城市地下快速公路隧道下穿城区施工技术探究

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1、城市地下快速公路隧道下穿城区施工技术探究　　摘要：青岛市胶州湾湾口海底隧道青岛端连接线四川路地下公路隧道上方全部为青岛西部团岛居民区，人口密集、楼群林立。采用小导洞超前分部开挖方法结合控制爆破技术，较好的解决了这一施工难题，实现了安全快速施工。关键词：三线地下公路隧道浅埋城区分部开挖控制爆破安全快速中图分类号：P633.2文献标识码：A文章编号：一、前言7随着城市现代化建设的不断发展，城市规模的不断扩大，城市人口数量激增。交通问题，已经成为制约城市经济发展和社会进步的重要问题之一。由于地上空间资源有限，地下空间的开发成为城

2、市发展的必然趋势。城市地下轨道交通、城市地下快速公路甚至跨海隧道等新的交通体系得到了快速发展。目前在国内，厦门翔安隧道和青岛胶州湾湾口海底隧道都已经通车正式运营，取得了良好的社会效益。胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程是连接海底隧道跨海区段和青岛城区快速路之间的城市地下公路隧道，隧道上方全部为青岛西部团岛居民区。在建设单位组织的国内专家论证会上，专家们指出：在城市人口密集地区修建的双线三车道城市地下公路隧道，跨度大、埋深浅，且受各种条件限制采用了钻爆法施工，这在国内外尚属首例，因而科技含量高，施工难度大。胶洲湾湾口海底隧道接

3、线工程，地理环境复杂，地质条件多样，工期要求紧，施工时如何降低爆破振速，将爆破振速控制在地表既有建筑允许振速范围内，确定合理的爆破影响距离，确保围岩和地表既有建筑物在施工期间的安全性至关重要。二、工程概况青岛市胶州湾湾口海底隧道青岛端连接线工程四川路地下公路隧道总长1638米,隧道上方全部为青岛西部团岛居民区，人口密集、楼群林立。地质勘察报告显示隧道工程沿线地貌单元较多,各地貌单元岩土层分布有规律,体现了自上而下地质年代由新到老、土层结构及强度渐好的沉积韵律。自上向下依次为杂填土、亚粘土、含粘性土粗砂、强风化花岗岩、弱风化

4、花岗岩、微风化花岗岩。隧道最大开挖宽度15.6m，最大开挖高度9.6m，拱顶结构覆盖层厚度在12m～16m，洞身开挖范围多处于弱风化花岗岩、微风化花岗岩之中，以II、III级围岩为主。图1隧道与上方建筑物位置关系断面图三、施工方法1．方法原理7在II、III级围岩条件下，三车道浅埋隧道下穿城市楼群，重点即为爆破振速的控制，一旦爆破振速过大将会对楼体结构带来破坏性的影响。根据《爆破安全规程》以及现场建筑物的实际情况，经专家论证，将爆破振速标准定为2.0cm/s以内。在隧道下穿城市楼群施工过程中，针对II、III级围岩，采用了

5、小导洞超前分部开挖法施工，兼顾施工安全和进度，取得了良好的社会效益和经济效益。小导洞超前分部开挖法就是利用超前小导洞创造出的临空面，降低爆破振速。施工过程中合理控制各分部之间的作业距离，降低各作业面之间的相互干扰，以形成各部之间的平行作业，加快施工进度。隧道标准断面为122㎡，将断面分为五个小断面施工，超前小导洞的断面为38㎡。小导洞超前分部开挖法各部分尺寸如下图所示：图2小导洞超前台阶法施工断面图4.2施工方法在四川路地下公路隧道施工过程中，暗挖段II、III级围岩区域均采用了小导洞超前分部开挖法施工，以降低爆破振速、保

6、证施工进尺。图3小导洞超前分布开挖法施工流程图7首先进行超前小导洞I的钻爆法施工。为了降低掏槽爆破的震动，掏槽采用复式掏槽。超前小导洞的开挖进尺一般控制在1.5米以内。超前小导洞I与两侧II部的作业距离控制在20米左右，以保证I部与II部可以平行进行钻孔与装药作业。由于超前小导洞开挖完成以后整个隧道断面已经产生了一个临空面，大大降低了其余各部爆破开挖时的爆破震动。II部开挖进尺一般在3米左右，每天一个循环即可保持与超前小导洞进度同步。III部和IV部分部开挖，其目的主要是为了保证上方的运输道路畅通。III部和II部的作业距

7、离一般保持在50米左右，III部和IV部的作业距离一般保持在20米左右。IV部开挖完成后，适时施作二次衬砌，二次衬砌距离IV部控制在80米左右。四、爆破控制措施1．钻爆设计采用理论计算、工程类比与现场试爆相结合的方法确定爆破参数。在保证爆破振动速度符合《爆破安全规程》GB6722-2003和设计要求的前提下，提高隧道开挖成型质量和施工进度。由于爆破振速最大值一般均在掏槽爆破，所以采用多重复式楔形掏槽，掏槽夹角50°，掏槽炮眼共有3排，每组（排）个数为6个。7爆破布置原则、装药结构、眼间距等爆破参数见爆破设计图。开挖断面12

8、2㎡，距离隧道上方的8层居民楼15米左右，在隧道下穿建筑物区域具有典型的代表性。该爆破设计主要针对小导洞超前分布开挖法Ⅲ级围岩断面进行了爆破设计。本次爆破设计经过萨道夫斯基公式检算以及斜井和主隧开挖的振速监测结果检验。图4Ⅲ围岩断面小导洞超前分部开挖光爆设计图萨道夫斯基公式计算如下：由于爆破最大振速均出