隧道超前导洞施工设备力臣LC-P40劈裂器,隧道超前导洞水磨钻劈裂器非爆施工工法
确定非爆开挖断面,超前导洞非爆开挖,其断面尺寸根据隧道整体开挖断面及掏槽区大小确定,同时必须满足作业人员操作需要,又要便于现场操作,非爆开挖部分宜位于隧道下部中线处。 考虑到超前导洞非爆破开挖及隧道扩挖层、支护等循环时间,按照一天一循环进行组织,同时考虑到相同周长条件下圆形面积最大的特点,非爆开挖断面也采用圆形断面,半径为1.5m左右为宜,可做到一次搭设简易作业支架、完成一次作业循环全部钻孔。
测量放线、布孔由测量人员根据隧道洞内控制导线,精确测设出非爆开挖断面的圆心,然后再在掌子面上画一个半径1.5m的圆。水磨钻钻孔孔位可沿轮廓线连续布臵。由于水磨钻行程仅有60cm,有效成孔深度在50cm左右,需多次钻孔才能达到非爆区的设计循环进尺,水磨钻钻孔需存在一定外插角,若开孔处采用相切圆,则在孔位末端存在楔形岩体,断面不连续,因此,开孔时采用咬合圆的型式,消除孔末端的楔形岩石,形成连续的临空面。中部用于劈裂的钻孔孔间距40cm、排距40cm,沿隧道中线呈梅花形左右对称布臵。沿开挖线边缘用水磨钻钻孔取芯,孔深50cm左右;中间用液压劈裂器,逐层逐段劈裂开挖。水磨钻孔位劈裂临空孔孔位 ,搭设简易台架用于钻孔和劈裂的台架采用脚手架搭设。台架顶部非爆开挖区高80cm、宽2m(左右侧各1m)左右,以便于人员操作和水磨钻悬吊。 台架搭设应牢固,强度和稳定性满足要求,尽量减少作业的晃动,保证施工安全和试钻精度。
水磨钻钻孔、取周边岩芯将水磨钻利用倒链悬吊在作业台架上,并安装可以调节水磨钻横向位臵的支撑架,然后上下左右调整水磨钻位臵,检查水磨钻能否顺利到位。开机检查水磨钻运转是否正常,然后人工手持取芯钻在隧道轮廓线上钻孔取芯,采用以相割圆方式按水平方向施钻取芯,在周边形成连续槽道临空面。
为了同时保证取芯效率和较小的超挖量,相邻钻孔中心间距13cm,两孔搭接2cm,每循环取芯孔数在65~70个。根据取芯钻筒长度每次钻取深度50cm左右。2~3台钻机,每台钻机需3~4人操作。取芯时一个孔钻进时间约为5~10分钟。水磨钻取芯到位时,人工缓慢拉出水磨钻,人工轻轻敲击芯体,使其与母岩断开,然后人工将其取出,水磨钻移至下一个孔位处钻孔。
钻劈裂孔 在开挖区域轮廓线取芯的中间部分先用YT28凿岩钻机钻孔,相邻孔间距40cm,孔径4.2cm,钻孔数42~45个;钻劈裂孔也可在搭设简易台架前进行,为方便施工劈裂孔可一次钻进2~4m,满足4~8个劈裂循环作业(一个开挖循环约1.5米,每劈裂循环约0.5米)。
液压劈裂器分裂核心岩体 1 取芯孔完成后,然后以周边槽道形成的临空面,用液压劈裂器自周边向内进行分裂开挖岩体,劈裂自上而下分裂岩块,人工撬落。劈裂采用一台劈裂器,2个操作人员,根据围岩裂隙发育情况,小导洞劈裂每循环约1小时。
人工清除劈裂岩体 为保证台架和液压劈裂器管线和下部工作面安全,劈裂器将岩体分裂后,分裂岩块随时由人工将地面石块用手推车运至距离掌子面10m以外临时堆放,根据现场条件约3个运砟人员,开挖完一个循环后用装载机配合大车出碴至弃碴场。
检查验收、信息反馈 每循环后检查施工效果,分析原因及时修正相关参数,改善技术经济指标,检查后续开挖是否超过设计要求,对比爆破前后地表建筑物情况,是否对建筑有破坏。
渝利铁路长洪岭隧道下穿江池镇段
应用情况 为了确保地面建筑物和地中构筑物的安全,中铁隧道集团一处有限公司结合科研项目的实施开
展减震爆破技术攻关。于2009年8月9日开始,首先采用下导坑先行、扩挖层、光爆层间隔一定距离跟进的分部开挖方法,地表振速为2.16cm/s,地表振速大于专家鉴定振速,后改用小导坑非爆开挖,扩挖层、光爆层间隔一定距离跟进的分部开挖方法,地表无明显震动,地表振速为1.209cm/s~0.507cm/s,地表建筑物变形均未超境界值,取得了较好的效果。 通过本工法的应用将长洪岭隧道浅埋下穿江池镇高风险段地表扩挖层爆破振速降低到了1.5cm/s和1.0cm/s以下,降低了对施工对居民的干扰,避免了地表大范围居民搬迁、房屋拆迁和加固社会效益显著; 此段业主要求工期11个月,实际开工日期2009年8月9日,完成日期2010年6月11日,在工期异常紧张、质量要求高的前提下,提前工期近1个月,安全顺利地通过了地表房屋林立的江池镇,节约了大量人工、机械、管理等费用的投入,获得业主、监理及社会各界的一致好评,取得了较好的社会、经济、环境和技术效益。
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