2.3.3 洞身开挖及支护

2.3.3 洞身开挖及支护

2.3.3.1 工艺流程

洞身开挖常用的施工方法主要有全断面法爆破、台阶法爆破、导洞先行扩大爆破、预留光面层爆破等。施工方法选择应根据环境条件、地质条件、断面大小、埋深、结构形式、隧洞长度、设备配置、工期要求、经济效益等因素综合确定,一般工艺流程见图2-6。

图示

图2-6 洞身开挖一般工艺流程

2.3.3.2 工艺质量安全要点

(1)平洞开挖方法根据围岩类别、工程规模、支护方式、工期要求、施工机械化程度、施工条件和施工技术水平等因素综合选定,主要方法有全断面开挖法和分部开挖方法。

(2)在Ⅳ、Ⅴ类围岩中开挖大断面平洞时,采用分部开挖方法,并根据设计图纸要求及时做好支护工作

(3)在地质条件差、断面大、长度短等情况下,开挖平洞采用预先贯通导洞法进行施工。

(4)平洞开挖不应欠挖,尽量减少超挖,平均径向超挖值不大于20cm。

(5)平洞开挖中必须密切注意围岩及地下水等的变化情况。当施工方法或支护结构不适应围岩状态时,必须采取应急措施,及时采用合适的施工方法或支护结构。

(6)与特大断面交叉的洞口,应在特大洞室开挖前挖完并做好支护。

(7)平洞开挖应采用光面爆破。对开挖成形要求较高时,宜采用预留光面层或导洞先行等方式。

(8)平洞开挖应根据地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺、钻孔机具、爆破器材、爆破振动要求等进行爆破设计,设计的内容应包括炮孔(掏槽孔、辅助孔、周边孔、底板孔)的布置、深度、斜率和数量,爆破器材、装药量和装药结构,起爆方法和起爆顺序,钻孔机具和钻孔要求等。

(9)应严格控制钻孔精度,提高钻孔作业水平,特别是控制周边孔和掏槽孔的外插角、开口误差、钻孔深度以及炮孔在断面分布的均匀性,主要应满足以下技术要求:

1)放样定位宜采用激光指向仪、隧道激光断面仪等确定开挖轮廓线和炮孔位置,并准确绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮孔位置。周边孔和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm,其他炮孔孔位偏差不大于10cm。

2)掌子面往往岩面不平整,开孔时易出现孔位偏移,应清除开孔位置附近的浮石,然后在钻杆垂直开孔处岩面钻出约2~5cm深,再调整钻杆至设计角度,以减小孔位偏差。

3)钻杆外插角是控制超欠挖的关键,钻孔作业应定人定岗,并有专人指挥。外插角的方向应与该点轮廓线的法线方向一致,且相邻两茬炮之间的台阶或钻孔的最大偏斜值应不大于20cm。

4)采用手持凿岩机造孔时,应配备与开挖面相适应的作业台架,台架应经监理审批通过,且各作业间高度应便于钻孔作业。

5)钻孔深度应根据孔口位置岩石的凹凸程度调整,以保证孔底在同一平面上。

(10)应采用合理的爆破器材、装药量和装药方式,以减少由于爆破产生的振动和应力波对围岩破坏作用,同时有利于减少超欠挖,提高轮廓线质量。(https://www.daowen.com)

(11)周边孔半孔率是衡量开挖面平整度的一个指标,合格的半孔率应满足表2-1的规定。

表2-1 各类围岩周边孔合格半孔率

图示

(12)施工过程中采用地质雷达等手段进行超前地质预报,施工过程中应紧跟开挖面对围岩进行观测描述,并对围岩的节理裂隙状态进行预测,据此调整爆破参数和施工方法。

(13)地下水活动较严重地段,可采用堵、排、截、引等综合治理措施。可采用以下措施:

1)采用超前孔探明地下水活动规律,测定地下水压力,预计涌水量,防止突然涌水。

2)截断补水源,降低地下水位。

3)对围岩进行灌浆,降低其渗透性或形成帷幕阻水。

4)利用侧导洞、集水井、排水孔或平行支洞截水与排除地下水。

(14)发生塌方时,应及时查明塌方原因及其规模、规律,提出措施迅速处理,防止塌方范围的延伸和扩大。塌方段施工应遵守以下原则:

1)治塌先治水。

2)处理方案未确定时,不允许出渣。

3)加固处理措施与永久支护结合。

4)先加固好端部未破坏的支护体与岩体段。

5)塌落物未将洞室堵塞时,应先支护顶部再清除石渣。

6)塌落物将洞室堵塞时,宜采用管棚、管棚加注浆或预固结灌浆等方法加固。管棚等方法处理塌方时,应预留变形。

2.3.3.3 示例图片

洞身开挖效果如图2-7所示。

图示

图2-7 洞身开挖效果图