隧道施工方法及爆破振动对建筑物影响

EVA防 水 板 （ 加 无 纺 布 ） C 30钢 筋 混 凝 土 二 次 衬 砌 80cm
15165
12965
800
300
隧
75,32° 75,32°
R40831
o2
R3 8 86
道 中 线
R1 7 3 00
o3
R1
o 2' R o 3' 3868
R3168
70
03
R3168
46
,5
7°
46
,5
续上表
表 1-2 隧道周围建筑物的结构类型以及其余隧道的空间关系 与隧道关系 地面标 线路 结构类型 里程 垂直距离 水平距离 高 /m /m 9 层混凝土楼房 K-1-600 5.46 10.36 4 2 层砖房 K-1-610 10.91 16.10 2.5 砖平房 K-1-700 6.05 12.3 3.7 8 层混凝土楼房 K-2-200 5.62 14.94 1.6 8 层混凝土楼房 K-2-240 5.68 14.3 1.1 8 层混凝土楼房 K-2-280 5.59 13.51 0.5 砖平房 30 K-2-330 5.7 12.7 0 砖平房 55 K-2-350 5.7 12.4 0 7 层混凝土楼房 K-2-390 6.54 12.49 0 2 层砖房 K-2-420 6.28 12.23 0 四川路 6 层混凝土楼房 K-2-440 6.28 10.2 0 7 层混凝土楼房 K-2-480 6.74 10.4 0 K-2-480～ 砖平房 2 座 28.95 25.36 0 550 4 层混凝土楼房 K-2-629.11 9.56 10.1 0 7 层混凝土楼房 K-2-700 9.77 9.7 0 K-2-700～ 砖平房 7 座 29.10 26.95 0 815 2 层砖房 K-2-850 9.48 12.28 0 砖平房 K-2-900 5.97 11.8 0 台西三路匝 5 层混凝土楼房 K-0-200 12.48 10.40 0 道
3. 隧道断面形式及支护参数
3.1 建筑限界、隧道净空及断面形式 根据本工程的使用要求，按一级公路，设计 速度80km/h，确定隧道限界尺寸如图3-2所示。 限界高度5.0m，限界宽度13.25m。
4000 2500 5000 1.5% 750 500 3500 3750 3500 500 750
1.4.4 主要地层围岩物理、力学指标
勘察揭露的岩土层的主要物理力学指标汇总如 下表。
岩土分 层 1 2 3 4 5 6 7 表 4-1 隧道周边地层分布 天然容 弹性模 粘聚力 重 量 C/kPa γ/kN· -3 E/MPa m 18.0 19.8 20.8 24.0 17.0 21.0 23.0 16.9 18.0 64.0 8000 20.0 3500 5140 19 25 0 900 30 400 700 内摩擦角 φ/° 14 23.5 33 42 15 33 39 泊松 比μ 0.33 0.3 0.23 0.28 0.45 0.32 0.3
－ 拱、墙 － 拱、墙 － 拱、墙 － 拱、墙
Ⅲ喇叭
拱、墙 1.5m/榀 拱、墙仰 1.0 拱、墙 拱 @20× 20 1.0m/榀 拱、墙 拱、墙、 0.75 @20× 仰拱 20 0.75m/榀 拱、墙 拱、墙仰 0.75 @20× 拱 20 0.75m/榀
φ 25m m 中 空 注 浆 锚 杆 ， L＝ 3.0m ， 间 距 1.0m φ 8m m 钢 筋 网 ， 25× 25cm 钢 架 ， 纵 向 间 距 1.5m 喷 C 20混 凝 土 15cm
7°
800
300
30,67°
o1
29075
图3-8 喇叭口段最大断面Ⅲ级围岩衬砌结构图
4. 隧道施工方法
4.1 钻爆法施工方法选择
根据青黄海底接线工程所处地质、环境条件 和工程规模，宜采用钻爆法修建。钻爆法施工对 地层适应性强，技术成熟，经验丰富，设备投入 小，隧道造价低。这是一种符合青黄海底接线工 程具体条件、符合我国国情。
三车道标准断面段 4
10952
1230
425
0
950
R20
R193
450
R20
475
0
2
R193
10
30
0
匝
道
标
准
断
面
段
云南路喇叭口段平面图
图3-7 交叉段喇叭口段平面及横断面图
φ 25m m 中 空 注 浆 锚 杆 ， L＝ 4.0m ， 间 距 1.0m φ 8m m 钢 筋 网 ， 25× 25cm 钢 架 ， 纵 向 间 距 1.0 m 喷 C 20混 凝 土 30cm
1.3 隧道纵断面
云南路及四川路隧道纵断面如后图所示。云南 路 隧 道 埋 深 4.1~31.5m ， 四 川 路 隧 道 埋 深 9.0~18.7m，台西三路匝道埋深9.3~11.8m，团岛 二路匝道埋深6.5~9.9m。
四川路地质纵剖面
云南路地质纵剖面
1.4 工程地质水文地质条件
1.4.1 工程地质
°
3'
150
42° 42'
图3-6 Ⅲ级围岩复合式衬砌断面图
3.3 匝道交叉段断面形式
3.3.1 喇叭口形
采用喇叭口交叉方式(如图3-7)，在云南路喇 叭口虽然形成了27.383m×13.465m的最大断面。 衬砌断面如图3-8所示。
67654
2
4
26617
14435
三车道标准断面段
喇叭口断面扩大段
临近建筑物隧道施工减振、隔振控制爆破
实例专题讲座
讲座内容
1.应用工程概况
2.隧道爆破振动控制技术现状
3.隧道断面形式及支护参数
4. 隧道施工方法
5.减振和隔振控制爆破技术措施
1.应用工程概况
青～黄海底隧道接线工程，是青～黄海底隧道的陆上段的隧道工 程，位于青岛市区内，长1200m。采用上、下行三车道分离式隧道， 限界尺寸为13.25m×5m。
EVA防 水 板 （ 加 无 纺 布 ）
C 30钢 筋 混 凝 土 二 次 衬 砌 45cm
4Βιβλιοθήκη Baidu0
150
R16369
隧 道 中 心 线 120° 0'
R7 76 5
53° 36'
10475
9275
R7
53° 36'
76
5
R37
26
24
o2
o2
R37
24
o3
o3
R17
R17
26
45
450
o1
°
3'
45
地层名称 杂填土 粉质粘土 粗砾砂 花岗岩 亚粘土 强风化花岗岩 弱风化花岗岩
注：计算弹性模量按勘探变形模量的 2.5 倍取值。
1.4 沿线地面建筑物情况
在云南路和四川路穿越了多层及高层建筑物达 40余处。隧道周边建筑物的结构类型以及其与隧 道的空间关系如表1-2所示。
表 1-2 隧道周围建筑物的结构类型以及其余隧道的空间关系 与隧道关系 地面标 线路 结构类型 里程 垂直距离 水平距离 高 /m /m 2 层砖房 K-1-300 27.70 22.5 0 2 层砖房 K-1-350 28.26 24.1 0 2 层砖房 K-1-380 28.95 25.36 0 砖平房 K-1-450 29.10 26.95 0 2 层砖房 K-1-500 28.95 28.30 0 8 层混凝土楼房 K-1-900 23.85 30.87 0 8 层混凝土楼房 K-1-950 20.68 28.72 0 7 层混凝土楼房 K-2-000 17.99 27.05 0 7 层混凝土楼房 K-2-030 15.10 25.00 0 8 层混凝土楼房 K-2-040 15.10 25.10 0 7 层混凝土楼房 K-2-050 15.10 25.10 0 8 层混凝土楼房 K-2-080 13.38 24.07 0 砖平房 K-2-090 12.40 21.80 0 7 层混凝土楼房 K-2-110 10.7 20.04 0 云南路 7 层混凝土楼房 K-2-150 9.76 18.77 0 2 层砖房 K-2-220 6.97 14.74 0 K-2-270 7 层混凝土楼房 6.05 9.00 0 ～360 K-2-360 砖平房 6.05 9.00 0 ～400 3 层砖房(智荣中 K-2-467.313 6.63 8.76 0 学) K-2-460～ 砖平房 6.70 10.00 0 500 27 层混凝土楼房 K-2-528 7.76 7.00 1.2 砖平房 K-2-750 6.44 16.40 2.5 K-2-930～ 砖平房 5.81 21.77 0 950
些区域性特定岩土介质的爆破地震衰减规律的经 验公式和一些较为有效的隔震和减震措施；同时 探讨分析了爆破地震波传播的影响因素，对地震 波与结构之间的相互作用机理也进行了一定程度 的研究。
针对青岛地下铁道工程硬岩地质爆破震 动对环境影响问题，总参工程兵第四设计 研究院、上海同济大学和西南交通大学等 单位，采用现场实测、理论分析和模拟试 验等手段，先后开展了爆破震动等环境影 响研究，得到重要第一手资料。
检左 修侧 道宽 度
慢 车 道
快 车 道
慢 车 道
右检 侧修 宽道 度
图3-2 青黄海底隧道接线工程建筑限界(mm)
采用三心圆马蹄形断面，隧道净空尺寸分为设 仰拱和不设仰拱两种。
5000 9275
建筑限界 5000 250 4000 2500 750 5003500 检左 修侧 道宽 度 慢 车 道 3750 快 车 道 3500 慢 车 道 500 750 右检 侧修 宽道 度
2. 隧道爆破振动控制技术现状
控制爆破振动、保护建筑物免受破坏，是土建 工程中经常会遇到的问题。在隧道掘进过程中， 爆破振动会对地面建筑物及邻近地下构筑物产生 影响。 隧道爆破振动影响的研究，国内外有关学者主 要是结合爆破振动现场测试和实验室试验，利用 概率统计的方法对爆破地震波的传播规律及其对 建筑物的影响进行了较为全面的研究，取得了一
1.4.3 地下水
沿线地下水类型为基岩裂隙水，包括风化裂隙 水和构造裂隙水，从平面分布看，水量不大，但 构造带处局部富集，且具有承压性；受赋水构造 发育程度的影响，分布不均匀。 沿线地下水稳定水位埋深7.90～10.20m，稳定 水位高程-4.74～2.32m。 地下水对混凝土结构无腐蚀性，在干湿交替状 态下对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱～中等腐 蚀性。
海底隧道设置于团岛～薛家岛之间，全长6.17km。
团岛 全长6.17km
薛家岛
总体方案
1.1 地理位置位置与周边环境
青～黄海底隧道接线工程由云南路主隧道和四川路主隧道， 台西三路匝道和团岛二路匝道隧道组成，隧道主要位于青岛 市云南路和四川路路面下。
东平路 广州路
1.2 线路和隧道设计标准
设计车速： 隧道80km/h， 高架60km/h， 地面道路 40km/h， 匝道30－40km/h 荷载标准： 隧道及高架桥城－A级， 路面结构计算荷载 BZZ-100型标准车 净空高度： 主线及匝道限界高度不小于5m；地面道路净 空不小于5m； 相交道路净空主干道不小于5m， 次干道、城市支路不小 于4.5m。 车道宽度的确定：2×3.5+3.75＝10.75m 地面辅路：每车道宽3.5m；交叉口每车道>3.25m； 匝道：单车道匝道净宽7m、总宽8m。
4000 2500
750 500 检左 修侧 道宽 度
2225
3500 慢 车 道
3750 快 车 道
3500 慢 车 道
500 750 右检 侧修 宽道 度
图3-3 青黄海底隧道接线工程隧道净空(设仰拱)(mm)
图3-4 青黄海底隧道接线工程隧道净空(不设仰拱)(mm)
3.2
支护参数 本工程主要穿越强风化～微风化岩石地层， Ⅱ～Ⅲ级围岩，洞口浅埋段为IV～V级。不同围 岩级别复合式衬砌的设计参数如下表。其中III级 围岩复合式衬砌断面见后图。
勘察地质揭示沿线地层从上至下共3个标准地层、 6个亚层。 (1)第四系全新统人工填土层(Q4ml) (2)第四系上更新统洪冲积层(Q3al+pl) (3)基岩（以燕山晚期花岗岩为主）：按风化程度 为强风化、弱风化和微风化。
1.4.2 构造地质
构造类型主要有充填型构造、节理发育带，未 揭示断裂构造迹象。
表 3-2 复合式衬砌设计参数 初期支护 围岩 级别 II III IV V 口 扩大断面 喷砼厚度 锚杆 /cm 拱、墙 仰拱 位置 长度 间距 10 15 20 30 30 － 局部 2.5 3.0 3.0 3.5 4.0 － 1.0 钢筋网 局部 @25× 25 拱、墙 @25× 25 钢架 二次衬砌 预留 变形 拱、墙 仰 量 拱 /mm 40 45 50 60 80 － 45 50 60 80 30 65 100 125 125