钻爆法隧道施工关键技术

钻爆法隧道施工关键技术地下工程系刘勇

刘勇

博士，石家庄铁道大学土木工程学院地下工程系教授，硕士生导师

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内容安排概述隧道开挖方法隧道施工工艺力学特征一、大断面隧道力学特征和施工特点(1)开挖后，隧道周边围岩出现更大范围的塑性区和更大变形，围岩自稳所要求的围岩强度更高。

(2)隧道拱脚和边墙脚处的应力集中更严重，要求有更高的围岩强度或更好的地基承载力。

(3)隧道拱顶更不稳定，拱顶围岩存在拉应力区，拱顶岩块崩塌的可能性更大。

(4)产生拱作用要求的埋深更深，浅埋隧道的埋深范围更大，浅埋隧道的松弛压力更大，浅埋隧道的辅助施工措施要求更强。施工虹特点(1看)除衫围赢岩滋的隶整俗体愧性挪外躬，革围扮岩绩自群身僚强撒度茄对斯客恰运伯专步线猛大斗断题面腾隧州道蜻施备工络方资法目的蓝确雹定黑、杰隧镰道故的部稳沈定心与绵安伏全昨有搏较惭大抱影目响跟。(勤2穗)紧兵支总护说、故勤狡量妇测垃更智为婚重锅要煤。(狗3晓)对垄于信洞单口创段报、恭浅龄埋骨段招、土偏徒压爆段耐、涉破题碎扯带辣、耗堆笼积揪体议、纳黄膀土蚁隧写道胖应厌坚锤持“断局面寨化泳大蚕为赶小急、帽短绑进慎尺追、俱弱斗爆储破刻、晋强米支痕护邮、仍勤旷量线测拘、增早进封街闭偿、呼衬父砌累紧遣跟”的原羞则。隧营道缝工指程徐特房诚点隧让道邪工陶程觉全俯部汉为隐泄蔽炒工防程，斗工艳程债地泻质录和侵水妇文蚁十开分季重禽要音，还甚唐至汤起聋决陈定蜂性裳的郊作碍用踩；隧道榜施工工卫作编面阔少(正疯常翁情瓣况仰下迟只拦有期进蓝、嫂出折口蝇两鉴个宰工举作甚面)，工北期较额长；隧道施工么环境翅差，采挪取有箱效措臭施加叶以改团善；工佛程露施水工速不吹受刑季尽节角变养换哥及罗气毁候恒变币化惧的贞影待响抄；施工获工地即一般城都位举于偏避远的宇深山盯狭谷俗之中轮，往殿往远国离既娃有交稀通线扑，运胆输不剧便，哑供应铺困难乏；隧道纷埋设感于地完下，蚂一旦毙建成席就难庆以更乞改，练所以姥，除排了事塑先必每须审以慎规闸划和地设计违外，若施工权中还渴要做汤到不地留后末患。地形忙、地帽质的徐特殊宇性是斩否浑有补限匪制乘条旬件必唯要崭时场与箩辅谣助阴工省法哄配务合要蛮尽按量宝采铅用乱能哲避石免准围腔岩肌松效弛堪的蹄施龄工洋方霸法尽量损使支赴护及体早封远闭，短避免涌多次泼扰动阅围岩色，控惩制初宵期支哑护位师移、层变形施宽工串组错织堤的递统岭一洋协泥调魄，倒在胜同捡一迹隧成道羡中工尽同量棚减映少薄工伐法懂的喝频缸繁闭转灰换尽量感采用姑机械懂化施蒙工，象提高就作业萌效率吹，加前快施合工进帝度二、见选择秤施工更方法甘的注近意事画项三击、侧隧脾道疫工寺程征施辆工耀流组程服及文施课工悉要骨点隧垦道团工稿程然施精工废流摔程施工逢准备—明允洞帖、孔洞影口忌工稳程—隧道若开挖摘（辈监欧控他量笼测击）—一次医支护少（监崇控量测）—防殃排少水—二南次茅衬法砌—附属偶设施—工程饿竣工没验收隧道妥工程渡施工岩要点隧道复工程侧的施掌工要座点，果归纳游起来旬就是保吵护嫂围针岩内葛实疼外他美重罗视撤环化境动宽态早施炎工“两保鼻护廊围迈岩颠”翻：样一河层危含惩义甚是古不拜损航伤萝围棋岩党或挥少不损萄伤丧遗失留本围斧岩拉的夫固杜有滋支卧护根能狭力次，岔这裤可民以怎通侵过负采明用田机轧械商开极挖螺技坑术脊和摄控令制怨爆踢破盖技爱术朽予牺以隶解帆决幕；味另筛一樱层绵含渗义功是格通驴过龟各遗种羞手亭段观和忘方妹法仔，熊如倒采晃用塌支由护仰技接术企、轨加幸固乳或屡预锣加六固悟技弦术稿以脏及屿各固种浅辅押助幸施剧工兼技能术聪增滋强违围壶岩纺的自夫支败护泪能棵力。隧滤道貌工顿程爆施处工遮要铃点“内实粪外美葱”，件关键庭是内饼实。环而内油实的元关键那就是投要做浅到“讽四密里实”朽，即混凝肉土密盐实、哑喷混部凝土凯密实收、喷所混凝告土与族围岩晃密实乏（贴节）、饿二次堂衬砌薪与初是期支字护密淘实（梅贴）。这墙牵涉膊到混请凝土细、喷臭混凝坚土、北回填宪、支正护接彩触等淋技术帖。新意奥泳法睬的维基艺本捞原楚则棚是悼采担用左合嘉理钻的吹支努护剪手先段堪，通发培挥级围膝岩萍和域支岗护替系丸统禽的共什同喜作巨用，而罪这种否共同角作用柴只有龟与围辈岩同盾支护惭系统紧密颂贴合时才牢能被误充分予利用益。因例此，懂必须孤进一兰步控叨制光鸦面爆宵破的蝇效果著，避骑免过陡多的嫌超挖坡或侵灭限，篮喷射恋混凝激土表赖面尽虽可能泛平整丧。为奔保证随二衬钉和初昆衬之意间的婚密贴啊，在贡挂设掩防水树板时仰必须翅保证扔有一坡定的松弛舍度，这甩样才答能保弹证衬译砌混龄凝土甩浇筑总到顶右时能墓够与灵初衬秒拱顶群密贴暗。如掘果防浪水板裂敷设卫不好量，在换拱顶有会限街制混传凝土窝造成各二次晃衬砌皱拱顶壤出现物空洞厕。隧班道搅工张程横施沟工汇要抚点“重视套环境葵”也外有两甩层含埋义：趁一层宜含义奇是指内纳部没环陡境，即她施工猜作业辣环境词（主港要是定指施右工通疮风、责集尘排技术些、减营少回协弹技姿术）斑，另蓝一层死含义星是对外蜘部礼环拼境，即洽对周驶边环托境的符影响爬。“动等态施籍工”衬是指订隧道封施工欣过程群中的披地质滔条件芒是不觉断变仔化，锦其力膜学状滑态也章是不放断变拌化的磁，因烫此，是施工音过程讲就不策可能拌是一喂成不净变的矛。隧谨道稼工议程古施担工俱应无遵剖循晋的江原吊则（1）因做为围岩封是隧平道的帖主要肌承载撇单元，抖所须以岔要酱在乱施兄工扭中组充障分垫保稀护筒和悦爱宏护伞围昏岩数。（2）为后了充俯分发壳挥围镰岩的阿结构申作用秒，应允卷许围肥岩有攀可控直制的祖变形棕。（3）链变杂形快的难控戒制毒主岭要田是祥通狸过支护瘦阻力（共即秧各倦种章支坝护彻结米构孕）构的瞒效荡应首达庆到展的碗，虫加度强初蜘期走支睛护施屡工程质诊量酿控僻制劝势盛在央必炕行狭。（4）溪在谈施劝工救中纸，屋必际需否进淘行赛实司地漫监肉控油量振测筐，线及絮时轿提壶出刚可叶靠奸的咏、爬足扯够哨数悬量薄的州量赏测体信夺息阿，锅以指捏导裤施脊工混和启设功计。隧道层工程趁施工粮应遵膨循的已原则（5）但在杂选却择壁支门护越手战段各时吐，挤一述般穗应贤选彻择口能大锋面乘积颠的尸、返牢吨固国的亏与涌围窗岩厚紧邀密失接铅触楚的软、辣能动及混时多实付施晃和翼应展变刊能傍力责强家的遇支着护轮手稀段顶。（6）隧趴道施爸工过厚程是券围岩赢力学宏状态丸不断注变化稀的过拔程。（7）宰在支任合何氏情问况剪下鞋，萄使啦隧射道援断痰面浆能现在较崇短冈时歉间匹内德闭惊合是极勇为重奥要的糕。（8）为疲保证镇二次陷衬砌标的质馆量和拿整体答性，在撞任桨何灯情哗况会下挎，购都峰宜代采袍用艰先孔墙扫后条拱勇的表施织工奥顺兆序。（9）在挠隧道茶施工扰过程仪中，蛛必需则建立“钉施烈工畜图胁设得计—地味质咸核溉对—施工判检验—量测兔反馈—参兆数音修么正舍”的财一清体贩化袜的构施放工民管提理集系弊统太，浑以吗不荡断估的训提弊高还和蹲完肃善恭隧搞道摊施磨工宝技晶术顿。四色、厚洞博口浊工坝程隧道挣施工丧的洞兼口地乎段，忍是指苍隧道跨进口(或简出爱口)附近婚对隧岔道施榨工有漂影响刃的地棋段，敢该地林段通巩常因葛地质伸地形粮复杂商需要牌做特狼殊处著理。(一)洞陕口克地统段堵的鼠一师般扣概朗念在阻场市地落清油理壮作宴施挠工恐准效备瞎时乎，燥应鲁先鸽清间理灿洞敏口避上密方守及强侧举方劫有液可已能障滑技塌增的并表耍土租、蹦灌胞木仅及格山仇坡卧危何石肥等跳。洞口惩施工舟宜避忍开雨酬季和考融雪妹期。洞口留部分拜圬工挣基础长必须啄置于率稳固中的地讨基上莲。洞门远拱墙卖应与宅洞内陡相邻谨的拱睬墙衬锻砌同字时施难工连蓄接成装整体怕，确接保拱艳墙连罩接良浴好。洞口厌段洞郑身施葬工时越，应击根据斑地质漫条件晌、地围表沉踪蝶陷控未制以愧及保僵障施拢工安冈全等止因素佩选择敞开挖惨方法缺和支只护方药式。洞岸门送完预成顶后善，帽洞凯门面以观上哪仰糕坡内脚这受冒破举坏注处伶，泉应其及立时败处汪理愉。(二)洞口揭地段项施工华注意电事项(三)洞驻口唉地顷段在地蔽层圆的伯加今固驰措界施洞口肺位于妙软弱多土层丘地带探，如船第四飘季的吨冲（先洪）尸积层缺、残作积层炸及人替工填溜土等吼，采贝用高犬压旋售喷法毙、深宫层搅籍拌法袄、抗吐滑桩脾、钢种管桩恩等加塑固地层届为堆理积层仅、断撕层破猪碎带谋、砂砖砾土龄、砂待土时委采用匀地面口注水井泥浆披或超孤细水逼泥预恨加固有犁地毅下命水着地晨段慌，沿临框时稼止搬水仙注贝浆鲜可汗采捐用急水担泥-水迈玻立璃耍双浓浆仔液(四)明洞唐及洞棍门施鸦工注合意事冈项明余洞帅混蚁凝友土善的存灌马筑同应发设匹挡视头地板粮、前外医模稼和可支驱架遵，吼明垄洞排混担凝茂土烈应芒整师体杆浇凡筑拱鸣圈喝混傻凝跑土玩的谊灌膏筑丽强陪度济达塌到宜设还计怨强炕度躬等帝级帅的1椅0析0％，秘且拱拒顶回胳填土市高度稻达到0罪.恐7摘m时方那可拆用除明掩洞拱忘架端挪、条翼袄墙握模阳板侧及厅支休架灿拆腐除圾时位，棒混捏凝棒土绘强屑度疼必匪须候符须合楼设露计玻要聪求投。区设洲计滋无孩要渡求讽时拜，鼻混那凝换土颤强饺度躁必偷须涨达芒到富设赔计茎强喊度毕等且级绞的1明0秘0％，巾非承陵重模慈板拆净除时哀混凝宴土强鉴度不从得低甚于8M掌Pa五嗓、卫超执前赞地涉质同预还测容、震预骡报施工继阶段跑应将药地质鬼预测顺、预吐报纳始入正绢常施猾工的婆工序羊中(一)概阔述广戴义峡定祥义根龄据王隧礼道液洞露内无外夫地诞质硬调浑查择、店掌缝子猪面璃素徒描济及却隧剑道执开缴挖点揭旗示殿的桃洞象身枣围洗岩债条刮件呜的竖变崖化碰趋旨势巡寿、跟洞竟内祥外刮构遣造班相胞关叫分压析良结设果容，打或午运慌用寺地承球磁物查理沫探央测好手伙段角对域隧钩道喝施录工沟掌蒜子掉面币进垒行野探混测遇，勇运邪用里各询学靠科摄知联识灾，浓结绣合竖预晋报烂人厌员乏的裂经治验趋，扩对继隧换道剂工接程狗可绸能禾遇喇到条的特各网种讨不忠良宏地币质绞体沃及绣因升此挑可杠能屈发雹生廊的丈地马质壳灾腥害休的程性腾质胳、殖分株布去位块置华、茶规魂模流的睬判心断叙和排预胀报捐，奶并宏根卸据捕判婶断皮和凭预幸报腾结兵果眯提宴出堆相侄应穿的阵预资防威和第处帝理规措搅施报。定之义包艘括趟三顾个臂阶带段落的罢预怪报工程塑可行转性研秋究阶悦段的储预报工悲程仇勘泳察浑设碧计尘阶阀段再的偷预善报工程爱施工虽阶段邮的超汗前地痕质预吊报涌疯水钱量初及习涌歼水竹水摊压登的猛预令测虏预名报较是策地独质娱超未前徒预炮报励的工重睡要龄内池容凳之止一狭葱义杀定练义施工直期超烟前地镜质预展报开乖展唐地罩质忘预加报毛的柱必休要绒性勘很测已设析计匹阶杀段犯的迅地堆质要工械作条量坑投积入疯有将限勘测毁设计听阶段岩的地辈质预掀估预跨评价句是对哄隧道秘所处简地质从背景异的宏粒观把性握，析不可晕能对胆复杂究的地眯质情裁况作挥出微警观的收把握复触杂六长妈隧劈燕道显的付地腔质迷变匀化蚀对皆施丧工竞方境法逮及寻工忌期岗有槽决租定她性逃的生影堆响人亮为烈作下用委引危起瓶地裹质臂的泡变悔化浪只纲有苏在缴施扔工堆期汽才况有思所扔体拜现施工忧期对奏地质拥的要界求更谢高地寺质赢超加前炊预绘报锤的本主猾要算内崭容断层禁及断随层影箱响带虑的位流置、喊规模启及其刘性质软弱汉夹层汤的位追置、势规模僻及其已性质岩然溶严的兔位莲置遭、趴规贵模磨及问其裳性耕质不予同瓜岩凭性况、蝴围皮岩添级分别觉变碗化沫界添面早的狗位释置工继程奶地元质进灾斧害糟可馋能促发寄生州的胸位帆置体和袍规冷模含职水线构们造种的服位究置复、制规音模善及喂其曾性持质地质破法超间前地佩质预椅报相关息关系愚法趋活势奋外甚推帅法断层框参数浩法主烤要痛依夜据捏：隧道潮洞内是外地溉质调登查结撕果和傅隧道宇施工偶期掌壮子面育的地笼质条命件调鼠查结够果相关叙关系那法：通过其地质壁作图鸦及构挤造相汗关性跑分析胆，由虹地面甲构造崇产状从推测乔其在冈地下德隧道偿穿越沃深度倾位置四的出油露位取置。趋捉势呀外服推艺法虎：由箩掌欠子刚面泻的纺岩唉体编结黎构问面贡产挪状披及量发岂育唐状脑况茅、城岩陡体描破货碎净程融度涂、既岩过石折的忠变蜜质美程书度达等泰变诱化千特雪征鞋推示测榜掌钱子停面灿前形方短一粱定悼距猪离惧处挂可兄能勿出萄现孙的语构叹造洪及业其贷性幕质(二)不毒良战地轨质铲体跃超尘前聪预社报涌方让法洞内地质调查地表地质调查掌子面素描趋势分析构造相关性分析地质预报地质吗法超雀前地炭质预根报有滴牢绞固劫的聚理时论闲基繁础不占侧用或怜极少桂占用浪施工棋时间适疤用得性夫强成缘瑞本追低优城点数伸据淋有暂限有一律定的革误差缺溉点超您前糠水托平杏钻再孔烤法主要晶依据犬：钻进然速度犬、岩含芯采柜样率巷、钻甲孔岩桨芯鉴菌定和崖必要课的强雪度试唉验预报婶内容岛：岩层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腹也适压用于依地下燃水丰狸富的救软弱锐破碎兵围岩糕。(四)超前莲深孔晓围幕池注浆正洞平行导坑(c)平导超前注浆正注浆区域已注浆区域(a)洞内超前注浆(b)地表超前注浆(五)水臣平争旋炸喷词预冷支陵护使用挪旋喷领注浆机机，漏沿着赖隧道昆掌子肝面周凭边的祝设计齐位置笛旋喷劈燕注浆田形成猫旋喷袋柱体供，通缘瑞过固扒结体恐的相胖互咬小合形林成预骄支护询拱棚估。一般铁每根急旋喷牺体，基首先拴通过炸水平标钻机早成孔撇，钻风到设犹计位潮置以俩后，涉随着伸钻杆铅的退咬出，鞋用水弃泥浆缘瑞或水鼠泥一锦水玻创璃双扛浆液生旋喷踩注入凳钻成技的孔欺腔，法通过捞高压弃射流菊切割屑腔壁链土体铺，被完切割渣下的漏土体惕与浆皮液搅芬拌混砍合、徒固结肚形成胳直径60瞎0m当m左伟右昂的寺固夺结妖体遇，部同吸时刘周菌围痛地中层肺受旦到桌压赵缩趟和琴固糟结施，视其姨土岭体督的喂物面理炉力盐学头性响能培得北到—定程牧度的林改善冻。(六)机字械娘预药切区槽励法用妄预亮切秃槽掌锯六沿斗隧汪道评外萍轮衬廓误切—条宽15～3飘0衬c魂m、长粘约5宏m的服切盘槽视。在切馒槽内筒立即防填充支高强毫度喷贞射混述凝土死，形顽成长3～5m的整板体连殿续拱凤，两哥次连骗续拱规的搭伴接长你度为0符.右5～2攻.活0云m，难视扭围教岩筒的计不颈同薄而奥定荐。在利安扬全积稳忍定罚的育作码业蹈环卸境鹊下妇，伍用肌挖串掘否机谈或阔臂径式勺掘壤进店机疮开守挖痛前飞作见业宴面歌。必上要饲时拨，烂作宣业湖面亭装友以锦玻纽奉璃迅纤卷维其锚葱杆敬，涂以拴稳携定再作屡业甩面框。尝随者后澡在绩作火业五面溪上胁喷住混葵凝渗土雪。紧随卸其后燥，安益装隧丢道防欠水层奖，进必行二令次衬萍砌。隧阳道宪常医用搭辅经助屋工起法八、栗装渣聋与运禽输(一)装朱渣装渣永就是编把开源挖下收来的皱石渣福装入正运输阁车辆姿。1、此渣我量拉计燃算出渣白量应恨为开带挖后妨的虚膝渣体璃积，绍可按打下式毯计算览：式兔中牌，Z—糟—单循负环爆葱破后拣石渣辆量；R—龟—岩膀体孝松升胀弃系敬数桂，协见弊下湿表护；△—丑—超白挖卡系半数直，亩视薄爆忆破招质督量扶而钞定余，谷一升般营可物取1友.善1冶5~1便.浙2尿5；L—们—设孙计煌循弯环拨进承尺访；S——开逢挖宁断拦面愿面计积。岩体级别ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ土石名称砂砾粘性土砂夹卵石硬粘土石质石质石质石质松胀系数1.151.251.301.351.61.71.81.852、装间渣方朋式装渣城的方雁式可集采用人力抄装渣宴或机炎械装绘渣。人背力五装霞渣江：劳救动有强致度匪大扁、著速衣度够慢晃，抚在辈短收隧孤道纯缺策乏存机回械长或谣断鞋面温小最无锐法脊使粥用租机逮械绘装篇渣达时趋才嘉考勤虑序采强用重。机偷械也装氧渣释：速侨度表快酒、少可成缩距短庙作案业隆时垮间危，锣目餐前取隧亮道禁施保工搁中生经邻常化采停用想，脱但拥仍亭需岂配糊少读数哑人下工腔辅叶助首。3、涌装骗渣全机毅械隧福道末用央的腿装全渣饿机英又卡称钉装今岩肆机而，对要基求橡外忘形粘尺崇寸侨小炎，转坚爆固卸耐奖用叨，吓操奸作园方无便杂和污生灿产僚效狐率惊高硬。装渣聋机械暑的类必型很铸多，窜按其抄扒渣哀机构谷型式看可分坝为：迎铲斗状式、膀蟹爪煮式、厕立爪或式、陈挖斗轻式。装约渣等机若的气走痕行仓方定式互有择轨连道摘走复行院和工轮桥胎损走围行才两徐种积。轨精道叛走盖行驾式是装萍渣箭机组：嘱须颜铺版设第走窝行联轨拔道怪，仁因勤此骗其漂工秒作住范针围砖受贩到碰限猾制是。轮胎至走行棕式装废渣机咸：移羡动灵苦活，夏工作萍范围窗不受愉限制阔。但嫁在有严水土启质围惩岩的膛隧道蓝中，飞有可珍能出凶现打也滑和醉下陷。14231-行走部分；2-铲斗；3-操纵箱；4-回转部分12321451-蟹爪；2-受料机；3-机身；4-链板输送机；5-带式输送机12345611-立爪；2-链板输送机；3-机体；4-立爪(左右位置)；5-机架；6-立爪(前方位置)(二)运肆输隧搅道廊施肥工嘉的挡洞矩内停运决输(出抖渣录和倦进窃料)分为凤有轨粥运输息和无民轨运冰输。1、有急轨运趁输优威点泼：践基炕本台上钢不果排百除浑有护害宋气戴体惰，材对辉空孕气冰污发染北较歼轻秀，朽设延备认构歌造孟简术单鉴，虏容壳易巩制肚作集；末占火用典空喉间雀小卖而峰且检固岛定纷等愈。缺颤点暂：遮轨怎道顿铺饶设致较滴复均杂锣，右维闹修异工亮作缴量部大志；疼调什车凉作捧业棵复狸杂补；忧开微挖树面范延帐伸秃轨圾道灶影择响拜正艇常虹装杀渣煮作柱业赖等呀。出渣辨车辆有率轨圣运下输忽较胞普晶遍计采搏用眯的烛出浩渣拐车牙辆央有许斗蕉车蛾、艰梭罗式视矿氏车巩和抖槽堤式泪车找等渗。斗翻车和是香应粗用益最坏为螺广姓泛戚的州出转渣香工练具贵。父断娇面者形秃状拉多名为V形和U形，瞒容积继一般夹为0蹄.熊5~1.障1m3。小背型斗懒车具签有轻里便、凶灵活拣、周称转方粥便等著特点处，但笋单个垦斗车崖调车照需占装用较宾多的供作业守时间寒。梭式猾矿车适由