连拱隧道无中导洞法后行洞多步多次爆破开挖施工工法连拱隧道无中导洞法后行洞多步多次爆破开挖施工工法1.前言目前连拱隧道多采用三导洞或中导洞超前的施工方法，实践表明三导洞施工法能确保施工的安全，并取得了较丰富的经验。然而三导洞施工法工序多，需要拆除的临时支护量大，防水效果差，施工工期长，制约了连拱隧道的应用。相比较而言，无中导洞法减少了开挖导洞的工序，减少了临时支护数量，工序间干扰小，使施工速度加快，提高了经济效益。但是连拱隧道无中导洞法施工中，后行洞爆破开挖会对先行洞二衬造成破坏，制约了无中导洞法的推广。因此通过改进后行洞的爆破开挖方法从而使先行洞二衬避免破坏，是连拱隧道无中导洞法质量控制的关键要点。本工法是我司根据云南省红河州新安所至鸡街高速公路建设项目长凹子隧道的实际应用总结而成的一套后行洞爆破开挖方法，本工法对先行洞二衬有效的保护措施，为连拱隧道无中导洞法能顺利的施工提供了质量的保证。2.工法特点本工法相比正常爆破开挖增加了次数，缩小了爆破开挖面积，大大减小了对先行洞二衬结构的影响。3.适用范围适用于连拱隧道无中导洞法Ⅳ级、Ⅴ级围岩。4.工艺原理4.1后行洞爆破开挖后行洞多步多次爆破开挖共分八步。第一步：爆破掏槽眼部分；第二步：爆破外侧辅助眼和周边眼；第三步：爆破中墙两排辅助眼；第四步：爆破中墙一排辅助眼，且药量减半，中墙周边眼间距加密，且不用装药。第一到第四步爆破开挖完成后，立即进行初期支护。第五步：爆破边墙一侧，爆破开挖完之后，进行初期支护；第六步：爆破中间部分；第七步：中墙预留2m横向爆破；第八步：仰拱爆破。4.2隧道开挖爆破参数4.2.1暗洞隧道爆破参数设计1.炮眼直径d=50mm，Ⅴ级围岩炮眼深度L=0.8-1.8m，Ⅳ级围岩炮眼深度L=3.0m。2.Ⅴ级围岩区段采用分部开挖，人工挖掘或弱爆破开挖，其炮眼布置可根据开挖局部实际情况适当布置。4.2.2炮眼布置方式的选择隧道开挖爆破的炮眼分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。1.掏槽眼每对掏槽眼间距为0.2～0.6m，眼底间距为0.1～0.2m。掏槽眼与工作面夹角为55°～75°。参考《工程爆破理论与技术》表8-2，本工程掏槽眼间距0.3m，超深0.2m,工作面夹角10～15°；2.辅助眼辅助眼间距一般取0.6～0.9m，本隧道取0.8～0.9m，施工中可做适当调整；3.周边眼间距一般取炮眼直径的8～15倍。在节理裂隙发育的岩石中，应取小值；在整体性教好的岩石中，应取大值，本隧道Ⅳ级围岩取0.5m、Ⅴ级围岩取0.6m。4.底眼底眼间距一般为0.4～0.7m；底眼口应比隧道底板高出0.1～0.2m，但眼底应低于底板0.1～0.2m。4.2.3炮孔装药量1.掏槽眼Q1=ηLr（4.2.3-1）式中：η—炮孔装药系数，取η=0.9；L—炮眼深度，LⅣ=3.4mLⅤ=2.0m；r—每米长度炸药量，r=0.5kg/m。经计算QⅣ=1.53kg取1.5kg；QⅤ=0.9kg取0.9kg。2.辅助眼Q2=ηLr（4.2.3-2）式中：η—炮孔装药系数，取η=0.8；L—炮眼深度，LⅣ=3.0mLⅤ=1.8m；r—每米长度炸药量，r=0.4kg/m。经计算QⅣ=0.96kg取0.9kg；QⅤ=0.58kg取0.5kg。3.周边眼Q3=ηLr（4.2.3-3）式中：η—炮孔装药系数，取η=0.8；L—炮眼深度，LⅣ=3.0mLⅤ=1.8m；r—每米长度炸药量，r=0.15kg/m。经计算QⅣ=0.96kg取0.9kg；QⅤ=0.58kg取0.5kg。4.2.4在实际施工中应根据不同地质变化情况，选择合理的钻爆参数，并依据最近一轮爆破中得到的经验，对周边爆破的各项参数进行调整，以获得最佳效果，不断提高爆破质量。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工要求1.按照进尺严格控制钻孔深度，后行洞分八步进行爆破开挖；2.当后行洞爆破时，用爆破震动检测仪在先行洞相应的位置进行数据收集，通过对收集数据分析，及时调整爆破参数；5.2劳动力组织劳动力组织计划见表5.3。劳动力组织计划表表5.3序号工种人数备注1管理人员2现场指挥协调2技术人员2技术指导3质检员1质量检查4安全员1安全检查5试验员1检测6钻工12钻孔、清孔7爆破员2爆破8挖掘机驾驶员1清理洞渣9自卸汽车驾驶员2出渣10转载机驾驶员2出渣11合计266.材料与设备6.1材料本工法采用的主要材料见表6.1。主要材料表表6.1序号材料名称型号备注1工字钢I18、I20a2光圆钢筋Ф20、Ф83螺纹钢筋Ф224槽钢25#5钢管Ф426锚杆Ф257钢板10mm厚6.2设备本工法采用的主要机具设备表见表6.2。主要机具设备表表6.2序号设备名称设备型号单位数量用途1全站仪徕卡TC402台1轴线测量、掌子面复核2风动凿岩机YT-28台20钻孔3挖掘机小松220