喀斯特地质地铁隧道的施工方法与流程

文档序号:14515826阅读:573来源:国知局

本发明涉及一种隧道施工方法,具体的说是喀斯特地质地铁隧道的施工方法。



背景技术:

贵州省是国内“喀斯特”地貌最为集中的地区之一,贵阳地处黔中典型岩溶山区,山高坡陡(贵阳盆地周围山地的坡度多在15°以上),属高原中山丘陵地貌,岩溶地貌占总面积的71.8%。城市老城区位于群山之中的盆地之内,全市地形起伏较大,有山地、台地与丘陵,河谷、槽谷和盆地,地质条件相对复杂,山地、丘陵占全市土地面积的88%。

贵阳地铁隧道沿线覆盖层以杂填土、硬塑状、可塑状粘土夹碎石为主;地基岩体主要由强、中风化(深埋隧道局部为微新岩体)薄至中厚层状灰岩、泥灰岩、白云岩、泥质白云岩、泥页岩、粉砂岩等组成,均为沉积岩类。隧道岩石最高饱和抗压强度达130mpa。

采用悬臂掘进机进行隧道施工,当隧道岩石饱和抗压强度在70mpa以下,是悬臂掘进机最好的工作效率,每天掘进2米;在70mpa—100mpa之间可以施工,但进度比较慢;在100mpa以上,悬臂掘进机磨损非常严重。悬臂掘进机隧道施工的优点是对周围环境影响小,特别是重要的建构物,密集居民区,施工进度快;缺点是施工成本高,悬臂掘进机挖掘费用是600.00元/m3。

采用爆破法进行隧道施工,优点是施工成本低,爆破法的挖掘费用是170.00元/m3;缺点是对周围环境影响大,特别是重要的建构物,密集居民区很难采用该施工方法,施工进度慢,每天掘进1米。



技术实现要素:

本发明旨在克服现有技术的缺陷,提供一种喀斯特地质地铁隧道的施工方法,提高地铁隧道掘进进度,减少对周围环境的影响。

为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:

一种喀斯特地质地铁隧道的施工方法,其特征在于,它包括:

当隧道岩石饱和抗压强度在70mpa以下,如穿越重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机进行隧道施工,如隧道沿线没有重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机+爆破法的复合施工方法;

当隧道岩石饱和抗压强度在70mpa—100mpa之间,如穿越重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机进行隧道施工,如隧道沿线没有重要的建构物、密集居民区时采用爆破法进行隧道施工;

当隧道岩石饱和抗压强度在100mpa以上,采用爆破法进行隧道施工;

所述爆破法的包括预裂爆破和光面爆破,预裂爆破的起爆顺序为:先预裂后掏槽爆破,然后扩槽爆破、掘进眼爆破、二台眼爆破、内圈眼爆破;光面爆破从掏槽开始,一层一层地往外进行,最后周边眼光面爆破;

所述掏槽爆破采用楔形掏槽爆破;

爆破时的最大段允许装药量以允许爆破震动速度控制,由萨道夫斯基公式进行计算:

q=r1/m(v/k)1/am;

式中:q—最大一段允许用药量kg;

v—振带安全控制标准cm/s;

r—爆源中心到振速控制点距离;

k—与爆破技术,地震波传播途径介质的性质有关的系数;

所述的喀斯特地质地铁隧道的施工方法,其特征在于:在软弱围岩中爆破振动频率低,在100hz以下,振动持续时间纵向、横向振动持续时间达到200ms,垂直向达100ms,雷管采取跳段使用,段间隔时差控制为100ms。

所述的喀斯特地质地铁隧道的施工方法,其特征在于:所述爆破的炸药采用乳化油炸药,周边眼爆破采用专用光爆炸药,雷管采用非电毫秒雷管。

所述的喀斯特地质地铁隧道的施工方法,其特征在于:循环进尺为0.5~0.6m,采用浅眼爆破。

本发明的有益效果是:与悬臂掘进机隧道施工相比:当隧道岩石饱和抗压强度在100mpa以上,悬臂掘进机设备磨损严重,无法正常施工。施工成本有很大的降低;与爆破法隧道施工相比:对周围环境影响小,隧道沿线有重要的建构物,密集居民区的区段可以施工;加快施工进度;本发明提高地铁隧道掘进进度,减少对周围环境的影响,降低施工成本,减少设备损耗。

具体实施方式

一种喀斯特地质地铁隧道的施工方法,它包括:

当隧道岩石饱和抗压强度在70mpa以下,如穿越重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机进行隧道施工,如隧道沿线没有重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机+爆破法的复合施工方法;

当隧道岩石饱和抗压强度在70mpa—100mpa之间,如穿越重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机进行隧道施工,如隧道沿线没有重要的建构物、密集居民区时采用爆破法进行隧道施工;

当隧道岩石饱和抗压强度在100mpa以上,采用爆破法进行隧道施工;

所述爆破法的包括预裂爆破和光面爆破,预裂爆破的起爆顺序为:先预裂后掏槽爆破,然后扩槽爆破、掘进眼爆破、二台眼爆破、内圈眼爆破;光面爆破从掏槽开始,一层一层地往外进行,最后周边眼光面爆破;

由于一般情况下,掏槽爆破的地震动强度比其它部位炮眼爆破的地震动强度都大,因此从减震出发,掏槽爆破采用楔形掏槽爆破;

爆破时的最大段允许装药量以允许爆破震动速度控制,由萨道夫斯基公式进行计算:

q=r1/m(v/k)1/am;

式中:q—最大一段允许用药量kg;

v—振带安全控制标准cm/s;

r—爆源中心到振速控制点距离;

k—与爆破技术,地震波传播途径介质的性质有关的系数;

在软弱围岩中爆破振动频率低,在100hz以下,振动持续时间纵向、横向振动持续时间达到200ms,垂直向达100ms,为避免振动强度叠加作用,雷管采取跳段使用,段间隔时差控制为100ms。

由于该区间地下水丰富,爆破的炸药采用乳化油炸药,周边眼爆破采用专用光爆炸药,雷管采用非电毫秒雷管。

循环进尺根据地质条件及进度安排确定。结合本工程地质条件,工期要求及施工方法确定循环进尺为0.5~0.6m,采用浅眼爆破,不仅控制一次爆破总用药量,还控制了分段用药量,可以达到减震仅对围岩扰动的控制。

具体落实到段号时,遵循以下三点来考虑:首先应有合理的段间隔时间;其次同一段炮眼的装药量应小于最大单段的允许装药量;第三,前一段爆破要尽量为后段爆破创造良好的临空。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种喀斯特地质地铁隧道的施工方法,它包括:当隧道岩石饱和抗压强度在70MPa以下,如穿越重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机进行隧道施工,如隧道沿线没有重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机+爆破法的复合施工方法;当隧道岩石饱和抗压强度在70MPa—100MPa之间,如穿越重要的建构物、密集居民区时采用悬臂掘进机进行隧道施工,如隧道沿线没有重要的建构物、密集居民区时采用爆破法进行隧道施工;当隧道岩石饱和抗压强度在100MPa以上,采用爆破法进行隧道施工;本发明提高地铁隧道掘进进度,减少对周围环境的影响,降低施工成本,减少设备损耗。

技术研发人员:姚喜民
受保护的技术使用者:上海宝冶集团有限公司
技术研发日:2016.11.10
技术公布日:2018.05.25
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