的平整度,并且有效的控制了超欠挖,提高工程施工进度,降低了工程造价,值的在工程实践中推广使用。

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