摘要：本文通过分析广州地区某盾构区间施工过程中遇到孤石并进行爆理的典型工况，对孤石群（球状风化岩）复合地层中盾构施工技术进行探索，总结出盾构过孤石群存在的问题和特点、难点，并提出了针对性的解决方法及监理控制要点。
关键词：盾构;隧道;孤石爆理
Abstract: This paper analyzes the boulders and blasting processing typical conditions in the Guangzhou area a Shield Zone construction process, explore the BOULDER group of (spherical weathered rock) composite stratigraphic shield construction technology, summed up the shield over boulders base problems and characteristics, difficult, and proposes targeted solutions and supervision control.Key words: Shield; tunnel; boulders blasting process
1工程概况
1.1工程简介
根据详勘报告，本标段盾构隧道洞身范围内揭露有孤石存在，为了降低盾构机掘进施工的风险，在详堪资料和地质补钻结论的基础上，进行本次孤石处理工程。
1.2工程地质与水文地质情况
本工程盾构区间隧道埋深15～24m。地层从上至下主要有填土层、砂层（主要为中粗砂）、花岗岩残积土层、花岗岩全、强风化带。隧道穿越的地层主要有中粗砂层、粘土层、花岗岩残积土层，局部穿越花岗岩全风化层。其中花岗岩残积土在水平方向上分布广泛，在垂直方向上分布严重不均。
根据地区经验，硬塑状的花岗岩残积土层、坚硬土状的全风化花岗岩、半岩半土状的强风化花岗岩中容易发育球状风化孤石。而根据详勘报告，本标段盾构隧道洞身范围内揭露有孤石存在。
地下水按赋存方式分为第四系松散土层孔隙水，块状基岩裂隙水。本标段详勘所揭露的地下水水位埋藏变化较大，稳定水位埋深为0.60～10.80m，平均埋深为3.63m。
2萝香区间左线孤石分布情况及预处理位置
为了尽量摸清孤石的情况，承包商制定了补充钻探探测“孤石”方案，并根据设计资料和现场调查研究的结论选择了钻探区域。“孤石”的探测区域主要包括：
1>“孤石”出现可能性最大的重点探测区；
摘自：本科毕业论文致谢词www.808so.com
2>“孤石”出现可能性很大的重点探测区；
3>“孤石”出现可能性较大的重点探测区、其余“孤石”探测区几种类型。
待萝香区间补勘工作已完成，结合补充详堪资料，左线揭露孤石钻孔16处，其中有1处不在隧道范围内，其位置相对集中在萝香区间的1座山丘附近。左线已探明的孤石情况详见表2-1：
3盾构遇孤石后的风险
3.1盾构遇到孤石后的状况
盾构遇到孤石后主要表现的状况有：刀盘碰到孤石后发出明显的破岩响声，刀盘的油压变化明显，盾构屏幕显示刀盘扭矩变化较大，推进速度变慢，并可以感觉到明显的震动。
盾构通过孤石与正常掘进的各项参数均有明显变化，主要参数变化情况如下
表3.2-1掘进参数对照表
3.2盾构掘进遇到孤石后存在的风险有：
1>掘进非常困难，掘进速度缓慢，可能出现卡刀盘现象；
2>盾构机姿态难以控制，可能造成回转角增大、上下及左右盾构姿态偏差较大；
3>盾构机刀具磨损严重，刀座、刀盘变形严重（见图3.2-1）；
4>更换刀具困难，特别是当隧道周边围岩不稳定，且盾构埋深太大时，地面不具备加固条件的情况下问题更为严重；
5>掘进对地层的扰动大，因而产生地面沉降较大，对地面的建（构）筑物也有不利影响。
4左线孤石爆理
当钻孔探测揭露“孤石”位于隧道洞身，且判断盾构机直接掘进通过该地段存在较大施工安全隐患、或施工成本大于处理“孤石”成本、或工期压力较大时，采取地面预处理方案对“孤石”先进行预处理。地面预处理主要考虑采取：深孔爆破的处理方法。
4.1孤石爆理的原则
1>钻探揭露位于隧道洞身直径为0.4至约2～3m米的单个孤石采取深孔爆理；直径大于约2～3m的孤石优先选择深孔爆理。
2>钻探揭露位于隧道洞身直径大于约2～3m的单个孤石当采取深孔爆理困难时，可采用旋挖桩结合人工爆破取出处理，当地面不具备摆放旋挖桩机条件时采取人工挖孔桩结合人工爆破取出处理。因本工程沿线存在的花岗岩残积层在施工旋挖桩钢护筒时容易受扰动在护筒外侧形成涌水、涌泥通道，有一定的施工风险，故第一次采用旋挖桩结合人工爆理时应进行试验，验证此方案是否可行及需如何采取防护措施。
3>钻孔揭露位于隧道洞身的孤石群采取旋挖桩或人工挖孔桩结合人工处理；
4>钻孔垂直方向揭露两个或以上的孤石，首选采用深孔爆理方案。当深孔爆破实施困难时可根据地面场地条件在孤石上方施工旋挖桩或人工挖孔桩，然后进行人工爆破、人工取出第一块孤石，按从上往下的顺序依次处理下方的孤石；
5>对于拟采用深孔爆破的孤石，当周边建（构）筑物距爆破点安全距离不足或其他条件限制无法爆破时，根据地面场地情况采用旋挖桩或人工挖孔桩结合人工处理（包括静态爆破）。
6>对于跨越隧道边线的孤石，采用深孔爆破时，只处理位于隧道洞身内的岩体。
图4.2.1-1 地面预处理流程图
4.2爆破施工
通过地面引孔爆破时“孤石”基本分裂成单边小于0.3米的岩块。
4.2.1孤石爆理流程（见图4.2.1-1）
在钻探遇到孤石时，查明孤石的数量、产状、大小、形状；
计算爆破参数；
采取深孔爆破时，利用查明孤石形状和大小的钻孔作为爆破引孔（孔位不足时增加钻孔），在钻孔内安放适量；采取人工井下爆破时，须作业人员进入旋挖桩或人工挖孔桩形成的工作井内完成钻孔、装药等工作。
爆破完成“孤石”分裂破碎要求。
使用水泥砂浆封堵钻孔。
4.2.2爆破施工的基本要点
在工程开工时，根据专项爆破方案设计的爆破参数，取两处孤石进行爆破检验，爆破完成后采取抽芯检测的方式检验爆破效果，并根据爆破效果调整参数。
采取地面引孔爆破时，尽量利用补充钻探阶段的钻孔（主要是发现孤石后查明孤石大小的钻孔）进行爆破，孔位不足时补充处理。钻孔完成后，及时插入PVC管，防止塌孔。
当孔内存在地下水时，考虑采用乳化进行爆破。
当孤石较大时，考虑采取分批次爆破的方式，即利用上次爆破挤压土体产生的自由面进行下一次爆破。
为减少爆破施工对地面环境产生的影响，对于爆破孔或工作井应采取确实有效的地面防护措施，防止泥浆、石渣等飞溅造成污染或人员伤害。
为了保证爆破施工的安全，在爆破作业前在主要位置张贴爆破“安民告示”。在爆破施工作业时按相关要求设置警戒线进行安全警戒，统一爆破警戒信号和起爆信号，并且各警戒点安排专门负责的警戒人员。
4.2.3盾构机在爆破区掘进
谈谈盾构广州轨道交通XX工程XX盾构区间左线孤石爆理
更新时间：2024-01-28
作者：用户投稿
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