中导坑法在短隧道群施工中的应用
第8卷第4期2009年12月
广东交通职业技术学院学报
JoURNALOFGUANGDONG
V01.8No.4December2009
COMMUNICATIONSPOLYTECHNlC
文章编号:1671・8496-(2009)04-0041-03
中导坑法在短隧道群施工中的应用
王大洪
(广东省长大公路工程有限公司第三分公司,广东广州511431)
摘要:通过对清连高速公路B5合同段的4座短隧道掘进方案的优化设计与实施,有效地降低隧道超挖欠挖数量,达到降低成本和提高工效及确保施工安全和工程质量的目的。关键词:短隧道群;中导坑法;施工技术中图分类号:U459.2
文献标识码:A
ApplicationofCenterDaokeng
Method
intheShort
TunnelGroupConstruction
WANG
Da—hong
EngineeringCo.Ltd.,Guangzhou51143
(Branch3,GuangdongProvincialChangdaHighway
Abstract:Based
1,China)
on
Qinglian
safety
HighwayB5conlractsectionoftunnelexcavation
to
schemeoffourshortofoptimization
to
designandimplementation,effectivelyreducetheamountowed
digtunnelsuperdug
reducecosts
andimprove
efficiencyandensure
and
qualityofengineeringconstruction.
Keywords:shorttunnelgroup;CenterDaokengMetllod;consmactiontechnique
2中导坑的施工工艺
l工程背景
中导坑法顾名思义就是在掌子面中央开挖一
清连高速公路B5合同段总施工长度为4.93km,其中有4座短隧道,分别为白须公2群(长度m)、3群(长度240m)、钟(长度150m)、5≠}(长度145m)隧道。4座洞长累计670m。4座隧道
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个小导坑,而小断面超前掘进的方法。对于双连拱隧道的开挖,它是首选的施工方案,但它又必须根据围岩级别的不同而采用台阶法才能形成中
导坑,受该施工方法的启发.在白须公2札5撑号
隧道施工中I~Ⅳ围岩采用中导坑法进行旌工.在施工安全、质量、成本、工期等方面.取得一定的成效。
中导坑法的施工工艺。它适合于围岩等级Ⅳ(含Ⅳ级)以下的洞身开挖,当成洞面成型后,在掌子面的底部中央放样中导坑的周边尺寸:5m(宽)x
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分别处于各自独立的山体中。相互之间由高架桥相连.施工便道无法直接连通。各种施工设备的一次性投入或转运耗时且耗财。施工成本无法降低。据有关文献,钻爆成本约占隧道施工成本的30%一50%.爆破器材消耗成本则占钻爆开挖成本的lO%~18%。降低钻爆开挖炸药单位消耗量,只能从掘进的方面入手。通过对全断面法、上下台阶法、预留核心土弧心导坑法等常规的施工方
m(高),然后按钻爆设计要求实施钻爆作
业,钻爆设计如图l、2所示.先在中导坑的中心钻一掏槽眼。直径050。孔深4m。然后在以掏槽眼为圆心、直径为20cm圆周上等分圆周钻6个二圈眼,直径均为5cm.依次在以掏槽眼为圆心,直径为60、100、140、180、220、260、
案进行研究,找到最佳的施工方案——中导坑
法,该法通过在隧道掘进施工中的成功运用。在安全质量及成本方面有着显著的效应。
收稿日期:2009-05.18
作者简介:王大5咚,(1967-),男,工程师研究方向:路桥工程
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300、340、380
cm等圆周上等分圆周钻4个三圈
眼、四圈眼、五圈眼……十一圈眼,直径均为5cm,相邻圈眼的炮孔呈梅花型布置,每茬炮的孔
深3.8m.每天循环进尺约8m,采用气腿式凿岩
机成孔。通常根据围岩级别的不同。中导坑可以超前于全断面掌子面40~100m。装药结构:中心掏槽孔的药卷为连续串联、二圈眼空置不装药、其他炮孔的药卷为间隙串联.间隔视围岩的级别不同而不同,一般为20--40cm。
当中导坑成型并超前一定距离后,为加快施工进度,可以开挖掌子面的其他部位,先测量放样掌子面的周边轮廓线。并标记各周边眼的位置.拱部周边眼的间距为50cm.边墙段的周边眼间距为70cm;后放样其他辅助眼的位置.炮眼呈梅花型布置。同一圈的眼距为80cm,相邻
圈的眼距视围岩的情况而定。一般为8肛100
cm。
岩石坚硬密实的取小值,软石取大值。装药结构:周边眼每孔装5卷药.在孔底及中间各连续安装2卷药卷,孔口处仅装1卷药卷;其他炮孔的药卷为间隙串联,间隔视围岩的级别不同而不同,一般为20cm。起爆顺序先内圈后周边眼。具体如断面爆破顺序示意(图1)及断面炮孔布置示意图所示(图2)。
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/—、.、
⑦
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图1断面爆破顺序示意
图2断面炮孔布置示意
3中导坑法的作用
(1)中导坑是在隧道大断面中开挖的小导坑,通过小导坑能直观地展现整座隧道围岩的实际情况(图3),起到超前地质预报的效果。为隧道的
万
方数据动态施工提供第一手地质材料,能及时调整隧道的初期支护,确保了隧道的施工安全和T程质量。
图3白须公5群隧道中导坑贯通后的照片
(2)节约炸药量。由于中导坑挖掘成型后,充分利用大掌子面作为临空面(如图4),通过多排药包同时起爆.形成平面药包作用.增强了炸药的破碎和抛掷作用。同时产生的临空面多,岩石的夹制作用小.为后续段别的爆破创造了条件。该方法的运用可以减少12%的炮眼,大大降低了用药量和钻眼时间。隧道掘进炸药单耗指标降低到0.91kg/m3,钻眼作业时间从原来的6h降低到4h,降低了成本,加快了掘进速度。
图4中导坑施工完毕后进行大断面施工的情景
(3)中导坑法光面爆破效果好,炮孔残余率高,有效地控制了超欠现象。白须公2#--5#号隧道的光面爆破轮廓线平顺圆滑,炮孔残余率高达90%,未出现超欠现象,既节省超挖后混凝土的
回填量,又减少了欠挖补炮的繁琐工序。同时对平顺、圆滑的围岩基面保证了防水材料功能的正常发挥。
(4)中导坑可起通风作用。白须公2牡5撑号
隧道共4座,最长240m,最短135m.采用中导坑法开挖,由于小导坑循环进尺快.一旦中导
坑贯通后,空气自然对流,对下一步全断面开挖
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起到通风作用,不用通风专用设备.节约了施工成本。
(5)消除隧道的贯通误差。无论是单掘进或对办掘进.小导坑贯通后能及时复测路线和隧道的纵向中轴线。为大断面的开挖提供准确的数据.防止隧道在纵向和高程上的偏位。
4中导坑法的经济效果
(1)中导坑法钻爆作业台架规模(如图5)与全断面开挖的施工台架相比具有造价低、移动快、占用空间少的特点.造价一般2万元.而全断面的台架需8万元。节省6万元(按施工时价即2006年的单价对比1。
(2)根据公司以往的隧道施工经验,硬质围岩隧道掘进炸药单耗指标0.95kg/m3。而中导坑法隧道掘进炸药单耗指标为0.91kg/m3.节约药
量为0.04kg/m,.每吨按当时本项目实际购买价
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图5大断面钻爆施工用的简易轮胎式台架
(3)每延米减少因超挖而回填的混凝土量3m3,每方按395.2元计算,每延米可节约1185.6元。
仅考虑材料费。硬质围岩隧道每延米即可节约1493.6元(308元+1185.6元)。
(4)公司近几年施工的隧道断面开挖钻爆技术、经济比较(表1)。
700元计算,每立方节约308元。
表1各隧道断面开挖钻爆技术、经济比较
【l】公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1—2004)[S].北
5结语
中导坑法在清连高速公路白须公2#---5#号隧道工程施工过程的全面应用。不仅在成本上得到了节约,而且对提高爆破效果、施工安全和工程
京:人民交通出版社.2004.
【2】公路隧道设计规范ffrGD70-2004)[S].北京:人民交
通出版社.2004.
【3】公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)[S】.北京:人民交
通出版社.1995.
【4】朱汉华,尚岳全,等.公路隧道设计与施工新法[M】.
北京:人民交通出版社.2002.
【5】马芹永.光面爆破炮眼间距及光面层厚度的确定叨.
岩石力学与工程学报.1997(6).
[6】于书翰.隧道施工【M】.北京:人民交通出版社,2000.忉黄成光.公路隧道施工.北京:人民交通出版社,2003.【8】爆破安全规程(GB6722--2003)[S].北京:中国标准
出版社.2003.
质量都有很大的保障。尤其在I一Ⅳ级围岩掘进爆
破中.为解决短隧道群施工后继工序断续而出现高成本及减少扰动围岩稳定而增加处理费用等问题效果更为明显。是值得在类似隧道工程推广应用的一种施工方法。
参考文献:
万方数据
中导坑法在短隧道群施工中的应用
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
王大洪, WANG Da-hong
广东省长大公路工程有限公司第三分公司,广东广州,511431广东交通职业技术学院学报
JOURNAL OF GUANGDONG COMMUNICATIONS POLYTECHNIC2009,8(4)
参考文献(8条)
1. JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准 20002. JTG D70-2004,公路隧道设计规范 20043. JTJ 042-94,公路隧道施工技术规范 19954. 朱汉华;尚岳全 公路隧道设计与施工新法 2002
5. 马芹永 光面爆破炮眼间距及光面层厚度的确定 1997(06)6. 于书翰 隧道施工 20007. 黄成光 公路隧道施工 20038. GB 6722-2003,爆破安全规程 2003
引用本文格式:王大洪. WANG Da-hong 中导坑法在短隧道群施工中的应用[期刊论文]-广东交通职业技术学院学报2009(4)