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铁路单线小断面隧道微台阶施工技术

时间:2016 -07-27 23:14来源:未知 作者: admin 点击:
【摘 要】随着我国铁路工程技术的发展提高,工程设计理念进一步趋向于实用性和经济性,尽量的控制施工成本,铁路隧道在满足其功能使用性的前提下,控制开挖断面面积,减少成本
  【摘  要】随着我国铁路工程技术的发展提高,工程设计理念进一步趋向于实用性和经济性,尽量的控制施工成本,铁路隧道在满足其功能使用性的前提下,控制开挖断面面积,减少成本浪费。隧道传统施工工艺受隧道断面变小的影响,需根据实际情况调整适应。本文以我蒙华铁路崤山隧道施工为背景,对软弱围岩微台阶法施工进行研究,实现了工序衔接紧密,施工循环较快,且能确保安全质量。
  【关键词】铁路;微台阶;单线隧道     
  1.工程概况
  蒙华铁路北起内蒙古自治区鄂尔多斯境内浩勒报吉南站,终至京九铁路吉安站,线路全长1814.41km。MHSS-4标段崤山隧道位于河南省三门峡市下辖灵宝市寺河乡及卢氏县官道口镇境内为两条单线隧道,左线隧道全长22751m,右线隧道全长22771m;隧道最大埋深约为750m。隧道地质构造及水文地质条件复杂,属控制性重点隧道工程。
  2.工程特点
  蒙华铁路崤山隧道为左右线分离单线隧道,线路长、施工任务重,且因隧道断面较小(最大开挖断面Ⅴc段:宽709cm、高902cm),施工组织困难。特别是IV、V级围岩地段,传统台阶法施工工艺在单线隧道台阶法施工中,由于断面横幅较窄,受施工空间限制,各工序间干扰大,难以实现上、下台阶同时施工,往往是先开挖支护上台阶,在达到安全步距后停止上台阶掘进,开挖支护下台阶,跟进仰拱。大大降低了施工效率,影响整体施工进度,由于仰拱无法及时跟进封闭成环,也对隧道施工造成了安全隐患。
  为了提高软弱围岩单线隧道的开挖施工效率,确实施工质量和安全,在崤山隧道的施工过程中,经摸索研究对“微台阶施工工法”作出了合理的改进以适用于现场实际施工,提高工作效率,减少工期压力。
  3.单线小断面微台阶施工工艺
  结合现场施工断面,对传统台阶法进行了优化改良,从上下台阶长度、开挖台架、人员和机械配套等方面进行了研究,以适用于现场实际施工,提高工作效率,确保安全质量。
  3.1开挖台阶长度、高度确定
  经改良研究后,隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩采用微台阶法开挖,台阶长度设为5~6m,上台阶开挖高度为5.5m,下台阶开挖高度约为3.5m,可同时满足上台阶钻爆支护作业空间的要求和挖掘机清碴作业伸臂长度限制的要求。
  3.2微台阶法施工台架的设计及加工
  与普通钻爆台架相比,微台阶法施工的钻爆台架要求重量要更轻,灵活便于移动。经现场研究将传统开挖台架分为左、右两部分分别加工,施工时将两个小台架采用挖掘机吊入上台阶后,然后再采用螺栓将左右拼装牢固便可使用。
  开挖台架采用Φ108钢管或者空心钢焊接,站人的地方使用钢筋网片平铺,每个台架总体重量控制在0.8t左右,以便于使用挖掘机拖动。台架的顶板下方使用工字钢或槽钢做一个矩形架,大小以可以容纳下挖掘机铲斗为准,爆破前台架移动时使用挖掘机铲斗顶起台架来拖动台架至安全位置。
  3.3微台阶法开挖专项爆破设计与爆破作业要点
  3.3.1Ⅳ级围岩每循环开挖进尺1.2~2.4m,Ⅴ级围岩每循环开挖进尺1~2m(视围岩情况确定进尺一榀或两榀钢架)。上台阶拱脚处因夹持作用容易产生超欠挖现象,施工中适当加密周边眼。
  3.3.2钻眼时严格按照爆破设计布孔,提前安排测量放线,上台阶拱脚处周边眼按设计加密布置,控制在25~35cm之间,其他周边眼间距40cm,底板眼间距35cm,掏槽采用斜眼掏槽。
  3.3.3为控制超欠挖,严格按爆破设计装药,周边眼采用φ20小直径药卷间隔装药,采用导爆索装药结构,用竹片和导爆索连接,在炮孔底装半卷φ32药卷做加强药包。其它炮孔均采用φ32药卷,连续装药。装药后用黄泥对炮孔进行堵塞,炮眼堵塞长度不少于30cm,炮泥采用炮泥机生产。周边眼单孔装药量g=0.6kg
  单孔光面爆破经验装药量计算公式: g=(E+W)×L×10 
  式中:g——单孔装药量;
  E——孔距;
  W——抵抗线;
  Rb——岩石抗压强度Mpa。
  装药集中度:q=g/L=(E+W)×10  (g/m)
  3.3.4起爆顺序为掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼,底板眼装药量适当加大,容易抛碴。
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(责任编辑: admin)
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