工法體系原理簡介
淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進施工工法針對隧道進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，平衡偏壓產(chǎn)生的側(cè)壓力，回填前先完成擋土墻砌筑，待墻身強度達到設(shè)計強度后回填。隧道雙排注漿小導管支護施工與反壓回填施工同步進行，兩排導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)對進洞圍巖進行加強支護。隧道掘進爆破循環(huán)進尺控制在0.5～0.75m，采用多級復式楔形掏槽方式，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)，嚴格控制超、欠挖。采用毫秒延時起爆技術(shù)，嚴格控制各段起爆藥量以及最大單響藥量，重點控制掏槽孔爆破對隧道淺埋偏壓段的振動影響。
該工法既可應用于淺埋偏壓隧道進出口段的淺埋偏壓部位，也可就淺埋或偏壓某一問題單獨應用，洞身部分出現(xiàn)類似問題也可參考該工法進行施工。
關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點
淺埋偏壓隧道，地質(zhì)條件復雜，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踐表明，采用淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進施工工法，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：提出多級復式楔形掏槽爆破方案，爆破振動效應得到有效控制，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。
工程應用及效益評估
淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進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用，有效控制了隧道爆破破巖效果和爆破有害效應，并取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
經(jīng)濟效益 該工法在密興路改建工程火郎峪隧道得到全面應用，在隧道進洞口段約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)整進洞位置、采用雙排注漿小導管超前支護、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)模地層加固等復雜的、耗費大量人力財力措施， 為工程項目節(jié)約建設(shè)資金約550余萬元。
該工法應用于改建工程南村隧道工程，有針對性地提出工程實施方案。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口段。隧道底面標高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、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)中得到了廣泛應用。淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進施工工法正是適應隧道工程建設(shè)不斷發(fā)展的一項新技術(shù)，它在加快復雜條件下交通工程建設(shè)，保護生態(tài)環(huán)境，促進國民經(jīng)濟的發(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用。
作為淺埋偏壓隧道反壓法減振爆破掘進施工工法編制技術(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。鑒定意見認為：經(jīng)國際聯(lián)機檢索，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)新性和先進性，整體技術(shù)水平和技術(shù)難度達到國際領(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創(chuàng)性，研究成果具有十分重要的現(xiàn)實意義和實際應用價值。
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