高地应力软岩隧道机械化快速施工工法

高地应力软岩隧道机械化快速施工工法xxx局x公司1．前言软弱围岩的施工是控制隧道施工工期的关键，如何在软弱围岩中实现快速施工，是隧道施工管理和施工技术的关键和重要内容。在乌鞘岭隧道F7断层正洞及迂回导坑的施工中，我们通过合理的机械配备和工序控制、分部开挖、步调一致、整体推进，严格按内控标准进行施工，有效地控制住了流变地质下开挖后初期支护的大变形，实现了高地应力软弱围岩地质条件的隧道快速施工。2．工法特点1）、工序循环时间短、保证开挖后初期支护能及时封闭，减少围岩因开挖后的自由变形过大,有效控制了施工中的不安全因素。2）、工序间距离短：分部开挖上部与下部、下部与仰拱、仰拱与衬砌间的距离较短。3）、大型机械化进行工序作业，工序施工速度快；工序按立体、交叉、平行作业、循环时间短。采用此工法最高可实现软弱围岩月成洞80m。4)、量测指导施工，支护、二衬变形稳定快。3．适用范围本工法适用于特长隧道围岩地质软弱、岩体破碎、围岩应力比高、开挖后围岩在高地应力作用下发生挤压性流变，初支变形较大，施工采用整体式推进,对地应力采取“部分释放、部分对抗”原则进行施工的隧道，同时也适用于特长隧道一般性软岩及破碎围岩段采用上下台阶法施工的隧道。4．工艺原理针对流变性软岩的变形机理、对隧道围岩应力采取小量释放，大量强支的原则，施工中采用无轨运输大型机械化进行施工，通过合理组织和安排，多工序同时作业，循环时间极大缩短，使初期支护及二次衬砌快速封闭、控制工序循环过程中围岩暴露时间，减小围岩应力松弛及松动范围扩展，使围岩与初期支护整体受力，减小开挖后围岩的变形及二次衬砌后围岩接触应力，为隧道施工及运营安全提供保障，同时也完成了软弱围岩的快速施工。5．工艺流程及操作要点5.1工艺流程图本工法包括以下三个工艺流程：5.1.1软弱围岩上、下部开挖法快速施工工艺流程图如下：装药连线爆破装药连线爆破挖掘机上部翻碴上部拱架、网片现场就位型钢、网片准备下部右侧（或左侧）出碴下部左侧（或右侧）出碴上部拱架、网片安装下部右侧(或左侧)型钢、钢片安装上部超前导管或超前管棚（注浆）下部钻眼及锚杆施作上部钻掘进眼及锚杆施作下部左侧(或右侧)型钢、钢片安装上部装药连线上部喷混凝土下部喷混凝土仰拱开挖人工清底仰拱型钢安设混凝土灌注两循环一循环初注史：绢1累)坊、图中加轿粗部分为持关键工序诊和关键线作路，影响侦隧道施工申循环时间办灭2悉)且、施工中爸应根据围搞岩及超前宵支护情况男合理调整刻循环进尺鸽，一般情柱况下由于场围岩软弱式，建议循垦选微择集1.5m译~2.5温m潮间为宜。案仰拱施工蜻长度大致僚为掌子面驱两循环进趴尺长度，脂以保证其恨施工的整敲体推进。吩软弱围岩该上、下部杆开挖法快车速施工工钩艺流程图何5.1.笼2猎机械配置肥流程图：设计及超前地质预报设计及超前地质预报施工方案及施工组织超前支护工序钻爆工序时间出碴工序时间支护工序时间工序循环时间定钻眼机械定钻爆机械定翻碴机械定喷浆机械定超前支护劳动力定钻眼人数定装碴机械定支护人数定运输机械仰拱施工循环时间定挖装机械衬砌工序时间定台车长度定混凝土输送车定输送泵能力是否满足结束设备能否满足调整工序时间否是是否惨注：本流昼程主要根乒据工序时轧间确定隧桨道施工的游机械设备亩的型号、擦功率、尺绵寸、作业战环境要求拐及设备数情量等，最委后形成开架挖、支护椅、运输、趟衬砌四条双成龙配套购、均衡稳桑定、机械爸化程度较狭高的施工愚作业流水爬线。碰机械配置极流程图仓5.1.性3旋监控量测皱流程图如驼下：量测误差量测误差是是分析、研究地质勘测资料制定监控量测计划施工监控量测开挖工作面状态评价监控量测数据处理异常数据判断采取措施结束束否否监控量测流程图初期支护变形量测衬砌净空量测仰拱上鼓量测临时加固稳定性量测施工是否完成断支护稳定性判断稳定异常量测分析报表阶段性量测分析蓬5.渣2伐操作要点驾：卫5.2.址1格循环进尺淡控制庄施工前应得进行科学树严密的施蔑组设计，技确定合理芒的循环进康尺、支护洞参数、工势序时间；减日进度、助日循环数饼、循环进冻尺之间互托为倒数，阔日进度由立工期决定离、日循环甩数与进尺除间呈反比薄关系，如春何确定一皆个合理的给循环进尺合是影响快纸速施工的晨关键；就兆一般软弱社围岩而言帮，循环进暑尺应按如初下公式确赶定：彻L=A-伯B-0.插5桂L钉-停循环进序尺枕蛋A讽-示超前支护路导管长度东，式衡中肝0.5丙m彻为导管施架工时外露炸长度。舍B固-敢开挖后导沃管插留围崭岩长度，扇考虑进尺快的不均衡慨性，应跃取夜1.5秒m仇，保证进绘尺超滩出省0.5统m坡后尚鬼有漆1.0厚m歌的留插。衡5.2.嘱2婆加强超前恰地质预测哲预报勇了解施工任的围岩地见质情况，觉地质情况菠的好坏直集接影响施剩工所采用欺的支护参漫数、进尺隐长短、工湖序时间；梨超前预报黑可采用地虚质雷达衔，吊TSP2听0悦3娇及超前地火质钻等方家法进行。鸡5.2.辱3凯确定合理纺的进尺与凝循环时间村关系览根据工期变及地质情鄙况确定合栗理的日循贡环数和循部环进尺后裂，由循环威进尺确定垃合理的工微序时间，慨在地质条害件所允许评的情况下吴，工序时平间与循环姑进尺呈反详比关系，践但由于地唯质条件及魔施工技术锡的限制，统循环进尺垦不可能无辩限大，同轮时工序时醋间也不可港能无限短挽，这就要中求根据实小际情况确弱定一个合奋理的平衡紫点，既能溜保证软岩转下开挖的宜安全同时粱又能通过软现有施工穿水平实现字开挖后的赚快速支护矿，争取最迫快的施工湿进度；陡5.2.钢4菜确定最佳情的机械配悲置锯工序时间绵确定后，展根据工序劳时间合理雹的选择机纵械设备是刃隧道快速吩施工的保付证，选择乎的机械配竹备应能满礼足工序时婶间要求及章洞内施工宅的条件；惑如喷射混捐凝土工序域，每环喷椒混凝土工叙程数量在为贿14m3宁,枣工序时间映要求貌为渐2蚂小时，则稳求配备混研凝土喷射筛机的能力灶应为每小披时盯8m泼3虽以上喷量炒的湿喷机阶。楼5.2.蠢5独抓工序安唉排及用时狱，缩短循衫环时间梨根据围岩船地质情况雨和洞内作谊业情况，旷合理地进孔行工序布绍置和安排咸是软弱围能岩快速施例工的关键售，在上部过与下部、投下部与仰哗拱；开挖娘与支护，完支护与出债碴等工序徐间根据作雹业空间合睁理地安排汗平行作业笋或交叉作州业，可极败大的缩短凤施工循环废时间，提家高施工能削力和施工仿进度；支5.2.蜻6都以量测指伞导施工，齐确保施工警安全途加强监控雄量测，以冒量测结果宏指导施工歉，通过量进测了解开是挖后初期忆支护变形峰情况，及露时调贿整支护参港数及工序饿间距，确誉保开挖后够初期支护半变形不致累过大造成冬变形破坏彻或失稳。晕5.2.午7雀加强交通兴运输仇由于施工点隧道较长鞭，出碴、不进料机动独车辆较多采，施工中注应加强交皂通运输组械织和管理风，洞内应爽在关键地姜点设置交农通信号标滚志和交通歪指挥人员天，必要时金应设交通年指示灯。效6孔．主要设痛备、机具翁和材料弯6.输1笔材料睁隧道施工雀常用工程葬材料。痕6.撤2所机具设备曲机械设备乒的配置根践据隧道施按工长度、朝施工方案娃等不同而跌有所不同形，设备的咏配备根据娇现场施工迟情况按照申机械配备离流程进行凑配置。就赴一般无轨啦运输施工偏软岩，以架下主要机贷械配备可芳作为参考势。搭无轨运输急施工软弱突围岩主要远机械设备布表右机械类别爬机械名称物型号乱数量阶附注暑支护机械惊风动凿岩速机请YT-2脸8精40娇管棚钻机悦1棒备用窝地质钻机解GXY-崭150洪1太锚杆钻机钳MGY-好60B团3丢混凝土喷厘浆机雾AL-5谜00什1冤双液注浆顶泵谣CGD7杨0敲2绞挖装机械适履带式挖群掘机嫌PC-2浅00晃1客巷道式挖劣掘机克ITC3鼠12认1负德国产歪动力通风专机械凳内燃发电卵机剧400K炎W严2烟变压器向800K采W锈1模电动空压箩机俗L-22址/8择4役轴流通风谋机种55KW电×2大根据隧道街长度选配蹦装运机械窑自卸汽车赔CWB5春20,1沉5t究6咬混凝土运肥输车仗VOLV的O6m奉3怀3良混凝土机再械句混凝土搅顿拌站嚼1000遭L与1垦混凝土输那送泵外HBT6郊0A班2卸衬砌台车饥6m/1萍2m筒1倍给排水机殖械吸抽水机马100m尚统扬程点2浴洞内排水疤用碗深井潜水遵泵魂200Q源50-2佣21/1熄3线1途大流量抽溉水机麻IS10巡0-65史-250悟2兄防突水突转泥设备药钢材加工般机械及电钥气焊设备润交流弧焊较机撑BX1-船250民5损直流弧焊许机菊ZX6-械315芳5精等离子切类割机轧LGK8腔-100民F赴1蕉气焊设备过3膏钢筋切断扔机烛GQ40祖1猜钢筋弯曲祥机缺GW40楚C-1廉1叮磁力钻床示J3C-角JL-3西2轧1扫7趟．劳动组肉织签无轨运输决施工软弱慢围岩的劳靠动力组织闪可以下表担所列劳动御力安排做看为参考象序号耗工序名称赖每循环人盟数井劳动力安馒排敢备注渔1据超前支护纪8优16羽2颠钻爆开挖萌、锚杆施纵工斧16悟32贡3题型钢加设净及挂网该10菊20销4穗喷射混凝氏土攀5央10泉5诊出碴运输适8绝16诞6狮混凝土衬扶砌蕉(祝含防水板麦及衬砌钢草筋血)貌18版36拥7拴辅助生产园人员肿8耍16视8朵管理人员座13狠合计刷159弟8妙．质量要暴求题8.叉1吹施工采用速支护应严雅格按照设真计及规范私进行，对颗超前管棚扭、注浆等符严把工序容质量，防告止开挖后央的塌、掉蛋、溜现象淡发生，保穗证安全和驳减少超欠太挖。谁8.值2坐钻眼深度闹、角度及茫位置严格激按爆破设作计施工，岁控制好循钳环进尺，复宁欠勿超姥。抓好光瞎面爆破控币制。耕8.栽3滔支护拱架劳设要标准缸、连接可狡靠，锁脚驾锚杆施工棍要到位、砖拱架间距叫误差不得游超过规范过要求。必怨要时应对尘拱脚进行猴支垫。脑8.欺4骨喷射混凝慌土应密实堂饱满，不浇得使支护馅拱架骨架到外露。射境工艺应采疑用湿喷工份艺，以提勒高喷砼强侍度和改善纷作业环境章。寇8.宴5世出碴运输发应抓好组乐织管理，怒减少装碴鸟间隙，提店高出碴速搏度。恶8.晚6近砌应严格未按设计和拾规范进行秧施工，严爷格控制欠盈挖，减少血超挖。镜8.7男有初期支护监是软弱围棒岩施工质辉量的关键誓，施工中商应加强初标期支护的壶施工质量尤；做好二师次衬砌、围做到内实梳外光。涌9景．安全措川施俱9.烟1祥加强监控甚量测，以盼量测指导奇施工，确再保施工安令全；烂9.雄2秃施工中严爆格按隧道余施工相关袍安全操作群规程进行层施工，严绪禁野蛮施峰工造成安美全事故；获9.榜3倘掌子面开刊挖后应先泛对掌子面顶情况进行羊观察后，傍确保安全旅后才能进堡行下道工鲁序的施工缸；注9.选4挨洞内设专邮职的安全记员，随时岸了解洞内页施工安全慰情况，必惑要时设置筝安全警戒价；污9.鞭5死搞好工序茂质量，以孕工序质量鼠保证施工积质量，以赞施工质量骗保证施工文安全。亚9.沈5类严格控制钞工序间距冻，防止初渣支变形过驱大造成安虾全隐患。铁1于0样．效益分彼析窗10.赏1斑通过对无学轨运输机嚼械的优化橡配置和洞突内施工工团序的优化恋管理，提压升软弱围梳岩隧道施式工的能力咳，加快了晒施工进度扎；群10.阶2动通过监控循量测指导渡施工，保烤证施工安萍全，同时震对围岩变盆形进行了掉解，合理享确定预留舞变形量，骂减小隧道减施工超欠危挖，节约贯施工成本赶；迫1然1挑．应用实沿例貌乌鞘岭隧雨道全木长国2005勾0盏m款，为左右幅线分离电裁气化铁路皮隧道，是尾亚洲第一疑长山岭铁逗路隧道，通最大埋图深睬100情0蹈米以上，航线路纵坡妻为凝1咳1床‰著，全隧穿史越帽F迁4绕、于F犬5响、捧F下6寸、仆F联7火四个构造督大断层，和从宏观地鉴质上来看左，整个隧境道一半以信上处于四否个断层影迷响带内，碌可棉将脏F4~F满7枣间地质情辞况视为一蛋个较大的耐地质构造振的断层影拘响带，断额层内主要式以千枚岩旦、板岩、花砂岩及泥录岩为主，封石质极为愤破碎，自笨稳能力差条。其虎中就1跑0版号斜井施妨工佛的走F逢7渔断层，洞仪身穿越断榴层长陆达荣83剂7提，石质挤纵压严重，报围岩处于顾流变状态郊，开挖后笛围岩自稳局能力极差滑；地应力胆较高，支幅护变形极的大。施工顷中我们根仆据设计合含理确定施俊工工序，孕通过对开箭挖、支护繁、出碴运贡输、二次题衬砌的机衰械进行科初学合理的刘配备，形勺成以小导把管为主的社超前支护引及开挖作州业线、逐以颠AL50使0雪湿喷机组拢为主的支件护作业转线猎,浓以郑ITC3猴1馒2苍挖装机螺、执CWB5邀2受0洁自卸汽车绘（角15t集）杰为主的运刊输作业线沈，下以搜12勇m矛（椭圆形什断面）绵和爆6志m益（圆形断炮面）液压释台车脏、朝HBT6颈0蜂A哨混凝土输室送泵拍、荣VOLV支O6m冻3投混凝土输彩送车为主讽的二次衬泽砌作业线均，形成一裁整套配置坟科学、能疯力均衡、眼性能稳定移的隧道施宝工机械化哭生产作业网线，通过要对工序的异合理优化维和组织，微加强施工乌中的监控臂量测，以妹量测指导兰施工，取岂得软弱围瞒岩下的快产速施工，洽提升了软孙弱围岩的伟施工能力惊和水平。叶实现了软衡弱围岩流洞变状态下密施工的正袍洞（开挖挠面面积毅98m押2小）仔月掘窑进居10拦3践米和成哪洞才8似6赞米，迂回榴导胳坑排(疯开挖面鼓积麦54m菊2袋)授成菠洞贸13衫8纷米的软弱类围岩施工旁水平，为属保证乌鞘盾岭隧道建奸设的总工视期起到了超关键作用权。靠附一、乌愤鞘岭隧棍道燃1星0述号斜事井摇F饮7棉断层施工珠工序内控拐标准蔑序号歇内控项目讯内控