內昆鐵路鹽津1號隧道施工綜合技術
發布時間：2010-01-14 共1頁
簡介： 本文介紹了鹽津一號隧道采用常規設備及控制爆破施工技術實現了該淺埋隧道順利通過密集建筑物地段的技術措施，并利用監測手段使爆破振速有效地控制在2.0cm/s以內，從而保證了地表建筑物的安全，為今后山嶺同類隧道及城市地鐵施工提供了一定的借鑒先例。
關鍵字：淺埋隧道 控制爆破 監測
１、工程概況
內昆鐵路鹽津1#隧道位于云南省鹽津縣城，全長1805m，里程為DIK219+855~DIK221+660，為單線隧道。隧道斜穿縣城下方，在進口方向有近100m地段隧道最大埋深為3.4m，該段內地表建筑物林立，其中有一幢7層樓的鹽津縣國稅局辦公大樓正立于其上，大樓部分樁基礎樁底離隧道襯砌外拱頂深度僅4.8m，從而使得此段施工成為該隧道的施工重點和難點。大樓結構為混凝土框架梁結構，修建于1994年，在施工前每間辦公室在墻體與框架或立柱之間均有不同的收縮縫和裂紋。隧道通過國稅局大樓的里程為DIK219+889~DIK219+906，DIK219+855~DIK219+930段圍巖屬II類偏壓，主要地質為砂巖、頁巖夾灰巖，為薄至中厚層狀，節理發育、破碎，節理層面充滿粘土膜。
為了滿足設計要求（對大樓的爆破安全振速限制在2.0cm/S以內），保證國稅大樓以及淺埋地段不發生坍塌，采取了以下兩種主要技術措施：一是利用控爆技術進行隧道掘進，盡量減少因爆破對圍巖的振動；二是采取管超前加強支護措施提高圍巖穩定性，并緊跟襯砌及時封閉，使圍巖在被暴露的時間內不至發生沉降位移現象。
2.主要施工方案根據以往的經驗，結合本工程的地質條件和地面建筑物情況，經過經濟性、安全性、可行性等綜合分析后，決定采取微臺階法施工方案。開挖采取人工手持風鉆鉆眼，微振控爆掘進，出碴采取無軌運輸，簡易臺車人工模筑襯砌。上半斷面開挖前采取φ80大管棚注漿超前預加固，開挖后全環格柵、網錨噴臨時支護，利用對建筑物的振動速度和地表及建筑物的沉降值位移的觀測配合指導施工，確保建筑物的安全。
3、施工原則及要點根據淺埋暗挖法的原理，結合有關隧道施工經驗，應遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、弱爆破、強支護、快封閉、勤測量、速反饋”的施工原則，針對本工程地質條件差，地面建筑物密集的特點，實施時注意以下幾點：
（1） 根據地質條件變化情況和地層變位監測結果適時調整施工方法和支護參數，確保安全施工。
（2） 開挖上斷面時，盡可能縮短臺階長度，及早形成封閉結構；
（3） 大管棚選用錨索鉆機鉆孔，以確保管棚一次性貫穿隧道經過國稅大樓地段，減少循環。注漿時嚴格控制注漿壓力，既能達到固結破碎巖體，也可防止注漿壓力過大引起地表隆起而破壞房屋。
（4） 鉆爆開外時，嚴格按微振控爆施工，控制同段最大裝藥量，采用高精度非電毫秒編排起爆網絡，消除爆破引起的共振現象，同時利用起爆延時人為造成振動波形成的倒象干擾，避免振速過大引起房屋開裂和壓縮地層產生過大地面沉降；
（5） 加強爆破振動對建筑物振動速度的監測及]地面建筑物水平位移與沉降觀測，及時反饋到施工中指導施工。
4、施工過程及主要技術措施在DIK219+862~DIK219+930段，主要施工方法首先要進行地表加固處理后再進行正洞施工。地表加固處理：（1）刷清表層松土及危石；（2）掛網錨噴砼；（3）對淺埋只有3.4m段地表采用豎向小導管注漿固結，其次鋪設鋼筋網，再次在其上按縱、橫間距1m布置22kg/m輕型鋼軌，最后再打入豎向錨桿并與鋼軌焊接牢固之后噴射砼封閉，形成“螺帽”形整體受力結構。正洞施工：采用正臺階法，人工手持風鉆鉆眼，微振控爆開挖，ZL40B側卸裝載機裝碴，自卸汽車運輸。初期支護采用全環格柵錨網噴支護，輔以16根水平φ80大管棚注漿超前預加固，φ45的R27斜插自進式注漿錨桿支護。上臺階長3m，上、下格柵噴砼每開挖1m，支護1m，緊跟開挖面；襯砌采用全斷面襯砌，襯砌距開挖面5m，以達到及時襯砌不至于被損害的目的，抑制地表及建筑物破壞。
5．1支護體系方案措施DIK219+855~+862明洞段采用拱邊墻部明挖，先墻后拱法襯砌施工。明洞拱部開挖前，應先在開挖邊緣外5m范圍內設地面錨桿加固體，明洞開挖時由上而下，隨挖隨護。上述支護均采用φ22砂漿錨桿（長4m，間距1m，梅花形布置）、φ10鋼筋網間距20×20cm、200號噴砼（厚8cm）。DIK219+862~+930段采用正臺階法開挖，格柵鋼架支護，φ42或φ80鋼管超前管棚注漿，濕噴砼厚20cm，格柵鋼架采用拱墻全設，間距0.5m，主筋為φ25鋼筋，其制作參照內昆技隧參01圖。DIK219+862~DIK219+883段及DIK219+908~+930段設φ42管棚，每根長4m，插角3°，環向間距。0.4m，每一米一環，壓漿壓力為2Mpa水泥砂，水灰比為1：0.6，拱部格柵架設完畢，方壓拱腳處加I18工字鋼作為臨時橫撐，下半斷面開挖支護完畢后應先施作仰拱，系后全斷面灌筑拱墻襯砌。DIK219+862~DIK219+883段，先行拱部開挖支護，然后進行下部開挖，襯砌緊跟開挖面與襯砌面間距5m；DIK219+883~DIK219+938段，短臺階法施工. DIK219+930~DIK219+985段III類施工時采用正臺階法先墻后拱法施工，錨噴臨時支護：拱部噴砼厚10cm，邊墻7cm，全環設置鋼筋網，網格間距25×25cm，系統錨桿長3m，拱部間距1m，梅花形布置，間距1m，襯砌采用簡易模筑襯砌臺架襯砌。
5．2微振控爆開挖為了確保地表建筑物的安全，有效控制爆破產生的振動對地表建筑物的影響，爆破技術方案主要從兩個方面考，分兩個階段實施。兩個方面：一是采用爆破干擾降震技術降低爆破對圍巖的震動。二是使用國產TOP BOX 508型振動信號自記儀4臺配合計算機對爆破振速進行監測處理。兩個階段：一是試驗階段，在隧道未進入此段以前進行爆破試驗（試驗段里程為DIK219+862～DIK219+885，共21m）總結鉆爆參數，優化爆破設計。二是爆破施工階段，將合理的爆破設計方案在DIK219+883～DIK219+930段進行全面實施。
5．3監控量測測站的位置：本隧道對II類圍巖地段實施監控量測，II類圍巖地段每10m設一量測斷面進行觀測和量測。
量測內容及方法：凈空水平收斂量測：采用SLY—A型漲力自鳴式電子數顯收斂儀對隧道周邊位移進行量測，量測時間應在每次開挖后12小時內讀取，最遲不得大于24小時，且在下一環開挖前須完成初期變形值的讀取。拱頂下沉量測和地表下沉及傾斜量測：采用精密水準儀和經緯儀量測，根據隧道中線及房屋布點設置監測網，及時測量記錄，在施工過程中每測量一次作好記錄并畫出時間——位移圖。爆破振動監測：采國產TOP BOX 508S型振動信號自記儀4臺，探頭8個，計算機1臺（配合topivew1.5測試軟件處理程序），組成監測儀器進行爆破振動監測。監測時測點選擇每次爆破里程對應的前后4個地面監測點，監測頻率與爆破次數相同。
量測結果：在施工中，通過對國稅局大樓位移、沉降及爆破振動的觀測，測得位移最大值1cm（相對于原始點的水平位移值），沉降觀測最大值6mm（相對于原始點的鉆重沉降值），爆破振速值在2cm/s以內，達到了設計的要求，確保了建筑物的安全。
6．幾點體會鐵路建設是推動經濟發展的重要基礎建設部份，隨著經濟的快速發展，鐵路建設必然適應性的高速變化，特別是城市地鐵及資源豐富地區修建鐵路日趨頻繁，這將有更多新的科技問題等待我們去攻克，同時也成為鐵路建設企業征服競爭的重要課題。鹽津1#隧道進口在高層建筑下4.8m順利穿過軟弱圍巖，在我國鐵路建設史上具有一定的典型。對于這種“施工難度大、科技含量高的”的工程，沒有一套可行性的管理辦法和監控體制作后盾是不行的。其間，中國鐵路工程總工司和中鐵二局集團公司及具體負責施工的中鐵二局一處成立了領導小組、爆破設計及現場控爆施工組，多次深入現場研討方案，確保了該隧道進口段順利施工。通過對地表及建筑物的監測，洞內襯砌及圍巖的收斂觀測，肯定了以上施工方法在山嶺鐵路淺埋隧道及城市地鐵通過密集建筑群的可行性。既兼顧施工安全，又能保地表及建筑物的穩定，說明在埋深僅為3.4m情況下，將振速控制在2.0cm/s以內而進行隧道掘進開挖對保證地表建筑物的穩定是成功的。
