超大暗挖隧道双侧壁上下导坑开挖施工工法申报资料2197.docx
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1、优秀工法奖奖申报资料料超大断面隧隧道双侧壁壁上下导坑坑钻爆开挖施施工工法 中建八局第第三建设有有限公司2010年年1月申 报 资资 料 目目 录 一、工法申申报表1二、工法内内容材料7三、三级工工法批准文文件复印件件22四、工程应应用证明25五、经济效效益证明26六、查新报报告27七、工程图图片28优 秀 工工 法 申申 报 表表(20099年度)工法名称 超大断面面隧道双侧侧壁上下导导坑钻爆开开挖施工工工法 申报单位 中建八八局第三建建设有限公公司 推荐单位 中建建八局第三三建设有限限公司 申报时间 二O一O年一月十五日 中国建筑第第八工程局局有限公司司制工法名称超大断面隧隧道双侧壁壁上下导
2、坑坑钻爆开挖挖施工工法法主要完成单 位1、中建八八局第三建建设有限公公司2、3、通讯地址南京市尧化化门新尧路路18号邮编2100446联 系 人人沈兴东电话1351225026669主要完成人姓名职务职称工作单位陈 坤工程部副经经理助理工程师师中建八局第第三建设有有限公司李金会项目总工工程师中建八局第第三建设有有限公司杨 德项目经理工程师中建八局第第三建设有有限公司李念国公司副经理理工程师中建八局第第三建设有有限公司肖龙鸽局副总经理理教授级高工工中国建筑第第八工程局局有限公司司工法应用的的工程名称称及时间1、1、22008年8月1日20099年9月228日 重庆轨轨道交通三三号线观音音桥红旗旗
3、河沟区间间隧道及车车站工程。2、3、工法关键技技术名称、组组织审定的的单位和时时间工法关键技技术获科技技成果奖励励的情况原工法名称称、完成单单位、局级级工法批准准文号及工工法编号(重新申报报项目填写写此栏)工法内容简简述:本工法由111节组成成,包括:前言、工工法特点、适适用范围、工工艺原理、工工艺流程及及操作要点点、材料与与设备、质质量控制、安安全措施、环环保措施、效效益分析、应应用实例。本工法全面面地阐述了了超大断面面隧道双侧侧壁上下导导坑钻爆开开挖施工的的全过程,包包括钻爆方方案设计、双双侧壁上下下导坑开挖挖、预留岩岩梁解除、拱拱部环形核核心土开挖挖施工等分部部钻爆开挖挖施工工艺艺及控制
4、要要点。详细细地说明了了超大断面面隧道双侧侧壁上下导导坑钻爆开开挖施工时时的材料及及机具要求求,指出了了施工质量量、安全及及环保控制制要点,然然后综合分分析应用本本工法所产产生的经济济、环保和和社会效益益,最后通通过应用实实例对本工工法的工艺艺要求进一一步地进行行阐述。下下面就本工工法的核心心技术操作作要点概括括说明如下下:本工法充分分利用大断断面隧道特特性和围岩岩自承载能能力,采用用双侧壁上上下导坑同同时开挖,把把整个隧道道大断面分分成左右上上下多个小小断面施工工,每一小小断面单独独采用钻爆爆掘进,过过程中预留留岩梁与核核心土形成成“十字”形支撑,有有效增强水水平支撑强强度和整体体稳定性,减
5、减少隧道水水平收敛量量和拱顶下下沉值。充充分利用围围岩在开挖挖过程中的的自稳能力力,分步开开挖后采用用主动支护护形式,使使围岩形成成封闭的筒筒形支护结结构,尽可可能减小超超大断面的的暴露时间间,最后安安全、快速速地形成一一个大的隧隧道空间。关键技术及及保密点(如如有专利权权,请注明明专利号):采用双侧壁壁上下导坑坑同时开挖挖,把整个个隧道大断断面分成左左右上下多多个小断面面施工,预预留岩梁与与核心土形形成“十字”形支撑,增增强水平支支撑强度和和整体稳定定性,减少少隧道水平平收敛量和和拱顶下沉沉值。充分分利用围岩岩在开挖过过程中的自自稳能力,分分步开挖后后采用主动动支护形式式,使围岩岩形成封闭闭
6、的筒形支支护结构,尽尽可能减小小超大断面面的暴露时时间,最后后安全、快快速地形成成一个大的的隧道空间间。技术水平和和技术难度度(与国内内外同类技技术水平比比较):本技术在同同类工程中中为首次采采用,总体体上达到国国内领先水水平。工法成熟、可可靠性说明明(当工法法的工程应应用少于33项时填写写): 本工法对对传统双侧侧壁导坑施施工技术进进行了创新新, 传统双侧壁壁导坑法施施工技术已已经实践证证明成熟可可靠,本工工法采用上上、下导坑坑开挖,预预留岩梁与与核心土形形成支撑,比比传统双侧侧壁导坑法法安全度有有所提高,同同时,本工工法严格遵遵循新奥法法施工原理理,理论上上成熟、可可靠;通过过在重庆轨轨道
7、交通三三号线一期期工程红旗旗河沟车站站超大断面面开挖中的的成功实践践应用,从从现场施工工证明本工工法成熟、可可靠度高。工法应用情情况及应用用前景: 重庆轨道道交通三号号线观红段段红旗河沟沟车站,为为暗挖地下下岛式车站站,车站长长177米米,车站工工程共有AA型、C型型、B型、DD型四种断断面形式。其其中B型断断面开挖尺尺寸为:223.7553(宽)32.316(高),开挖断面面积约为760m2;为超大开挖隧道断面。应用本工法进行开挖施工,开挖安全度高,进度较快,工程安全成功实施。本工法,可可充分利用用大断面隧隧道特性,增增加可开挖挖工作面,加加快隧道前前期开挖速速度,有效效缩短施工工工期,同同
8、时很好的的解决了超超大断面隧隧道开挖的的安全性问问题。通过过对本工法法的推广应应用,为超超大断面隧隧道采用双双侧壁上、下下导坑钻爆爆开挖施工工了提供参参考。经济效益和和社会效益益(包括节节能和环保保效益):本工法充分分增加可开开挖工作面面,加快隧隧道前期开开挖速度,有有效缩短施施工工期。很很好的解决决了超大断断面隧道开开挖的安全全性问题,减减少安全费费用的投入入,节约了了资源。对对确保开挖挖施工安全全,避免破破坏周边环环境有着重重要意义。本工法采用用上下导坑坑开挖,增增加了前期期开挖工作作面,大大大缩短了常常规做法所所需工期,从从而节约了了大型机械械设备及周周转工具租租赁费和项项目管理费费用。
9、本工工法在重庆庆轨道交通通三号线一一期工程观观红段红旗旗河沟车闸闸工程中的的成功应用用后,共取取得51.347万万元的经济济效益。主要完成单单位意见:本工法内容容全面,技技术合理,已已成功地在在重庆轨道道交通三号号线一期工工程红旗河河沟车站工工程中得到到应用,并已被评评为局级施工工工法,同意意申报。第一完成单单位 签签 章 第二完完成单位 签 章章2010年年1月15日 年年 月月 日日第三完成单单位 签签 章 年 月月 日日 推荐单位意意见: 1、如工工法应用工工程实例少少于3项,对对该工法关关键技术可可靠、成熟熟性提出意意见:本工法所涵涵盖的技术术内容,是是经过前后后多次开发发研究形成成,
10、并在重重庆轨道交交通三号线线一期工程程红旗河沟沟车站工程程中应用成成功,实施施效果良好好,得到了了设计师、业业主和监理理的好评。2、推荐意意见: 同同意推荐申申报局优秀秀工法 (签签 章) 2010年1月15日二、工法内内容超大断面隧隧道双侧壁壁上下导坑坑钻爆开挖挖施工工法法中建八局第第三建设有有限公司陈 坤 李金会会 杨 德 李念国 肖龙鸽鸽1. 前言言随着我国城城市化进程程的不断加加快, 城城市人口快快速增长,交交通压力日日趋加大,利利用地下空空间、发展展地铁等城城市轨道交交通对缓解解城市公共共交通压力力,促进城城市经济和和社会健康康发展都具具有重要作作用。为满满足交通运运输迅速发发展的需
11、要要,各类超超大断面隧隧道工程不不断涌现,如如何保证超超大断面隧隧道开挖施施工安全目目前仍是国国内施工难难题。近年年来,我公公司承接了了重庆地铁铁一号线小小较区间及及车站、重重庆轨道交交通三号线线观红段区区间及红旗旗河沟车站站等地铁隧隧道工程,这这些工程的的暗挖车站站隧道断面面均为4000以上上的浅埋超超大断面隧隧道,其中中红旗河沟沟车站隧道道最大断面面面积高达达760mm2。由于工工程施工环环境复杂、风风险性极大大。为了保保证工程的的安全顺利利施工,我我公司成立立了科技攻攻关小组,通通过试验研研究、探索索实践和不不断地创新新总结,最最终形成了了浅埋小覆覆跨比超大大断面隧道道双侧壁上上下导坑施
12、施工技术,以以此为基础础,提炼形形成本工法法。2. 工法法特点2.1 本本工法与传传统双侧壁壁导坑法相相比,采用用上下导坑坑同时开挖挖,可充分分利用大断断面隧道特特性,增加加可开挖工工作面,加加快隧道前前期开挖速速度,有效效缩短施工工工期。2.2 本本工法利用用预留岩梁梁,有效增增强水平支支撑强度和和整体稳定定性,减少少隧道水平平收敛变形形和拱顶沉降降,确保隧隧道上部建建(构)筑物的安全。2.3本工工法利用隧隧道下导洞洞底部施工工高边墙后后回填,降降低隧道二衬施施工断面高高度,解决决超大断面面模板台车车施工难题题。2.4 本本工法采用用钻爆法进进行开挖掘掘进施工,费用低、速速度快,节节约施工成
13、成本。3. 适用用范围本工法应用用范围较广广,概况起起来主要适适用于以下下几个方面面:3.1适用用于级围岩地地层,开挖挖断面在3300以以上,800以下的暗暗挖地铁、公公路及铁路路隧道。3.2适用用于城市地地区中硬介介质围岩条条件下,要要求很小的的地表沉降降的大断面面浅埋地下下车库、地地下仓库及及大型人防防硐室。3.3 适适用于级围岩条条件大断面面水利水电电、矿山硐硐室开挖。4. 工艺艺原理围岩岩体是是结构体系系中的主要要承载单元元,充分发发挥围岩自自承载能力力,把整个个隧道大断断面分成上上下、左右多个个小断面施施工,每一小断断面单独采采用钻爆法法掘进,预预留岩梁与与核心土形形成“十字”形支撑
14、,充充分利用围围岩在开挖挖过程中的的自稳能力力,分步开开挖后采用用主动支护护形式,使使围岩形成成封闭的筒筒形支护结结构,尽可可能减小超超大断面的的暴露时间间,最后形形成一个大大断面隧道,为二二衬尽早施施作创造有有利条件。5工艺流流程及操作作要点5.1 工工艺流程图5.1.1 工工艺步序横横断面图图5.1.2 工工艺流程图图5.2 操操作要点5.2.11 钻爆方方案设计1、钻爆设设计施工要要求超大断面隧隧道环境复复杂,施工工难度高,隧隧道爆破设设计必须在在确保高质质量的隧道道开挖断面面和进尺的的同时,将爆破震震动控制在在尽可能小小的范围内内,以保证地地表及建筑筑物的安全全和对周围围环境的影影响。
15、为此此,爆破设计计必须满足足:爆破施施工时,爆爆破质点振振动速度应控制制在1.02.00cm/ss;爆破影响响围岩松动动圈要求控控制在2mm以内;炮眼利用用率在900%以上,光面爆破的半半壁抛眼留留痕迹率在在80%以以上;平均线性性超挖不大大于0.11m,最大不超超过0.15mm;相邻两循循环炮眼衔衔接台阶不不大于0.1m;局部欠挖挖面积小于于0.1mm2,最大欠挖挖小于0.05m。2、爆破参参数选择爆破参数的的确定采用用理论计算算法、工程程类比法与与现场试爆爆相结合,在保证爆爆破振动速度符符合安全规规定的前提提下,提高隧道道开挖成型型质量和施施工进度。1) 炮眼眼深度(LL)爆破设计的的炮眼
16、深度度主要受爆爆破振动强度控控制 ,设计炮眼眼深度根据据爆破部位位不同进行行调整,一般为11.011.5m。2) 炮眼眼数目N爆破设计炮炮眼直径采采用42mmm,每次开挖挖面积约为为36880,单位面积积钻眼数控控制在1.5个以上上(不包括括光面爆破破炮眼)。3)炮眼布布置周边炮眼眼布置采用用经验公式式和工程类类比法确定定。按规定定炮眼间距距E=(8812)dd(d为炮炮眼直径);抵抗线:W=(1.01.5)E。隔孔装药,炮眼间距为250mm,炮眼直径为42mm,能满足E值要求。掏槽眼布布置主要应应用于侧壁壁上、下导导洞 1、22部,爆破设计计采用空眼眼双层复式式楔形混合合掏槽。掏掏槽形式可可
17、根据实际际地质情况况合理确定定。为降低爆爆破振动强度,循循环进尺根根据开挖部部位不同来来确定,掘掘进炮眼深深度根据循循环进尺来来确定。当炮眼直径径在3542mmm的范围内内时,抵抗抗线W与炮炮眼深度有有如下关系系式:W=(1525)dd或W=(00.300.6)dLL,在坚硬硬难爆的岩岩体中或炮炮眼较深时时,应取较较小的系数数,反之则则取较大的的系数。4)单眼装装药量的计计算周边眼装药药参数可按按下表5.2.1-1选择确确定表5.2.1-1 围岩光光面爆破周周边眼参数数围岩级别周边眼间距距E(m)周边眼最小小抵抗线WW(m)相对距E/W装药集中度度(/m)级0.550.6550.600.80.
18、8110.300.35级0.450.60.600.750.8110.200.3级0.350.4550.450.5550.8110.070.122其它炮眼的的装药量均均可按下列列公式计算算:q=k.aa.w.LL.(kg) (式式5.2.1)式中: qq单眼装装药量 kkg ; k炸药单单耗 kgg/m3 ;a炮眼眼间距 mm ; w炮眼爆爆破方向的的抵抗线 m ;L炮眼眼深度 mm ; 炮眼眼部位系数数 。5)炮眼堵堵塞堵塞作用是是使炸药在在受约束条条件下能充充分爆炸以以提高能量量利用率,因因此堵塞长长度不小于于20cmm,掘进眼可可取2528。堵堵塞材料采采用炮泥砂砂粘土水=311。要求求堵
19、塞密实实,不能有空空隙或间断断。6)装药结结构隧道爆破炮炮眼中的炸炸药采用正正向或反向向起爆,实实验结果表表明,仅装装瞬发雷管管的炮眼应应该采用正正向起爆,其其它炮眼采采用反向起起爆。即掏掏槽眼的首首段采用正正向起爆,这这样可得到到较好的岩岩碴块度。周边眼采用用间隔不偶偶合装药形形式,为保保证每个周周边眼内炸炸药同时起起爆须使用用导爆索连连结各药卷卷,如图55.2.11所示.图5.2.1 周周边眼装药药形式示意意7)爆破器器材的选择择炸药:采用用二号岩石石乳化炸药药。周边炮炮眼采用25mmm小药卷,其其它炮眼采采用32mmm标准药卷卷。雷管:孔外外采用电雷雷管起爆,连连接件及孔孔内均采用用非电
20、毫秒秒雷管115段。为为避免爆破破时冲击波波的叠加,选选择非电毫毫秒雷管时时应选用段段间隔为775ms以以上的各段段雷管 11、5、77、9、111、133、14、115共 88种段别的的非电毫秒秒雷管。导导火索及导导爆管均采采用电雷管管引爆,周周边炮眼间间隔装药采采用传爆线线传爆。8) 爆破破安全校核核为确保隧道道上方和周周边建筑物物的安全,隧隧道爆破施施工时,采采用短进尺尺,少装药药爆破开挖挖,将爆破破产生的各各种危险因因素加以控控制并降低低到国家规规定的标准准之下,在在制定的爆爆破方案时时,进行周周密、详细细的安全设设计。爆破震动安安全校核Q=(VV/K)11/)1/mR1/m (式式5
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