水平泥岩砂岩互层隧道超欠挖控制技术.pdf

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1、水平泥岩砂岩互层隧道超欠挖控制技术常伟(中铁十二局第三工程有限公司，山西太原030024)摘要：水平泥岩砂岩互层围岩的地质特点导致围岩在施工爆破后易沿结构面及软弱破坏面破坏，形成较难人为控制的超欠挖现象。以大梁峁特长公路隧道为工程背景，提出了相应的超欠挖控制措施：采用科学合理的控制爆破技术和施工措施，经此处理后，超欠挖值明显减小，开挖面基本平整、光滑，隧道施工过程中未发生塌方事故，拱顶掉块也明显减少。关键词：水平泥岩砂岩互层；隧道；超欠挖；塌方掉块DOI：10．13219／j．gjgyat．2014．

2、02．020中图分类号：U455．41文献标识码：B文章编号：1672—3953(2014)02—0069—03隧道施工中，由于隧道开挖所引起的超欠挖情平岩层鼓胀、破裂和折断等现象。大跨度的高速公况是较难避免的，尤其是在水平泥岩砂岩互层围岩路双车道隧道，水平层理的影响更大，本工程中围岩条件下。超欠挖的控制水平既体现出施工单位的隧较为破碎，节理大面积发育，粘结力差，导致开挖爆道施工技术程度，同时也影响着隧道的工程成本和破后拱顶掉块严重，锯齿形断面常常出现，如图施工单位的经济效益。l所示。大梁峁特长公路隧

3、道位于陕西省延安市志丹县的大梁峁，是延志吴高速公路重难点控制性工程，隧道左线全长为4278m，右线全长为4307m，其围岩主要为水平泥岩砂岩互层。在隧道施工过程中发现水平层理结构面的存在削弱了围岩在隧道拱部的“梁式效应”，拱部岩体容易断裂，隧道开挖光爆效果较差，超挖较多，且拱顶岩石逐渐剥落、掉块，直到稳定后形成矩形的拱，严重影响了施工质量、安全及进度。图1拱顶掉块较多的情况(锯齿形断面)本文以大梁峁特长公路隧道为工程背景，通过在实际爆破操作中，布孔及开孑L位置的偏差、不对大梁峁隧道水平泥岩砂岩互层隧道

4、施工过程中隧按设计爆破方案钻孔、周边孔装药结构不合理及光道超欠挖原因分析，提出了相应的超欠挖控制及水面爆破参数不合理等现场操作问题也是引起超欠挖平泥岩砂岩互层隧道预防塌方掉块的主要措施。的重要原因。对于水平岩层，超前支护的加固作用能够有效1隧道超欠挖原因分析的减少超欠挖及保证施工安全。但是由于种种客观由于水平泥岩砂岩互层围岩节理、裂隙大量发因素，如角度控制、注浆工艺、施工管理等，难以保证育，且内含软弱夹层等，导致围岩在施工爆破后沿结超前支护的施工质量；如果隧道开挖后，没有及时的构面及软弱面破坏，形成较

5、难人为控制的超欠挖现设置初期支护，则超欠挖更难以控制。象。并且水平泥岩砂岩互层围岩中，水平层节理粘结力较弱，由于隧道开挖导致围岩初始应力场破坏，2隧道超欠挖控制措施围岩应力重新分布，使节理部分围岩受力较大，导致2．1完善控制爆破技术围岩向隧道内挤出产生较大变形，严重时会出现水(1)确定长短眼结合的爆破方式：隧道水平泥岩砂岩互层段，开挖循环进尺2m，格栅拱架每榀间距收稿日期：2o14一Ol一02作者简介：常伟(1980一)，男，工程师，主要从事公路隧道及铁1m，为了更好的控制超挖，经过多次实践证明，周路

6、隧道施工与管理工作边眼采用了长眼与短眼相结合的方式(图2)，光面国防交通工程与技术囵2014第2期·成果与应用·水平泥岩砂岩互层隧道超欠挖控制技术常伟爆破出来的效果最好，能很好的控制超挖，节约成时调整周边眼装药量。本。周边长短眼间隔布置，短眼设置在长眼中间，长(5)适当减小周边眼装药量，通过爆破效果调整眼的长度控制在2．2m，主要保证2m的循环进尺周边眼的内移距离。和第2榀格栅拱架的净空；短眼的长度控制在1．12．2采用科学的施工措施m，主要保证第1榀格栅拱架的净空；长眼和短眼(1)采用台阶法施工，适

7、当增大上台阶爆破施工交错施工，一长眼一短眼间隔打出，既减小了炮眼的高度，以便能充分利用大型机械优势，及时出渣、支间距，同时也减小了每个炮眼的装药量；长短眼的雷护，缩短围岩暴露时间。管及装药量必须明确，绝不能乱装，采用并联方式，(2)严格控制超前支护的施作质量。超前锚杆按光面爆破设计的起爆顺序，将上台阶一次爆破完在开挖轮廓线上严格按设计位置及角度打人，注浆成。量一定要达到设计要求。长周边眼，深2．3m，距拱项15cm(3)控制初支封闭和二衬施作到掌子面的距离。短初期支护应及时施作，使围岩表面及时封闭，防

8、止层状岩块掉落，控制拱脚、边墙中部及墙脚的变形。通过加强施工组织与管理，衬砌工作面距离掌子面控已制在60m以内。(4)隧道开挖后及时初喷5cm厚混凝土封闭开I』挖面，防止拱部落石造成更大的超挖。图2长短眼结合方式(5)采取拱部加强支护措施。根据以往水平泥长短眼相结合的光面爆破方法虽然增加了钻岩砂岩互层隧道的施工经验，若支护薄弱，拱部水平眼、装药工作量，也会给钻岩和爆破带来一定的技术泥岩砂岩互层节理面会逐渐张开、失稳、垮塌。塌方难度，但就减少隧道超挖数量、