九曜山隧道的快速掘进技术

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1、九曜山隧道的快速掘进技术摘要：本文从施工工艺、施工技术及施工管理诸方面介绍了杭州九曜山隧道的快速掘进技术。关键词：快速掘进    楔形掏槽    多功能凿岩台架    循环管理作者简介：李新建，男，1964年生，中国地质大学工程学院学士，高级工程师，现任浙江省隧道工程公司副总工程师。1  前言杭州虎跑路复线工程南起虎跑路、北接南山路，全长约为2km。工程建设对完善杭州市西湖风景区的道路网系统，缓解南线景区的交通压力具有十分重要的意义。九曜山隧道工程为虎跑路复线工程中的控制工程，隧道全长890m，跨度13.2m，开挖断面93.4m2。九曜山隧道地处杭州

2、市南部玉皇山与九曜山之间鞍部地带。属低山丘陵地貌，隧道沿线地层分布为进口段约250米为风化砂岩，出口段地层主要为黄龙船山组的灰岩。工程区内走向N30°~40°E的F1断层穿越隧道，断层带岩石风化破碎。灰岩地层则岩溶较发育，隧洞区内主要为沿北东向节理裂隙发育而成的溶沟溶槽和溶浊裂隙，且地下水也较为丰富，给施工带来诸多不便。2  问题的提出虎跑路复线工程为杭州市“33929”工程，工程要求2003年10月1日前必须完工通车。工程开工后由于政策处理问题，致使出口段延误三个月施工期，而进口段受F1断层影响造成洞内塌方，延误工期45天。至二OO三年二月底，隧道

3、开挖进口完成90米，出口10米，总计约100米，掘进任务大大滞后于计划进度，而从地层预测进口段风化砂岩还将延续150米，使得工程施工工期变得更为紧促。为达到杭州市政府下达的工程预期完工目标，确保10月1日完工通车，同时也为了在隧道界树立浙江隧道的企业品牌。在隧道出口段，项目部必须在未来的施工中达到200米/月以上的隧洞成洞速度。3  施工布置根据出口工区开挖人员技术素质及围岩施工条件，采用全断面开挖，循环进尺控制在2.8~3.0m.。多功能凿岩台架、开动风钻台数20台，ZL50铲车配5T自卸汽车装运碴，PC-100 挖掘机配合清底及掌子面排险；配备2

4、0m3/min空压机三台，10m3/min空压机一台提供风源，Φ108风管二路送至作业面，通风机选用55kw大风量通风机一台，风筒直径Φ1200mm；电力配置2台400kvA变压器，以确保洞内各作业系统正常作业。4  施工工艺4.1  凿岩多功能凿岩台架全断面手持风钻的开挖模式，是符合目前我公司（也是国情）的一种理智选择，其经济适用性已得到广泛证实。现场经过实践的总结，采用楔形掏槽与台架相配合，结合爆破设计，合理布置风钻台数，均衡各台风钻钻眼工作量，详见图1。4.2  爆破施工炮眼布置详见爆破图表：图2，该图为Ⅳ类围岩中次坚石的爆破施工图，从图中可以

5、看出，主掏槽区位于掌子面中部4m×5m的区域内，呈竖向的大楔形，中间巨大区域不布置任何炮眼，比之直眼掏槽大大减少了炮孔数量。不仅减少钻眼工作量，而且基本确保爆破效率在95%以上。应说明的是：（1）在爆破钻孔中，第一楔形与掌子面的夹角控制在50°~60°效果较佳。石质越硬和完整时，夹角应越小。（2）加深的楔形眼与掌子面夹角应控制在60°~65°间，且应根据石质情况调整其孔底间的距离。（3）在石质级别高时可增补辅助眼，确保相临段别孔底距离小于1.5m，以最大不大过1.5m时，爆碴块度较为合适。（4）在爆破设计的前期应按最不利因素进行爆破设计，然后通过试爆

6、结果依次递减各种参数，以达最佳效果。参考因素主要有：碴石块度大小、掏槽眼的残眼、炮眼的利用率。炮眼名称起爆段别炮孔长度(m)装药长度(m)单孔药量(个)炮孔数量(个)每段药量(节)装药方式 备注掏槽眼13.70 3.00 15   10    150      连续33.70 3.00 15   8    120      连续53.70 3.00 15   8    120      连续辅助眼73.50 2.00 11   16    176      连续93.50 2.00 11   13    143      连续二圈眼113.50 1.

7、80 9   27    243      连续周边眼133.50 5   39    195      间隔底  眼153.50 2.60 13   15    195      连续合    计                                             136    201.3kg平均爆破进尺：3.2m，爆落实体岩石：298.8m3，每m3耗药量：0.68kg/m34.3 钻爆容易出现的问题及解决办法4.3.1 掏槽区钻眼的布置及钻孔方向的控制掏槽效果是直接影响到开挖进尺的关键因素，掏槽钻孔布置错误及方向不一致，就会

8、影响到掏槽孔中爆破力形不成一股强大的合力从而无法将掏槽区岩石破碎并抛出。（1）形成主要原因① 对爆破设计不熟