试论微震动免爆破开挖方法在城市隧道施工中的应用

第２９卷第５期　甘肃科技　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏ１　ｆ．２９Ⅳ０．５　２０１３年３月　Ｍａｒ．　２０１３　试论微震动免爆破开挖方法　在城市隧道施工中的应用　薛明星　（西部中大建设集团有限公司，甘肃兰州７３００３０）　摘要：对城市内的隧道施工，由于周边居住人口较多，洞顶居民密集，隧道埋深较浅，不能用爆破开挖施工，用风镐　开挖人工施工工作量大、效率低、工期长，不能满足工期和成本要求。就此采用微震动免爆破开挖方法，对胶结砂砾　土城市隧道进行开挖施工，解决了开挖施工的难题。　关键词：城市隧道；浅埋；微震动；免爆破；开挖　中图分类号：Ｕ４５２．２　兰州市南山路伏龙坪隧道位于兰州市城关区市　区，为上下行分离的双管暗挖隧道，道路等级为城市　主干道，全长１３０８ｍ。由于地理环境复杂，隧道周边　２采用微震动免爆破开挖方法，克服　开挖施工难题　为解决常规开挖方法的不利因素，针对围岩夹　杂大量胶结砂砾土的现状，兼顾分离式隧道开挖应　遵循的“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，　提出了微震动免爆破开挖方法，对胶结砂砾土城市　隧道进行开挖施工，解决了开挖施工的难题。　胶结砂砾土城市隧道微震动免爆破开挖方法的　主要工艺原理为：在城市浅埋隧道的施工中，对于类　似胶结砂砾土地层，由于用风镐难以开挖，而采用钻　居住人口较多，尤其洞顶居民密集，一般没有地下深　基础，对于施工安全、环境的保护及水土保持有相当　高的要求，同时隧道埋深较浅，埋深最深处为６９ｍ，　最浅处仅为１０ｍ。围岩破碎，以Ⅳ级为主、局部Ⅲ　级，夹杂大量胶结砂砾土，整体潮湿，局部有少量裂　隙水。　对这一特殊环境下隧道的施工，不能用爆破开　挖施工，应尽心组织，认真研究，提出了微震动免爆　破开挖方法，克服开挖施工难题。　爆法施工又会对地表建筑物和附近居民产生较大扰　动，此时可采用佩戴破碎锤的挖掘机对岩体进行振　　ｌ研究隧道特点，不能采用常规开挖　动冲击破碎。方法　３　微震动免爆破开挖有科学的工艺流　伏龙坪隧道除了地理环境复杂，隧道周边居住　程和质量安全保证　人口较多的特点外，还有隧道断面设计形式多，跨度　３．１施工准备　大，二车道加宽断面净宽１２．２２ｍ，三车道加宽断面　净宽１６．４６ｍ，这种二、三车道渐变的隧道施工难度　大、安全要求高；地质条件复杂，隧道穿越地层在地　在开挖施工前，除了常规的测量准备、组建试验　室、物资准备、人员准备外，机械的准备是重中之重，　将本着“先进、适用、合理、配套”的原则配置机械设　备，具有良好性能、佩戴破碎锤的挖掘机是最关键的　开挖机械。应注意在使用破碎锤前检查螺栓和连接　头是否松动，液压管路是否有泄漏现象；检查活塞氮　貌单元上属黄河南岸Ⅳ级阶地，主要为填土、粉土、　碎石、胶结砂砾土等。　这些地质和环境特点，应用隧道施工常规技术，　采用爆破方法开挖Ⅳ级围岩严重影响周围居民房屋　的安全，也造成噪音污染，从施工安全、环境保护、危　害社会稳定等方面都有较大负面影响。应用风镐开　挖人工施工工作量大、效率低、工期长、成本高，不能　满足建设单位的工期要求。因此，认真研究提出新　的开挖方法成为施工人员面临的当务之急。　气室压力，如氮气不足则应及时进行补充。各项机　械性能检查、施工条件具备、满足施工要求后，方可　组织施工。　３．２岩体破碎　采用佩戴破碎锤的挖掘机进行岩体的振动冲击　破碎时，锤体下落要平稳，禁止用锤体猛力冲击石　第５期　薛明星：试论微震动免爆破开挖方法在城市隧道施工中的应用　１０３　料；沿钢钎方向压实后进行击打，严禁空打；不要用　的间隙喷射饱满，达到密实。　液压破碎器在坚硬的岩石上啄洞；不得在液压缸的　６）喷射混凝土应分层分次分段喷射完成，初喷　活塞杆全伸或全缩状况下操作破碎器；当液压软管　混凝土尽早进行“早喷锚”，复喷混凝土在量测指导　出现激烈振动时应停止破碎器的操作，并检查蓄能　下进行，即“勤量测”的基本原则，保证喷射混凝土　器的压力；防止挖掘机的动臂与破碎器的钻头之间　的复喷适时有效。　出现干涉现象；不要在同一位置进行１ｍｉｎ以上的长　７）在进行下循环开挖前，认真组织质量验收和　时间连续击打作业；不要将钢钎以外部位浸人水中　安全检查。拱架间距每榀检查，尺量；保护层厚度每　或泥中进行作业；不要使用机体落下的方法来砸碎　榀检查，自拱顶每３ｍ一个点，凿孔检查；垂直度检　岩石；不要在挖掘机油缸行程末端状态下进行击打　查每榀一查，用全站仪测量；安装偏差和拼接偏差每　作业。　榀检查，用尺量。认真查看围岩变形及渗水情况，雀　３．３循环作业　斑安全后进行下循环作业。　岩体破碎后转人下一破碎点，行走时，破碎锤体　内收，提至距地面４Ｏ～５０ｅｍ高度；行走过程中需要　５微震动免爆破开挖工艺对绿色施　换向时，必须停车缓慢换向，严禁同时进行其他操　３２、降低成本的特点明显　作；履带板上落有石块时禁止启动行走。　微震动免爆破开挖施工，在保证质量、工期的前　４开挖施工不能盲目追求进度，还应　提下，降低了隧道施工对地表建筑物和居民的扰动，　有效地控制了超欠挖，节约了施工成本，克服了传统　注意相关事项　钻爆法振动大、炸药成本投等不利因素，在安　由于围岩中有大量胶结砂砾土，破碎程度严重，　全、造价、工期、技术等多方面取得良好效益。此方　稳定性差，所以在微震动免爆破开挖施工过程中，把　法多用于隧道穿越城市居民区、闹市区及周边有因　确保围岩稳定、杜绝坍塌放在首位，及时有效地做好　爆破振动可能受损的重要建筑物，并且岩体的岩性　初期支护工作，严禁盲目掘进。开挖后及时初喷，并　允许破碎锤破碎的场合。　在１２ｈ内完成初期支护。　用佩戴破碎锤的挖掘机进行岩体的振动冲击破　１）保证施工机械停置于稳固的地基上，施工中　碎，由于施工便捷、速度快、环境扰动小、所需劳动力　专人观察，若地基较软弱，在施工前应铺设钢板基　少，施工工期、质量能够得到保证，给全社会展现出　础。　了隧道开挖施工的机械化、快节奏、扰动小、高质量、　２）施工中专人指挥机械，引导施工部位，随时　高效益的彩色、环保、节约型施工风采。　提高警惕，确保施工安全。　３）开挖０．５～１．Ｏｍ，立即进行钢拱架支护，严格　６结语　按照设计图纸进行焊接。　采用微震动免爆破开挖施工，对于城市胶结砂　４）拱脚部位易发生塑性剪切破坏，该部位钢架　砾土隧道具有非常大的优点，克服常规开挖施工的　除栓接外，还四面帮焊，确保接头的刚度和强度。　不利因素，解决了实际施工难题，对于类似的隧道开　５）喷射混凝土应及时跟上，将拱架与岩面之间　挖施工具有较强的借鉴意义。　（上接第９５页）　参考文献：　究其原因不外乎是利益的驱动，利益的驱动才是联　［１］黄松有．最高人民建设工程施工合同司法解释　合行为屡禁不止的根本原因。由于建筑行业的特殊　的理解与适用［Ｍ］．北京：人民出版社，２００４．　性，致使有资质的建筑施工企业不一定有能力拿到　［２］　董建中，高铃．建筑行业联合纠纷审理中存在的问题　工程，而能够拿到工程的人往往自己又没有相应资　及解决对策［Ｊ］．法律适用，２００７，１５（６）：１７－１９．　质的建筑公司。于是，有资质的建筑企业与有能力　［３］　《中华人民共和国建筑法》解读，《中华人民共和国合　拿到工程的人便通过联合经营形式，并以交纳一定　同法》解读，《中华人民共和国民事诉讼法》解读，《中　数额管理费来找到双方利益的结合点，从而去实现　华人民共和国民法通则》解读，等．中国法制出版社，　它们所追求的的“双赢”。　２Ｏ０７．