[01216213]基于围岩稳定性分区的超大断面隧道施工新技术

1、技术领域 本课题属于交通土建领域,可应用于隧道工程计算、隧道工程设计与隧道工程施工等应用领域。 2、依托工程 贵阳市南垭路三号隧道为贵阳市第一座四车道市政隧道,是本合同段控制性工程,进口起点位于贵州省植物园,下穿贵州省植物园十字山（最小埋深1.8）,近接贵阳市文物保护单位-鹿冲关天主堂修道院旧址（水平净距37m）,出口位于贵阳市北二环杨柳井采石场附近,隧道左线全长1171.1m;右线全长1142.2m。岩性主要为白云岩夹有少量薄层泥灰岩,中风化泥晶白云岩及少量溶塌角砾岩,节理裂隙发育,岩体破碎,为IV、V级围岩。隧道设计为上下行分离式单洞四车道隧道,Ⅳ级围岩段开挖宽度21.478m,高度为14.321m,最大开挖面积234.9平米;Ⅴ级围岩段开挖宽度21.878m,高度为14.721m,最大开挖面积245.7平米。 3、创新技术 （1）提出了超大断面隧道围岩稳定性分区标准及定量化判释技术。在传统围岩分级的基础上,基于有限元强度折减法的安全系数指标建立了超大断面隧道沿埋深的稳定性分区标准,划定了隧道全线不同里程的稳定性等级。利用该技术可以避免简单根据围岩分级套用施工方法的局限性,为全隧工法工艺优化奠定了理论基础。 （2）研发了适用于破碎围岩超大断面隧道的无内撑三台阶五步法施工技术,在全隧Ⅳ级围岩地段进行了成功应用并形成工法。该工法分为五部：上台阶设一个分部、中下台阶分左右两部,纵向错开,自上而下逐步推进;辅以多点移动式隧道掌子面临时支撑和掌子面自动化变形监测技术,保障了施工安全。相比原设计双侧壁导坑法,取消了内撑,减少了分部,加快了进度,节省了材料,降低了造价。 （3）建立了破碎围岩超浅埋超大断面隧道近接文物建筑爆破震动控制技术。根据隧道（爆源）与建筑物的净距差异,提出了基于梯级控制理念的分段控爆技术,具体划分为“常规爆破参数段、控制爆破措施段和上台阶非爆开挖段”。并辅以轴向递进式二次高效爆破方法及装置、上台阶冷挖减震技术、岩巷爆破防崩装置,有效控制了隧道施工对地表文物建筑的振动影响。