地铁车站岩石地层非爆破条件下施工技术研究-新内涵,以前的那都弱爆了 没... 非长勿搞的女嘉宾越来越有内涵了~
席超
摘 要：随着社会的发展，城市地铁在岩层中施工，受周边建构筑物及敏感区域影响，不宜采用爆破法施工。本文针对非爆破条件下各项施工技术进行研究分析，为非爆破条件下技术实施提供有力基础。
关键词：地铁车站；岩石；非爆破；施工技术
中图分类号：U231.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0099-01
随着社会的发展，一线城市地铁配套化施工已成为城市发展不可或缺的部分，各大城市地铁建设逐年增长。重庆、深圳、广州、青岛等城市地层多属于岩石地层，一般情况下，暗挖车站施工均采用钻爆法施工。但受周边环境或敏感区域，爆破要求非常之高，施工难度大，施工安全及信访隐患大，遂采用机械化非爆破施工已成为城市岩石隧道发展的必然趋势。
本文结合青岛地铁某线路地铁车站施工，针对敏感区域非爆破施工，对各类非爆破施工方法进行比对，为日后实际实施提供理论基础。
1 工程概况及工程地质
1.1 工程概况
青岛地铁某线路车站，为三线换乘车站，原初步设计为明挖法施工，受周边拆迁影响，变更为暗挖工法施工，车站主体结构形式如图1所示。
1.2 地质水文情况
7、8号线车站为暗挖两层车站，采用拱盖法施工。拱顶埋深约13米，与8号线站台采用暗挖通道进行联通，车站基坑开挖范围内揭露的土体主要为第①层素填、第强风化粗粒花岗岩、第中等风化粗粒花岗岩、第微风化粗粒花岗岩。车站主体基本位于微风化花岗岩内，饱和抗压强度约60MPa。
地下水类型主要为潜水。抗浮水位线位于地下4m。常水位线约地下6m。
1.3 周边环境
闫家山站整体处于棚户区改造区域，涉及闫家山村和香里村两个村庄，房屋均为60、70年代建设低矮砖房，无基础，基本均为危房，爆破施工对房屋影响较大。
沿周口路敷设直径1200、直径700主供水干管，沿郑州路敷设直径800供水管，两根直径300天然气管，管线均较为老旧。
2 非爆破条件下施工技术研究
根据车站的实际情况，提供几种非爆破开挖施工技术进行系统分析研究。
2.1 方案一：悬臂掘进机
根据该工程隧道断面尺寸和岩石力学指标，并综合分析施工经济性，推荐掘进机型号为EBZ260A，见图2所示。根据EBZ260A掘进机的定位截割范围，可采用上下大台阶、左右小台阶、分层多台阶施工。缺点：粉尘大，文明施工差；强度高于60Mpa时效率低；节齿消耗大；行走速度慢，6m/min，需要隧道能错车。
2.2 方案二：凿岩台车钻孔+楔形劈裂机（潜孔钻机+愚公斧）
采用凿岩台车钻孔割岩，楔形劈裂机劈裂破岩。其工作原理为：利用凿岩台车在岩石上钻孔，在圆孔上，插入岩石劈裂机的楔形块组件，当启动液压泵站，液压泵站工作产生高压，驱动岩石劈裂机楔形块组的中间楔块向前运动，将反向楔块两边撑开，产生巨大劈裂力（达500～600t），此劈裂力由岩石内部向外，破坏岩石内部结构，（此力是拉应力，岩石的拉应力远远小于抗压应力，只有其抗压应力的10%左右），见图3所示。缺点：三臂凿岩台车适应打钻高度为7m～12.4m，楔形劈裂机国内暂未实现，中铁装备正在研发，产品可三个月出来。
2.3 方案三：非爆破掘进台车
在参考人工使用水磨钻机施工的基础上，研发的非爆破掘进台车，钻孔直径为500mm，单次最大钻孔深度2.3m，一般60MPa左右的围岩钻进效率1.7m/min。在花岗岩100MPa时，钻进效率0.9m/min。建議采用上下层分次施工，上层施工完成后再施工下层。同层分左右侧间隔施工，错开5～7m。
2.4 方案四：简易TBM
采用新造的简易敞开式TBM，直径约8m（可调整），一个断面挖8个导洞，先挖上部，再挖下部，挖完采用悬臂掘进机扩挖。T采用国产轴承，主电机等，造价约5000万元。缺点：掘进后不支护，若隧道围岩差，有施工风险；若支护，后期破除效率及成本增加；需设置设备接收井，目前车站场地无条件；或采用其他手段，提前施工拆机洞，需要扩挖，采用设备扩挖无作业面，难度大。
2.5 方案四：上部顶管+下部爆破
车站采用小顶管在隧道拱顶一圈顶进，两个车站隧道断面，拱顶一圈顶进完成预计总里程达5.2km，采用4m的钢管作为顶管，拱顶顶进完成后，将所有顶管焊接或搭接成整体，利用顶进完成的钢管作为预支护。下部采用爆破施工，已完的顶管可对下部爆破施工起到减震和隔震的效果。由于上部的预支护已做好，下部爆破可采用比较快速的台阶法或其他分部等工法进行开挖。
3 结语
根据本文上述描述及实际施工调研，围岩在强度60Mpa以下时，悬臂掘进机性价比最高，成效较为理想。但目前国内地铁车站岩石地层非爆破施工技术尚不成熟，在围岩完整性好、强度高的地层，尚无较好施工工艺，非爆技术研究还需要有很长的路去走，需要施工单位与机械设计单位紧密沟通，以解决城市地铁车站及隧道非爆条件下施工。
参考文献
[1]谢达文.城市浅埋及超浅埋隧道非爆技术设备选型与配套研究[J].现代隧道技术，2013，（01）：40-45.
[2]漆泰岳，李斌.悬臂掘进机在复杂断面地铁隧道中的应用研究[J].现代隧道技术，2011，（04）：32-38.
[3]李振国.EBZ-240型悬臂式掘进机的研制[J].煤矿机械，2011，（12）：147-149.
