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世界最长钻爆法施工的岩溶隧道

呼和浩特地铁2018-05-28 06:25:03

石林隧道位于云桂铁路弥勒至石林板桥区间,设计为单洞双线隧道,全长18208由中铁一局集团承建,于2010年8月开工,2013年12月10日贯通,为云桂线最长隧道,是当时全国最长单洞双线隧道,也是世界最长钻爆法施工的岩溶隧道。 


石林隧道进口

隧道横穿举世闻名的云南石林景区,进口位于弥勒县,出口在石林县,最大埋深约250,最小埋深约6,穿越岩性主要为中、厚层状的浅灰、灰白色的灰岩。受区域构造影响,隧道区断裂构造发育,性质复杂,岩层节理、裂隙发育,岩体较破碎,隧道共穿越6条断层和4条断层破碎带。同时,隧道地质为典型的喀斯特地貌,存在着断层和岩溶突水、突泥等地质高风险区段共计7810米,占正洞隧道总长的43%。由于施工高风险源多、难度极大,隧道风险等级评定I

隧道采用140平方米断面开挖,设计为1座平导加2座斜井的辅助坑道施工模式。开挖主要遵循“石变我变、安全推进”的施工原则,在软弱地质围岩和溶洞溶腔地层中,施工方首先利用TSP203地质波探测、地质雷达、超前、钻孔、红外探水、超前地质钻探多种探测方式进行风险辨识,判断围岩级别、溶洞内部情况,再进行评估并制定相应的处理方案,制定了“溶洞进一步揭示、掌子面回天洞渣反压、溶腔坍塌口封闭、泵送C20护工混凝土及吹沙、加强监控两侧”的“五步走”处理办法,奠定了溶洞溶腔处理的基本步奏。同时,施工方购置实体检测仪器,通过钻芯取样检测初期支护混凝土的厚度、强度和密实性、二衬混凝土的强度二衬混凝土的强度和电通量等指标,对二衬钢筋混凝土工程的钢筋直径、间距、混凝土保护层厚度进行了地质雷达探测,随时发现问题随时整改。


二次衬砌


光面爆破 

工程采用光面爆破、初支喷射、仰拱施作、防水排水、钢筋绑扎、长距离通风等新设备、新工艺、新技术,实现新突破。在光面爆破方面,通过对石林隧道超欠挖数据统计分析,采取“提高测量精度、提高钻孔精度、优化钻爆设计、把握地质条件、加强现场组织”五项对策,II、III级围岩重点抓光面爆破,IVV级围岩重点抓超欠挖;在初支喷射方面,引进意大利CIFA公司生产的原装进口CSS3型大型喷射混凝土机械手,实现了混凝土初支喷射均匀平整,完美延伸各个角度;在仰拱施作方面,彻底改变把下部开挖不当掌子面的观念,提高测量精度和控制超欠挖,钢筋搭接上层线、钢筋搭接下层线、纵向盲管线、环向盲管线、仰拱浇筑面“五线上墙”,仰拱超前填充50厘米,推广仰拱填充可调式整体弧形模板和中心水沟整体模板工艺;在防水排水方面,钢边止水带焊接采用热熔焊新技术,确保焊接质量,防水板焊接引入超声波新工艺,焊点采用梅花布局,垫片改为红色,即保证了质量,又提高了工效率,纵向钢边止水带安装采用方钢加专用“U”型卡固定,确保了止水带安装在一条直线上;在钢筋绑扎方面,仰拱钢筋和边墙连接钢筋分层预弯,设置纵向、横向定位钢筋,确保钢筋横平竖直,各层钢筋在一个平面,通过“V”形卡槽,确保钢筋间距层距符合规范要求,并确保了一次成型和一次成优;在长距离通风方面,采用变频遥控技术,推广隧道通风机过程调频系统,通过改变台车结构,使通风管合理穿越,攻克了长距离通风难题。2013年12月10日隧道胜利贯通,横向贯通误差为43毫米,纵向贯通误差为74毫米,高程贯通误差15毫米。


隧道贯通

该工程攻克了喀斯特地质特长隧道施工技术,克服了穿越浅埋地段长、岩溶施工风险大、围岩变化频率高、多点施工组织难、独头通风困难多等五大难题,首创《风筒布网圈托挂结构》、《止水带热熔焊接机》、《机制砂风选除尘设备》、《多功能隧道监控量测桩》、《超声波焊枪枪头》、《机械辅助安装钢拱架装置》、《自动机械臂防水板铺设设备》、《管棚地质钻机自动装卸钻杆装置的开发和使用》等8项专利工艺,建设成了云桂铁路全线最长的隧道,同时也是当时全国最长的岩溶隧道、全国最长的单洞双线隧道和世界上最长采用钻爆法施工的岩溶隧道——石林隧道,在中国铁路建设史上创造了新的奇迹。

本文来源:盾构网

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