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[摘 要]丽香铁路地处青藏高原东南缘之川滇菱形断块的西部边界断裂带(金沙江-中甸断裂带)内,地质构造复杂,新构造运动强烈,属我国著名的南北向地震带南段之滇西地震带。隧道主要穿越灰岩夹泥质灰岩、砂岩夹页岩、玄武岩等地层。除车站段设计为双/三线隧道为,其余部分全部为单线铁路隧道,单线铁路隧道设计断面尺寸为宽5.26m×高6.75m(轨面以上)。因此,探讨适合复杂地质条件下单线铁路长大隧道安全快速的施工工艺,具有十分重要的意义。
[关键词]单线铁路;隧道;仰拱一次性开挖
中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0018-01
0 引言
随着施工技术的不断成熟,科技创新和掌握行业领先技术必将成为下一步铁路施工竞争成败的关键。全断面(台阶法)带仰拱一次性开挖主要有以下优点:
(1)可将初支体系封闭,及时承载,有利于避免二衬因早受力而开裂现象;(2)由于减少一次爆破扰动,有利于减少围岩变形,避免在仰拱单独开挖时关门坍方事故的发生;(3)由于仰拱与上部断面同时开挖,减少一道作业工序,缩短了工序循环时间,加快了施工进度;(4)仰拱开挖钻眼时,有利于底板外插角控制,能较大提高仰拱开挖成型,控制底板超欠挖。
1 工程概况
丽香铁路2标全长29.774km,标段内隧道共有3座,总长28.598km,隧道占标段长度的97%。其中蒙古哨全长7133m,我标段承担5120m;七达里隧道全长8733m;中义隧道全长14745m。除设计车站段共1196m外,其余全部为单线铁路隧道。
2 工法的关键技术
丽香铁路2标自进洞施工以来一直采用全断面(台阶法)带仰拱一次开挖工艺,实施该施工工艺后从根本上减少资源投入,缩短了施工循环时间,提高了仰拱开挖成型质量,避免了仰拱二次爆破开挖,保证了施工安全,加快了施工进度。施工工艺流程图见图1:
3 具体实施情况
3.1 开挖施工前工作准备
首先由挖掘机对掌子面危石进行清除,在开挖台架推进掌子面后,再由开挖班组施工人员进行细部排险,排險顺序从拱顶往两侧,从上往下排险,同时拉、接风水管线,做好施工准备,如图2所示:
3.2 测量放样
在开挖班组对掌子面细部排险完毕后,测量组进行掌子面及仰拱开挖放线,根据爆破设计对钻孔位置用红漆进行标记,仰拱位置底板眼钻孔位置同样采用红漆标记,并根据实测高程计算好仰拱需要开挖深度,用红漆标注好参照点位至仰拱底部开挖深度。
3.3 全断面(台阶法)带仰拱一次性开挖钻眼施工
根据测量组标注的数据,进行仰拱底板眼钻眼施工,严格控制外插角,周边眼间距等参数。底板眼钻眼必须保证水平钻进,防止出现超挖,底板眼间距控制在50cm以内,确保开挖成型质量。根据围岩软硬情况,底板眼高度可在设计轮廓线基础上抬高10-15cm,以利于控制超挖。
3.4 装药、连线、退开挖台架
钻眼完毕后进行吹眼(清除孔内虚渣),再根据爆破参数进行填装炸药、分段毫秒雷管等爆破物品,装药完毕后进行连线,并检查线路是否完全串联和正常,随后退开开挖台架,连接起爆器。
3.5 爆破、排险
连线完毕后,经过检查线路是否正常,并示警,洞内施工人员全部撤离至安全范围,再进行起爆,起爆后立即通风排烟,随后专业排险人员进入检查是否存在盲炮、残炮、哑炮等危险源,检查完毕后再通知挖掘机进行掌子面排险(清理危石),清除危石后进行出渣作业。
3.6 出渣
待排险完毕后进行出渣,出渣时要注意提前预留仰拱底部弃渣并进行压实不出渣,方便运输车辆及其他机械设备提供运输通道和场地。
3.7 仰拱及填充施工
因前期在掌子面开挖时已进行爆破并已将大部分洞渣运走,只剩下仰拱底部找平部分虚渣未运出洞外。此时仰拱出渣采用挖掘机配合人工进行,挖掘机将挖出的虚渣堆放在将要施工的仰拱另一端头作为栈桥的支撑基础,便于栈桥安放,栈桥作为掌子面施工及仰拱混凝土浇筑的运输通道。
4 施工进度情况
2016年4月份至2016年10月份,为例,一工区三个隧道工作面开挖支护、仰拱填充月平均进度情况如表1:
扣除影响时间之外,实际循环时间为:
III级围岩:全断面开挖支护循环时间11.5h,平均循环进尺2.6m,月进尺可达到150m;
IV级围岩:全断面(设计为台阶法)开挖支护循环时间18.5h,平均循环进尺2.6m,月进尺可达到100m;
仰拱施工:为与齐头工序错开,避免干扰,III级围岩每天可施工0.5-1组,IV级围岩两天1组,每组8m,月进度可达到120m-180m,能够满足掌子面进度要求。
5 资源配置情况
1、人员配置情况。全断面带仰拱一次性开挖:风钻10把,操作工人12人,带班1人,共计13人。
仰拱及填充施工:5-6人,负责仰拱清底、立模,安设防水板、止水带等,浇筑混凝土,收面。
2、机械设备配置情况。由于单线隧道断面大小限制,一工区机械配置情况如下:
每个掌子面配置1台柳工40L装载机,1台卡特彼勒160挖掘机,出渣车3-4台,仰拱定型端模2套。
6 结束语
经过对以上开挖方法,仰拱及填充施工和资源配置情况的研究能达到快速施工单线铁路隧道的目的。施工进度满足进度目标,施工成本控制精确,为以后单线铁路隧道施工提供参考。
[关键词]单线铁路;隧道;仰拱一次性开挖
中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0018-01
0 引言
随着施工技术的不断成熟,科技创新和掌握行业领先技术必将成为下一步铁路施工竞争成败的关键。全断面(台阶法)带仰拱一次性开挖主要有以下优点:
(1)可将初支体系封闭,及时承载,有利于避免二衬因早受力而开裂现象;(2)由于减少一次爆破扰动,有利于减少围岩变形,避免在仰拱单独开挖时关门坍方事故的发生;(3)由于仰拱与上部断面同时开挖,减少一道作业工序,缩短了工序循环时间,加快了施工进度;(4)仰拱开挖钻眼时,有利于底板外插角控制,能较大提高仰拱开挖成型,控制底板超欠挖。
1 工程概况
丽香铁路2标全长29.774km,标段内隧道共有3座,总长28.598km,隧道占标段长度的97%。其中蒙古哨全长7133m,我标段承担5120m;七达里隧道全长8733m;中义隧道全长14745m。除设计车站段共1196m外,其余全部为单线铁路隧道。
2 工法的关键技术
丽香铁路2标自进洞施工以来一直采用全断面(台阶法)带仰拱一次开挖工艺,实施该施工工艺后从根本上减少资源投入,缩短了施工循环时间,提高了仰拱开挖成型质量,避免了仰拱二次爆破开挖,保证了施工安全,加快了施工进度。施工工艺流程图见图1:
3 具体实施情况
3.1 开挖施工前工作准备
首先由挖掘机对掌子面危石进行清除,在开挖台架推进掌子面后,再由开挖班组施工人员进行细部排险,排險顺序从拱顶往两侧,从上往下排险,同时拉、接风水管线,做好施工准备,如图2所示:
3.2 测量放样
在开挖班组对掌子面细部排险完毕后,测量组进行掌子面及仰拱开挖放线,根据爆破设计对钻孔位置用红漆进行标记,仰拱位置底板眼钻孔位置同样采用红漆标记,并根据实测高程计算好仰拱需要开挖深度,用红漆标注好参照点位至仰拱底部开挖深度。
3.3 全断面(台阶法)带仰拱一次性开挖钻眼施工
根据测量组标注的数据,进行仰拱底板眼钻眼施工,严格控制外插角,周边眼间距等参数。底板眼钻眼必须保证水平钻进,防止出现超挖,底板眼间距控制在50cm以内,确保开挖成型质量。根据围岩软硬情况,底板眼高度可在设计轮廓线基础上抬高10-15cm,以利于控制超挖。
3.4 装药、连线、退开挖台架
钻眼完毕后进行吹眼(清除孔内虚渣),再根据爆破参数进行填装炸药、分段毫秒雷管等爆破物品,装药完毕后进行连线,并检查线路是否完全串联和正常,随后退开开挖台架,连接起爆器。
3.5 爆破、排险
连线完毕后,经过检查线路是否正常,并示警,洞内施工人员全部撤离至安全范围,再进行起爆,起爆后立即通风排烟,随后专业排险人员进入检查是否存在盲炮、残炮、哑炮等危险源,检查完毕后再通知挖掘机进行掌子面排险(清理危石),清除危石后进行出渣作业。
3.6 出渣
待排险完毕后进行出渣,出渣时要注意提前预留仰拱底部弃渣并进行压实不出渣,方便运输车辆及其他机械设备提供运输通道和场地。
3.7 仰拱及填充施工
因前期在掌子面开挖时已进行爆破并已将大部分洞渣运走,只剩下仰拱底部找平部分虚渣未运出洞外。此时仰拱出渣采用挖掘机配合人工进行,挖掘机将挖出的虚渣堆放在将要施工的仰拱另一端头作为栈桥的支撑基础,便于栈桥安放,栈桥作为掌子面施工及仰拱混凝土浇筑的运输通道。
4 施工进度情况
2016年4月份至2016年10月份,为例,一工区三个隧道工作面开挖支护、仰拱填充月平均进度情况如表1:
扣除影响时间之外,实际循环时间为:
III级围岩:全断面开挖支护循环时间11.5h,平均循环进尺2.6m,月进尺可达到150m;
IV级围岩:全断面(设计为台阶法)开挖支护循环时间18.5h,平均循环进尺2.6m,月进尺可达到100m;
仰拱施工:为与齐头工序错开,避免干扰,III级围岩每天可施工0.5-1组,IV级围岩两天1组,每组8m,月进度可达到120m-180m,能够满足掌子面进度要求。
5 资源配置情况
1、人员配置情况。全断面带仰拱一次性开挖:风钻10把,操作工人12人,带班1人,共计13人。
仰拱及填充施工:5-6人,负责仰拱清底、立模,安设防水板、止水带等,浇筑混凝土,收面。
2、机械设备配置情况。由于单线隧道断面大小限制,一工区机械配置情况如下:
每个掌子面配置1台柳工40L装载机,1台卡特彼勒160挖掘机,出渣车3-4台,仰拱定型端模2套。
6 结束语
经过对以上开挖方法,仰拱及填充施工和资源配置情况的研究能达到快速施工单线铁路隧道的目的。施工进度满足进度目标,施工成本控制精确,为以后单线铁路隧道施工提供参考。