深埋长隧洞施工技术探析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．02．064深埋长隧洞施工技术探析低铅伟(中铁十八局集团有限公司隧道工程公司，重庆400707)摘要：笔者在工程实践的基础上，收集了大量的资料，对深埋长隧洞施工中遇到的技术关键点进行了较系统的总结。具体内容包括隧洞施工的埋藏深度及后续支洞、钻孔数量，并对围岩水的处理和喷锚支护施工提出了切实可行的意见。关键词：深埋长隧洞；开挖方法；钻爆法；喷锚支护中图分类号：U449．5文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)02—0135—03O前言隧道

2、及其他地下峒库的埋藏深度对其围岩的稳定状况是影响很大的，在不少情况下，尤其是对于软弱破碎围岩和其他符合连续介质力学模型的围岩，甚至可以说是起着决定性的影响。1隧洞施工的埋藏深度影响隧洞工程适宜埋藏深度的主要因素有：隧洞所在处的初始地应力状况；围岩岩块的结构及微裂隙状况：围岩岩土各种构造面的形状、物理、力学特性指标状况；水文地质条件；隧洞内水压力的大小；施工及运用条件等。其中有不少因素还是难以确知的，例如各构造面的贯通程序及其起伏状况和夹层的几何、物理、力学指标等。因此，企图建立一个确定隧洞工程适宜埋藏深度的简便而通用的

3、公式的思路是行不通的。只能按隧洞工程的具体情况，分类定性地或粗略定量地去分析判定其概略的量值范围。下面针对无压隧洞问题作些进一步的探讨。无压隧洞洞身(进出口部分应专门研究)适宜埋藏深度的下限值，可按水工隧洞设计规范对隧洞最小覆盖厚度的指示确定。对于工程中遇到的大多数围岩(包括极度破碎的岩体，但不包括流沙和高含水的松软土体)来讲，建议可具体地取其为2～3倍开挖洞径(当围岩较差时取较大值)。无压隧洞洞身适宜埋藏深度的上限值H。，应为不需支护(对自稳能力差的围岩为采用简易支护)所许可的最大埋藏深度，对卡斯特纳公式适用的那类情

4、况可用下法来计算H。。令Po=0皿。，代其入式并略作移项化简之即可得：等：幔+GrCtg西r)(等)丽2Bin母r对H。求解之可得：r，Pl+C，c留垂，，R、2由垂／(1一血垂，)C，ctgCb，也u。玎Fi丽～r。’一r，与已被公认的地应力作用方向(实际上归根结底还是个地应力大小问题)对地下洞室围岩稳定有重大影响相似，由于地下洞室埋藏深度在大多数情况下，基本与垂直向地应力的大小成正比。因此，地下洞室的埋藏深度，对其围岩的稳定性也有相当大的影响，笼统地说深埋隧洞较浅埋隧洞的稳定条件好、隧洞洞身一般埋藏都很深是不恰当的

5、。实际上，在地下工程建设中，存在着一个至今尚未明确提出的适宜埋藏深度的问题，特别是对于围岩软弱破碎的隧洞(构造发育、埋深不大的坚硬围岩，制约围岩稳定的主要是构造面的状况及地下水的状况)。2施工支洞与钻孔数量施工支洞的设计需要满足以下原则：①支洞的个数除了与隧洞进、出口能否被隧洞施工所利用和有无布置支洞的地形有关系外，主要由施工段的长度决定；②较大的支洞纵坡能缩短支洞长度；③支洞断面能满足施工机械的工作要求；④支洞口和沿线地质条件应较好。钻孔数量是计算钻孔时间、凿岩台车台班和材料消耗的主要参数，与钻孔直径、地质条件和炸药

6、特性有关。钻孔数量应在施工过程中最终确定，同一条隧洞不同地质段落的钻孔数量也不一样。所以在施工规划阶段无需进行繁琐的钻孔数量计算，只要根据经验估算出一个接近的数值就行了。下面介绍一个计算公式，只要将开挖断面积和断面周长代进去便能很简便地算出钻孔数量。，l=1．6S一4√可+1．67C+16式中，n为钻孔数量，(个)；S为开挖断面积，(m2)；C为开挖断面周长，(m)。公式适用条件为：①开挖断面积大于5m2，全断面开挖；②周边施用光面爆破；③钻孔直径D，>45mm；④掏槽孔使用国产乳化油炸药，其余孔使用国产岩石硝铵炸药。

7、3围岩水的防排措施3．1地下水的截流措施(1)地面通流的拦截。在洞口处，若有常年流水的冲沟处，在洞口处应作好围堰和排水沟，使水流绕过洞口而过。围堰高度，应根据历年降水资料和冲沟两边渗流情况、分析确定。(2)洞顶渗水的拦截。由于工程需要，隧洞必须布置在强透水层以下、而洞室两侧和底部均为不透水层，大的涌水主要来自洞顶。这种情况的主要排水方法是采用与主洞平行的旁侧排水洞(见图1)，否则可能有塌方危险。显望!查些里。=三三三}—==图1截流洞布置(3)当含水层间隔组成时地下水的拦截。当各层围岩的含水性质不相同时，应根据地质和贮

8、水情况，在主洞两侧适当位置，设截(排)流洞，并沿洞轴线方向打设若干个垂直钻孔，以便连通各含水层，加强排水效果。3．2地下水的封堵措施(1)开挖前压浆堵水。压浆堵水分为地面帷幕超前压浆和洞内掌子面超前压浆。前者适用于洞室埋藏较浅、超前压浆段不长的地段。通常在洞室轮廓线之外，由地表钻孔压浆，结果将形成一个封闭的堵水帷幕，施工中，由于压