南光區(qū)間礦山法隧道孤石處理施工技術(shù)

李佩業(yè)

摘 要：孤石是隧道施工中常見的復(fù)雜地質(zhì)情況，殘留于風(fēng)化巖體中，多為中-微風(fēng)化狀，周圍巖體多為全風(fēng)化狀，主要是不均勻風(fēng)化的產(chǎn)物（如花崗巖的球狀風(fēng)化），孤石是獨(dú)立存在的，一般處的位置不高；隧道施工中只有探明孤石所處的位置和大小形狀，再根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況制定相應(yīng)的處理方法，從而保證隧道施工的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：淺埋隧道；孤石處理；施工風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號：U455 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

1.1 總體概況

深圳市軌道交通10號線起自福田區(qū)福田口岸站，終至龍崗區(qū)平湖中心站，途經(jīng)深圳市福田、龍華新區(qū)、龍崗3區(qū)，線路全長29.52km。南坑站至光雅園站區(qū)間位于龍崗區(qū)五和大道南坑村，南光區(qū)間長466m，由DK12+700處豎井進(jìn)洞，采用左右線分離的單線單洞結(jié)構(gòu)形式，正線埋深12m～15m，隧道采用礦山法施工。

1.2 地質(zhì)情況

南光區(qū)間地質(zhì)由上往下依次為雜填土、礫質(zhì)黏性土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化及微風(fēng)化；其中拱部大部分處于全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化中，隧底處于中風(fēng)化和微風(fēng)化中。

1.3 孤石分布情況

根據(jù)地勘資料顯示，南光區(qū)間孤石主要有6處，其中隧道輪廓范圍內(nèi)3處，隧道拱頂范圍內(nèi)3處。因詳勘布點(diǎn)間距為20m～30m，且部分點(diǎn)位受地形影響未設(shè)置在正線位置，詳勘資料無法準(zhǔn)確全面，揭示整個(gè)暗挖區(qū)間孤石的位置、尺寸、數(shù)量等特性，所以在施工過程中還需進(jìn)一步進(jìn)行探測。

2 孤石處理技術(shù)

2.1 孤石區(qū)段施工總體技術(shù)措施

因?yàn)楣率姆植紖^(qū)域及其所處地質(zhì)存在不確定性，為了確保施工安全，在設(shè)計(jì)技術(shù)措施的基礎(chǔ)上我們采取了地面降水以確保洞內(nèi)開挖面的穩(wěn)定性，并采用提高施工工序銜接，嚴(yán)格控制各施工工序質(zhì)量來確保施工安全。

針對現(xiàn)場地質(zhì)情況對開挖、降水、注漿等工序制定了嚴(yán)格的技術(shù)要求，并根據(jù)孤石所處位置、孤石大小等綜合因素制定出不同的處理方式，具體技術(shù)要求及處理措施如下：

（1）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及施工方案進(jìn)行開挖。采用短臺階開挖法，臺階長度控制在6m左右，并按要求預(yù)留好核心土確保掌子面穩(wěn)定。

（2）做好地面降水。結(jié)合本區(qū)間降水試驗(yàn)井總結(jié)，縱向15m～20m設(shè)置降水井一口，降水井設(shè)在左右線中間位置。

（3）合理安排施工工序。在做好上臺階開挖的同時(shí)做好下臺階有效跟進(jìn)，及時(shí)封閉成環(huán)，確保合理的臺階長度。

（4）加強(qiáng)鎖腳錨管施工質(zhì)量。拱架鎖腳錨管角度必須從上向下插打，確保錨管受力良好，并做好拱架鎖腳錨管注漿。

（5）孤石先加固再爆破處理。通過全斷面注漿的形式加固洞內(nèi)外孤石，固結(jié)穩(wěn)定后采用爆破分解洞內(nèi)孤石。

（6）做好初支背后回填注漿。對已完初支每月或每季度進(jìn)行系統(tǒng)的注漿，防止背后不密實(shí)或因滲漏導(dǎo)致背后出現(xiàn)空洞或者空洞擴(kuò)大。

2.2 孤石探測

由于詳勘資料未能精確揭示該區(qū)間孤石的位置、尺寸和數(shù)量等特性，為此結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況采用加深炮孔配合超前小導(dǎo)管相結(jié)合的方法進(jìn)行準(zhǔn)確探測，其探測分為初探、定探、詳探3步驟。

2.2.1 初探

初探應(yīng)結(jié)合詳勘資料進(jìn)行開展，在詳勘孤石點(diǎn)施工前方10m位置采用6m長鉆桿進(jìn)行鉆探，外插角按20°進(jìn)行打孔，有效探測長度為5m，初探為5個(gè)點(diǎn)，通過打孔過程中確定是否存在其他孤石，每次搭接長度為3m。初探孔位布置如圖1所示。

2.2.2 定位探測

初探發(fā)現(xiàn)前方存在孤石后，根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)加密探孔，探測出孤石大小，影響范圍。

2.2.3 詳探

通過超前小導(dǎo)管施工，針對隧道侵限部位進(jìn)行詳探，確定輪廓范圍、尺寸、重量和石質(zhì)等詳細(xì)特性；現(xiàn)場孤石圖片如圖2所示。

2.3 不同部位孤石處理措施

2.3.1 拱部孤石處理措施

（1）對于拱部上方大塊孤石，采用超前注漿加固、短進(jìn)尺、錨固鎖定、加密格柵、增加縮腳錨管數(shù)量等措施確保開挖安全。

（2）埋設(shè)拱頂沉降監(jiān)測點(diǎn)，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析其穩(wěn)定性，指導(dǎo)下一步施工。

（3）局部侵限處對孤石周邊進(jìn)行注漿加固，掘進(jìn)至拱部周邊時(shí)，采用靜態(tài)爆破對侵限部位進(jìn)行爆破。對于拱頂殘留大塊殘留孤石進(jìn)行評估，采用錨固鎖定、加密拱架等方式進(jìn)行處理?，F(xiàn)場布置如圖3所示。

2.3.2 邊墻孤石處理措施

（1）局部侵限時(shí)對周邊進(jìn)行注漿，通過優(yōu)化格柵單位長度，架設(shè)鋼格柵，增加鎖腳錨管封閉掌子面，后采用靜態(tài)爆破進(jìn)行處理。

（2）嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺，每次控制在1榀以內(nèi)。

2.3.3 洞內(nèi)孤石處理措施

洞內(nèi)孤石采用小藥量、淺眼松動爆破分解，控制洞內(nèi)飛石。

3 孤石區(qū)段施工風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對措施

3.1 孤石失穩(wěn)坍塌

3.1.1 主要風(fēng)險(xiǎn)

上臺階孤石揭露前未提前進(jìn)行超前注漿加固或注漿加固不到位，一次性開挖進(jìn)尺較大，造成孤石失穩(wěn)坍塌，易造成人員傷亡或機(jī)械設(shè)備受損。

3.1.2 應(yīng)對措施

（1）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及施工方案要求控制開挖進(jìn)尺。

（2）做好超前地質(zhì)鉆孔，提前探明孤石位置及輪廓，采取超前加固。

（3）上臺階孤石未加固前下臺階石方不得進(jìn)行爆破，防止孤石由于爆破震動而失穩(wěn)滑落，造成掌子面坍塌。

（4）孤石不能及時(shí)進(jìn)行爆破處理時(shí)，可在孤石上布置位移觀測點(diǎn)，監(jiān)測孤石穩(wěn)定性。

3.2 初支變形坍塌

3.2.1主要風(fēng)險(xiǎn)

由于隧道輪廓線以外的孤石加固不到位，受爆破震動或降水等作用，孤石穩(wěn)定性破壞失穩(wěn)滑落，砸破初期支護(hù)造成隧道塌方、人員傷亡等事故。

3.2.2應(yīng)對措施

（1）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及施工方案要求做好超前支護(hù)。

（2）加強(qiáng)開挖、立架、噴射混凝土等各施工工序銜接，做到早成環(huán)、快封閉。

（3）下臺階邊墻開挖應(yīng)左右交錯(cuò)進(jìn)行，不得使上部格柵鋼架同時(shí)懸空。

（4）嚴(yán)格控制開挖及爆破進(jìn)尺，控制炮眼深度和裝藥量，防止爆破震動過大引起坍塌。

結(jié)論

孤石處理長期以來是暗挖隧道施工中的技術(shù)難點(diǎn)，其分布的無規(guī)律性、結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性、周邊地質(zhì)的不穩(wěn)定性加劇了孤石處理的難度。本文以問題為導(dǎo)向，通過一系列技術(shù)手段解決了現(xiàn)場問題，但是歸根結(jié)底還是體現(xiàn)在項(xiàng)目的管理問題上。因?yàn)樗淼朗┕さ刭|(zhì)及現(xiàn)場情況瞬息萬變，只有加強(qiáng)現(xiàn)場管理并做到“巖變我變”，并嚴(yán)格執(zhí)行隧道施工二十一字方針，做到“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測、速反饋”，能夠及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場變化調(diào)整施工方案，才能確保隧道施工安全。

參考文獻(xiàn)

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