兴旺峁隧道快速掘进施工技术.docx

兴旺峁隧道快速掘进施工技术 (1.中铁隧道集团，河南洛阳 471009；2.中铁隧道 集团第一工程处，河南 新乡 453000) 摘要：文章结合兴旺峁隧道现场的施工情况，介绍了 大断面富水强风化泥质粉砂岩快速掘进施工技术。 关键词：铁路；隧道；陕西；泥质粉砂岩；掘进施工 技术 中图分类号：U445(241) 文献标识码：C 文章编号： 10076921(XX)23009702 兴旺峁隧道为长大隧道，地质条件复杂，存在砂 岩、泥岩互层，节理层理发育等不良地质问题。隧道地处 高寒区，冬期漫长，又需连续作业，此类隧道工程的施工 极少，可借鉴的经验较少。 1 工程概况 1.1 工程基本情况 新建铁路太原至中卫(银川)线绥德至靖边段 SJS-V标 段兴旺峁隧道位于陕西省横山县和靖边县境内,设计为双线 隧道，隧道总长 11055m。隧道最大埋深为 219.51m。隧道 平面进口 DK350+499DK352+898.36 段(2399.36m)为半径 6000m的右曲线，其余地段均为直线。隧道内纵坡为 4.6 的单面上坡。洞内设双块式整体道床。 1.2 工程地质情况 隧道通过区表层新黄土具湿陷性，湿陷系数 s=0.0160.033，为非自重湿陷性场地，湿陷等级为 (轻微)。隧道进口处于第三系粉质黏土中，坚硬硬塑， 下伏侏罗系砂泥岩，土体稳定性差。隧道出口上覆新黄土、 第三系粉质黏土，新黄土具湿陷性；下伏白垩系砂岩，强 风化，呈砂夹碎块状。隧道通过基岩为砂泥岩，产状平缓， 层理及节理较发育，易产生冒顶塌落现象。 1.3 气象条件 隧道经过区属温带半干旱大陆性季风气候，总的气候 特点是春季风大沙多，夏季炎热多雨，秋季凉爽多霜，冬 季干燥寒冷。沿线年平均气温 7.88.6，年温差 64.467.4，昼夜温差大，最大达 25左右。年均大风 (8 级)日数 15.227d，最大风速 32m/s。风以春季居多， 夏季次之，风向季节变化明显，冬春盛行西北风。因大风 日数多，逢春夏之交，风沙蔽日，沙尘暴频繁。 沿线冬季严寒期达 6070d，平均气温在-7以下，极 端最低气温多在-25左右，形成季节性冻结土层。一般 11 月开始结冻，次年 3月开始解冻。 2 钻爆施工技术 2.1 开挖方法 隧道采用人工风钻钻孔，非电毫秒雷管预留光面爆破， 装载机装碴，自卸汽车运输，PC200 挖掘机检底和清除开挖 面危石。V 级围岩采用三台阶预留核心土环形开挖，台阶长 度 35m；IV 级围岩采用三台阶法，台阶长度 35m；仰拱开 挖距掌子面 4060m，衬砌施工距掌子面 90100m。 740)this.width=740“ border=undefined 2.2 爆破设计 兴旺峁隧道围岩级别主要为、级围岩，主要为全、 强风化泥质胶结粉砂岩，其特征为：砂状结构，泥质胶结， 具斜层理结构，夹薄层泥岩，层厚较薄，围岩强度及稳定 性受地下水影响较大，施工中易引起坍塌。 由于以上原因，开挖爆破非常关键，应采用微震动光 面爆破，分两次启爆，上台阶单独启爆，中下台阶同时启 爆。上台阶周边眼间距采用 3040cm，间隔装药，级围岩 循环进尺 1.2m，级围岩循环进尺 0.8m，中、下台阶采取 单侧开挖，进尺两榀。 2.3 各工序时间 740)this.width=740“ border=undefined 2.4 钻爆法设备配置 740)this.width=740“ border=undefined 3 施工排水技术 3.1 排水条件 兴旺峁隧道所经区地下水主要为第四系孔隙潜水、基 岩裂隙水，水量丰富，出口为单面反坡排水，排水距离长 且水量巨大，水中夹杂泥沙，对抽水设备损伤较大。 3.2 排水方案 隧道反坡排水采用分级抽排的方式，根据抽水机功率， 隧道坡度等计算，在进入隧道 1500m开始设置大型抽水泵 站，通过排水管直接将水抽至洞外，洞内每 800m设置一处 中转站，设置沉沙池，将掌子面抽出的含泥沙较重的水进 行沉淀，减少对大型抽水设备的损害，同时满足环水保排 水要求。施工作业面采用设置临时集水坑的方式，分管段 进行抽水，开挖作业面的水不允许排放至仰拱作业面，必 须一次性的将水抽至临时集水泵站位置，减少对仰拱施工 的影响。 3.3 排水方式 740)this.width=740“ border=undefined 3.4 设备配备 740)this.width=740“ border=undefined 3.6 排水管理 每个部位的抽水工各负其责，保证自己管段内抽水 工作正常，保证施工生产的顺利进行；每个抽水部位都 应有备用抽水设备，当设备损坏需要更换时，抽水工可与 领工员联系更换，并及时将损坏设备运至洞外维修；当 发生网电中断时，发电机发电首先保证洞内抽水工作。 4 结论 根据现场施工情况对影响大断面富水强风化泥质粉砂 岩快速掘进的影响因素分析如下： 4.1 爆破成型 拱部主要控制药量及超前支护轮廓线；边墙位置与周 边眼位置及药量有较大关系。 4.2 快速出碴 因爆破后洞碴遇水呈泥状，不利于大型机械设备进行 出碴，而提高出碴速度必须利用大型出碴设备，所以爆破 后的快速出碴是关键。 4.3 合理组织工序 洞内开挖作业面为多部位施工，合理的组织各部位的 施工工序达到平行作业，使每个部位不存在等待时间，可 有效的利用人力及机械设备资源，减少投入，提高生产效 率。 4.4 重视施工排水 每个部位的渗水必须保证独立抽至集水泵站，各抽水 工班管段必须明确，防止出现责任不清造成积水过多，影 响施工。 参考文献 1苟彪.乌鞘岭隧道施工设备配套与快速施工J.建 筑机械化，XX，(7)：3336. 2唐志俊,曹久慧.特大断面隧道