Ⅳ、Ⅴ围岩隧道震动破碎法开挖施工

苏从友

摘要：下锚段衬砌断面异于正常断面，采用衬砌台车背模替代下锚段衬砌台车施工，其优点是施工成本低，操作安全、简便、节时。

Abstract： The lining section of the lining section is different from the normal one. The lining trolley backing is used instead of the lower anchor section trolley construction. The advantages include low construction cost， safe operation， simplicity and time saving.

关键词：下锚段；衬砌；台车背模

Key words： lower anchor section；lining；trolley back mold

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）27-0154-02

1 概况

随着经济建设的迅速发展，基础建设规模的日益扩大，环水保工作的重视程度越来越高，隧道的优越性得到了迅猛的发展，于是出现了很多浅埋的Ⅳ、Ⅴ围岩隧道，按照以往的隧道掘进施工，大都采用的是钻爆法施工，钻爆法施工由于其灵活多变，适应性强，应用较广，但是进度较慢，在Ⅲ级以上围岩中能够得到最大的发挥，但是在Ⅳ、Ⅴ围岩隧道掘进过程中，显现了很多的弊端，超欠挖不好控制，施工工序干扰较大，施工进度、安全、质量、成本等无法得到有效的控制，我公司在贵广客运专线六标Ⅳ、Ⅴ围岩隧道施工中采取了震动破碎法掘进施工，有效的避免了因钻爆法施工对Ⅳ、Ⅴ围岩隧道施工影响的弊病。

2 工法特点

①利用破碎锤开挖，能够避免因爆破施工对围岩引起的干扰，使围岩自稳能力发挥到极限，保证了开挖的施工安全，保证了围岩自稳及初期支护体系的施工质量。②利用破碎锤开挖，节省了炮工钻孔装药的时间，避免了与其他平行作业施工工序的干扰，有效的提高了施工进度。③利用破碎锤开挖，可操作性较强，可挖掘作业及破碎作业交替进行，装卸较简单，能够使施工作业成本有效的降低，形成较好的经济效益。

3 适用范围

本工法适用于铁路、公路、以及地铁等地下工程Ⅳ、Ⅴ围岩隧道的掘进施工。

4 工艺原理

本工法以岩体力学理论为基础，应用新奥法原理指导施工，充分发挥围岩的自承能力，最大的避免了对围岩的扰动，利用挖掘机配置破碎锤的液压系统工作原理进行快速掘进施工。

5 施工工艺

震动破碎法三台阶七步开挖（图1）。

根据地质预报结果，采取超前支护及注浆加固地层后进行分部开挖。上、中、下导坑采用破碎锤震动打击岩面控制开挖，并采用风动凿岩机辅助，以保护围岩；各台阶之间的间距3～5m。各台阶开挖后及时封闭掌子面，喷、网、锚及格栅钢架联合支护作业。拱脚、中下导墙角增设锁脚锚杆，初期支护及时成环，湿喷机湿喷作业，各台阶实行平行作业。然后依次施作仰拱及拱墙二次衬砌混凝土。

施工中认真进行围岩量测，实行信息化施工，动态化管理，及时反馈信息，调整支护参数，确保施工安全。

施工注意事项：中、下导左、右边墙开挖必须交错施工，错开距离为2-3m，严禁两侧同时对挖，中下导坑开挖时严禁破碎锤碰撞拱架。三个台阶平行作业，仰拱施工实行短开挖、早支护、快封闭、勤量测，及时施做钢架支护，闭合成环。

加强洞内施工抽排水，防止边墙失稳。

6 机械选配（见表1）

机载式液压破碎锤的动力来源是挖掘机，选用液压破碎锤的原则是根据挖掘机的作业稳定性、工作装置液压回路的工作压力及功率消耗来选择最适合的液压破碎锤，破碎锤的工作压力一般为20MPa、流量为170L/min左右，可配备的挖掘机的系统压力为30MPa、单主泵的流量为250L/min即可。

7 劳动力组织（见表2）

8 質量及安全保证措施

8.1 质量保证措施

①本工法以《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》、《铁路隧道新奥法指南》和《高速铁路隧道施工技术规范》为依据进行质量控制。

②技术人员根据测量放样结果，指导机械操作员进行开挖，对上循环的超欠挖进行纠正，支护前，用激光断面仪对断面进行测量，如有欠挖进行处理。最大超挖控制在10cm之内。

8.2 安全保证措施

执行国家《铁路工程施工安全技术规程》得规定，并重点注意一下几点：①参加施工人员必须是经过安全培训，并考核合格持证上岗者。②施工人员进场时或进行具体操作前，必须经过施工工长及安全监督员的安全交底。③进行作业前必须对操作手进行专业培训，使操作手熟知机械工作原理。④开挖过程中，必须设专职安全员指挥机械进行作业。⑤作业面必须采用强光照明，可采用透雾力强的高压钠灯。

9 效益分析

本施工技术给Ⅳ、Ⅴ围岩隧道零爆破施工积累了成功的经验，破碎锤震动破碎开挖法严格的控制了隧道的超欠挖及开挖进尺，保证了开挖过程中的安全和质量。与以往的钻爆法相比，大量的减少了人力和物力，缩短了工序的施工时间，仅爆破钻眼和炸药两项费用每延米即可节约3815元。

10 工程实例

贵广客运专线六标下西山隧道位于桂林低山丘陵地带，在桂林市临桂镇下西山村，属低山丘陵地貌，地形起伏较小，地表覆土较厚，全隧围岩节理发育，水平层面薄且破碎，裂隙中富含积水，浅埋，全长354米。

隧道掘进施工采用超前小导管注浆，震动破碎法三台阶七步流水作业，机载破碎锤与挖掘机交替作业，全隧未进行爆破，超挖较少，平均超挖不大于5cm，平行作业施工工序无干扰，月进尺达到90米，2009年9月1日开工，于2010年元月1日顺利贯通。