越江隧道钻爆法施工技术

1、交流的题目：,越江隧道钻爆法施工技术,越江隧道钻爆法施工技术申志军（中铁隧道集团二处有限公司 ）,1 工程概况 2 地质与水文地质条件 3施工特点和施工原则 4 关键施工技术 4.1 超前地质预报,4.2 注浆堵水 4.3 开挖支护 4.4 装碴运输系统 4.5 施工排水 5 安全措施 6 体会,1 工程概况,忠武输气管道建设工程包括“一干三支”全长1375公里。干线从重庆忠县至武汉，三条支线分别是荆门至襄樊、武汉至黄石、潜江至湘潭的管道。忠武管道在重庆忠县、湖北宜昌、武汉军山和湖南城陵矶四次穿越长江。 城陵矶长江穿越隧道工程全长4756m，施工方法包括大开挖法、定向钻法、盾构法和钻爆法等4种

2、方法，其中北岸钻爆法段长745m，位于长江主河床下，隧道与大开挖间用竖井连接，竖井深67.5m。越江隧道纵断面见图1。隧道覆盖层厚45m60m。隧道断面为马蹄形断面，净宽2.5m，净高2.5m，直边墙1.25m，拱部为2.5m直径的半园，采用复合式结构。越江隧道断面图见图2。,图1 越江隧道纵断面图,图2 越江隧道断面图,该工程施工从2004年2月9日开始，10月18日贯通。月平均施工进度超100m。 2004年12月25日二次衬砌结束，平均衬砌超过15m/日。,2 地质与水文地质条件,隧道穿越区为第四系冲湖积覆盖层，基岩为变质岩，岩性以绿泥石泥质板岩为主，部分为白云石质泥质板岩，局部分布变质

3、粉砂岩。岩石级别为级，以级为主。 穿越区基岩中的断层9条，断层性状一般较差，透水性较强，多属中等透水，少数为强透水或弱透水。 穿越区层间剪切带广为分布，其规模有较大差异，宽度大于0.5m的层间剪切带有6条。层间剪切带内岩体完整性差，一般为破碎岩体；其透水性一般较强，多属中等透水性，少量为弱透水性。穿越区地下水按埋藏条件和径流条件可分为：覆盖层孔隙潜水、基岩裂隙水及孔隙承压水。,3施工特点和施工原则越江隧道与一般山岭隧道相比，有如下特点：,（1）隧道处于长江江底岩石中，风险性较大，施工不当就有打通天的危险，江水涌入隧道中，若人员撤离不及时就会有生命危险，甚至导致工程报废。 （2）隧道施工中，上受

4、江水威胁，下受地下水影响，因此，探水治水贯穿整个施工过程。 （3）隧道通过竖井与地面连接，隧道渗水不能流出且渗水量大，竖井深67.5m，需采用大流量高扬程水泵，并需备用。 （4）施工过程中，供电必须安全、可靠、不间断，采用网电和自发电两套供电系统确保供电。,（5）隧道通过竖井连接，运输系统要考虑隧道运输和竖井提升相匹配，考虑安全和经济相结合。 （6）隧道断面小时，作业空间较小，许多工序不能平行作业，施工速度慢。 （7）隧道施工在长江岸边，交通不便。 针对越江隧道的施工特点，制定了“超前探、注浆堵、弱爆破、短进尺、强支护”的施工原则。这是将水下工程和新奥法施工特点相结合而总结出的施工原则。,4

5、关键施工技术,4.1 超前地质预报 超前地质预报采用长短水平钻孔结合的方法，长探测孔3个，长度70m，每60m为一个探测循环，短探测孔5个，长度5m一个循环。 长探测孔采用水平钻机超前探50孔，其中1孔每23m取一次岩芯, 取心率25%。探测钻孔3个，分别布置在隧道中和拱角两侧，每次探测钻孔长度为70m。在钻孔过程中对钻速快慢、冲洗液颜色、岩屑及岩粉的变化、出水位置、单孔涌水量进行观测记录，根据岩芯描述地层、岩性、节理裂隙等特征，并与勘查设计的地质报告比较，从而指导钻爆施工。,4 关键施工技术,4.2 注浆堵水 钻爆法段穿越9条断层、6条剪切破碎带及透水体。施工中根据实际情况确定注浆条件：对于

6、围岩较完整处的涌水，只要涌水量不超过抽排水能力，不再进行注浆；对于围岩较破碎地段，涌水量在10 m3/h以下不再注浆，涌水量在1030 m3/h地段进行部分注浆，涌水量在30 m3/h以上的地段进行帷幕注浆。,4 关键施工技术,4.3 开挖支护 开挖采用全断面弱爆破，炸药为防水效果较好的乳化炸药。掏槽眼为6孔斜眼掏槽，周边眼采用间隔装药，用非电毫秒雷管分区延迟引爆。爆破进尺50cm150cm。采用立爪装碴，矿车有轨运输。爆破后2小时内，初喷混凝土厚5cm，封闭围岩，然后安设锚杆，架立格栅钢架，间距50cm100cm，满铺钢筋网，焊接连接筋，复喷混凝土，及时封闭成环，达到强支护效果。然后再进行下

7、一循环 。,4 关键施工技术,4.4 装碴运输系统 洞内采用立爪装碴、有轨运输，立爪为单臂多方向扒手，电动轨道行走，轨道采用24kg/m的钢轨，轨距762mm；轨枕采用1005mm槽钢，长1.35m，间距1.0m；道岔采用4号单开道岔，洞口和掌子面各设1处，中间间隔200m设1处，扳道器采用手动扳道器。碴石采用立爪装碴，人推0.75方矿车，接力运至竖井底，侧卸入吊桶。 竖井提升采用单钩吊桶提升方式，即选用型矿山凿井井架，1.6m卷扬机提升1.5m3吊桶，设置天轮平台、翻矸平台、封口盘，井筒内布置双层吊盘，地面布置两台10T稳车悬吊吊盘，并布置两台5T稳绳稳车。 运输的关键是竖井提升，平均提升速

8、度为10分钟提升1.5m3松碴，开挖进尺1.0m时，提升时间约2小时。,4 关键施工技术,4.5 施工排水 施工中的渗水主要是岩石中的裂隙水，根据渗水压力可以判断裂隙水没有和江水连通，一方面注浆止水起到了作用，另一方面，覆盖层中的岩石、砂层以及河底淤泥层也有隔水作用。渗水段主要在洞口300m范围内，而江水最深处范围内的渗水却较少。总渗水量为80100 m3/h。 在隧道洞口处设集水坑，集水坑容量为100 m3，为1小时的积水量，安设4台100流量、扬程150m的多级离心泵，安设4台水泵的原则是1台使用、两台备用、1台维修，这样确保3台水泵正常工作。同时，洞内备有小型潜水泵多台，用于掌子面和竖井

9、抽水。排水管为100钢管，通过竖井排到地面沉淀池，沉淀后排入长江。水泵供电系统单独接入。并有发电机备用，若停电，立即启动发电机，首先保证排水。在越江隧道施工中，排水是一项重要的工序。,5 安全措施,（1）安全技术措施包括超前探水，探明地质条件；有选择的进行注浆止水，确保不发生涌水；弱爆破减小对围岩的震动，强支护以防塌方；重视排水设备，确保渗水及时排出。竖井内设折返梯确保在紧急情况下，人员能从隧道内撤出。洞内设防水闸门，一旦出现涌水，人员撤出后立即关闭。电路采用两套系统，网电和发电机自发电，保证排水用电。 （2）安全组织措施包括建立安全责任制和安全检查制度。 （3）安全管理措施包括制定涌水时人员撤离预案并演习，严格按交底施工。,6 体会,（1）越江隧道的关键在于探明地下水，防止出现涌水。 （2）超前水平探水是探测地质情况和涌水的有效方法。 （3）注浆止水是防止涌水的主要方法。 （4）开挖支护时坚持越江隧道的施工原则极为重要。 （5）越江隧道必须配备充足的排水设备和供电系统，保证24小时排水，防止因积水不能及时排出而淹没隧道。 （6）越江隧道钻爆法施工的风险大于盾构法，但投资不到盾构的二分之一。在地质条件明确，