工法體系原理簡介
淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進(jìn)施工工法針對隧道進(jìn)出口段淺埋偏壓問題，在隧道洞口淺埋、偏壓段的偏壓一側(cè)，采用級配碎石分層反壓回填，層層夯實(shí)，平衡偏壓產(chǎn)生的側(cè)壓力，回填前先完成擋土墻砌筑，待墻身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后回填。隧道雙排注漿小導(dǎo)管支護(hù)施工與反壓回填施工同步進(jìn)行，兩排導(dǎo)管呈梅花型交錯布置；洞口段2m范圍內(nèi)密排格柵，形成類似套拱結(jié)構(gòu)對進(jìn)洞圍巖進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。隧道掘進(jìn)爆破循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5～0.75m，采用多級復(fù)式楔形掏槽方式，掏槽布孔范圍向隧道深埋側(cè)偏移布置；掏槽位置的選擇應(yīng)綜合考慮圍巖結(jié)構(gòu)特征、隧道賦存條件等；周邊孔采用光面爆破技術(shù)，嚴(yán)格控制超、欠挖。采用毫秒延時起爆技術(shù)，嚴(yán)格控制各段起爆藥量以及最大單響藥量，重點(diǎn)控制掏槽孔爆破對隧道淺埋偏壓段的振動影響。
該工法既可應(yīng)用于淺埋偏壓隧道進(jìn)出口段的淺埋偏壓部位，也可就淺埋或偏壓某一問題單獨(dú)應(yīng)用，洞身部分出現(xiàn)類似問題也可參考該工法進(jìn)行施工。
關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)
淺埋偏壓隧道，地質(zhì)條件復(fù)雜，爆破施工時極易對圍巖、襯砌結(jié)構(gòu)以及臨近建（構(gòu)）筑物等造成不同程度的影響。相關(guān)項目研究以及工程實(shí)踐表明，采用淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進(jìn)施工工法，在經(jīng)過反壓回填后，合理選擇掏槽結(jié)構(gòu)形式以及布設(shè)掏槽孔位，合理、精細(xì)爆破設(shè)計以及爆破參數(shù)優(yōu)化、爆破監(jiān)測等綜合技術(shù)措施下，改善了圍巖應(yīng)力狀態(tài)，可確保淺埋偏壓隧道施工的安全。
淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進(jìn)施工工法的關(guān)鍵技術(shù)及主要創(chuàng)新成果如下。
1）反壓回填：在隧道偏壓側(cè)堆土、碎石、混凝土等，利用回填物自身的重力改變了開挖后隧道圍巖的應(yīng)力場，使開挖后的隧道處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
2）減振爆破施工及監(jiān)測：提出多級復(fù)式楔形掏槽爆破方案，爆破振動效應(yīng)得到有效控制，合理選取布孔參數(shù)和毫秒延期起爆時間，通過爆破監(jiān)控系統(tǒng)，控制爆破振動對圍巖、襯砌結(jié)構(gòu)的損傷和破壞。
該工法的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果已申報了以下技術(shù)發(fā)明專利：隧道綜合信息監(jiān)控系統(tǒng) 專利號：CN102608963 A。
工程應(yīng)用及效益評估
淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進(jìn)施工工法項目研究成果在密興路改建工程火郎峪隧道、108國道改建工程等工程中得到了成功應(yīng)用，有效控制了隧道爆破破巖效果和爆破有害效應(yīng)，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
經(jīng)濟(jì)效益 該工法在密興路改建工程火郎峪隧道得到全面應(yīng)用，在隧道進(jìn)洞口段約30m淺埋偏壓段，根據(jù)研究成果提出的理論依據(jù)，通過調(diào)整進(jìn)洞位置、采用雙排注漿小導(dǎo)管超前支護(hù)、偏壓段反壓回填施工以及控制爆破振動等技術(shù)措施，火郎峪隧道開挖順利通過淺埋偏壓段，相應(yīng)監(jiān)測顯示隧道拱頂沉降最大值僅為6mm，拱頂?shù)乇砦闯霈F(xiàn)裂縫等安全隱患，錨桿拉拔力達(dá)到設(shè)計值，洞內(nèi)拱圈右上角薄弱處初襯噴射混凝土未出現(xiàn)開裂。隧道監(jiān)測及檢測結(jié)果表明，所采用的施工技術(shù)措施行之有效，能夠保證淺埋偏壓隧道施工的安全。避免了大規(guī)模地層加固等復(fù)雜的、耗費(fèi)大量人力財力措施， 為工程項目節(jié)約建設(shè)資金約550余萬元。
該工法應(yīng)用于改建工程南村隧道工程，有針對性地提出工程實(shí)施方案。108國道改建工程是北京西南部主要的放射線，位于北京市門頭溝區(qū)，承擔(dān)著北京與河北、山西等地區(qū)的過境交通。新建南村隧道為越嶺巖質(zhì)隧道，主要為變質(zhì)長石石英巖、硬綠泥石石英千枚巖、泥巖、煤線等，其中煤線位于南村隧道進(jìn)口段。隧道底面標(biāo)高202.1～235.8m，最大曲線半徑4000m，坡度2.5%下坡，隧道部分地段屬于淺埋偏壓隧道。該工程采用淺埋偏壓隧道爆破開挖與監(jiān)控技術(shù)及施工工法進(jìn)行施工，縮減了施工工期，減少了施工難度，同時也節(jié)約了施工成本。與常用的施工工法比較，以節(jié)約成本90元/m3計，該工程中爆破約21000m3，共計節(jié)約成本約189萬元。
社會效益 鉆爆法作為一種安全、經(jīng)濟(jì)、快速有效的施工方法，目前已在國內(nèi)外山區(qū)公路隧道建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進(jìn)施工工法正是適應(yīng)隧道工程建設(shè)不斷發(fā)展的一項新技術(shù)，它在加快復(fù)雜條件下交通工程建設(shè)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用，在產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益的同時，也產(chǎn)生了良好的社會效益。
巖質(zhì)隧道爆破開挖比人工、機(jī)械開挖等更為安全可靠、高效快速。淺埋偏壓隧道爆破開挖與監(jiān)控技術(shù)的研究，將在隧道工程建設(shè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。
作為淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進(jìn)施工工法編制技術(shù)基礎(chǔ)的“淺埋偏壓隧道爆破開挖與監(jiān)測技術(shù)研究”項目，已于2012年通過了北京市交通委員會組織的科技成果鑒定。鑒定意見認(rèn)為：經(jīng)國際聯(lián)機(jī)檢索，該工法在隧道施工綜合信息智能監(jiān)控系統(tǒng)與管理預(yù)警系統(tǒng)、隧道開挖爆破設(shè)計智能系統(tǒng)研發(fā)、隧道施工綜合安全控制技術(shù)等方面具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性，整體技術(shù)水平和技術(shù)難度達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該項目技術(shù)研究緊密結(jié)合交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、環(huán)境影響控制以及隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，研究對象、內(nèi)容、方法具有新穎性和獨(dú)創(chuàng)性，研究成果具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價值。
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