悬臂式掘进机在白垩系砂岩隧道中的应用研究.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）０８００７００５・隧道／地下工程・悬臂式掘进机在白垩系砂岩隧道中的应用研究郭明（中铁十七局集团有限公司山西太原０３０００６）摘要：文章结合蒙华铁路银山１号隧道施工实例，建立三维数值模型，采用动力分析方法，模拟了爆破振动荷栽作用下，隧道围岩及其油井位置的加速度、速度、应力分布及变化特征，研究了爆破振动对・临近隧道油井的影响规律，得出了该段隧道不宜采用钻爆法施工的结论。通过ＥＢＺ２００悬臂式掘进机在白垩系砂岩隧道中的成功应用，总结了施工工艺工法、设备配套、辅助措施及施工工效等经验，有效地控制了对油井和地表构筑物的影响，解决了钻爆法引起的施工震动问题，安全、顺利地完成了该段隧道施工。充分证明了该设备在特殊环境下大断面软岩铁路隧道中使用的适用性、经济性、安全性，与传统钻爆法施工相比有无可替代的优势。关键词：白垩系砂岩悬臂式掘进机振动监测数值模拟中图分类号：Ｕ４５５．３＋１文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９．４５３９．２０１８．０８．０１７ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＴｙｐｅＲｏａｄｈｅａｄｅｒｉｎＣｒｅｔａｃｅｏｕｓＳａｎｄｓｔｏｎｅＴｕｎｎｅｌＧｕｏＭｉｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ１７血ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，ＴａｉｙｕａｎＳｈａｎｘｉ０３０００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｏｆＹｉｎｓｈａｎＮｏ．１ＴｕｎｎｅｌｉｎＩｎｎｅｒ—ＭｏｎｇｏｌｉａＪｉａｎｇｘｉＲａｉｌｗａｙ，ｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ印ｐｌｉｅａｔｉｏｎｏｆＥＢＺ２００ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｔｙｐｅｒｏａｄｈｅａｄｅｒｉｎｔｈｅＣｒｅｔａｃｅｏｕｓｓａｎｄｓｔｏｎｅｔｕｎｎｅｌｈａｄｓｏｌｖｅｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇａｎｄｂｌａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｕｎｎｅｌｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｎｎｅ＿ｍｒｏｉｌｗｅＵｓ，ｔｈｅｔｈｒｅｅ・ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆＹｉｍｈａｎＮｏ．１Ｔｕｎｎｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄＷａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋａｎｄｉｔｓｏｉｌｗｅｌｌｐｏｓｉｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｌｏａｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｍｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｉｌｗｅｌｌｐｏｓｉｔｉｏｎｗｏｕｌｄｈａｖｅａｓｅｒｉｏｕｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｗｅｌｌｓｎｅａｒｔｈｅｔｕｎｎｅｌ，ＳＯｔｈｅｔｕｎｎｅｌｃａｎｎｏｔｂｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｄｒｉｌｌｉｎｇａｎｄｂｌａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅｕｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｔｙｐｅｒｏａｄｈｅａｒｌｅｒＷａｓｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｔｃｈｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔｈｏｄ，ａｕｘｉｌｉａｒｙｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ，ｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｌａｒｇｅｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｒｏｃｋｒａｉｌｗａｙｔｕｎｎｅｌｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇａｎｄｂｌａｓｔｉｎｇｍｅｔＩｌｏｄｓＷａｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓｓａｎｄｓｔｏｎｅ；ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｔｙｐｅｒｏａｄｈｅａｄｅｒ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ１引言“”近年来，随着一带一路战略的推进，隧道工程在国内外铁路、公路、水利、地铁等工程建设领域——收稿日期：２０１８０６２３基金项目：中铁十七局集团有限公司科研开发计划项目（２０１５－７５）作者简介：郭明（１９６９一），男，高级工程师，主要从事铁路施工方面的工作。…’广泛使用。截止２０１６年呤，我国贯通和投入运营的铁路隧道约１４４９４座，达１５０００ｋｍ。新建隧道穿越或临近既有铁路、公路、油井、矿井、城市建筑等特殊环境情况普遍存在，常规钻爆法施工无法满足安全要求，迫切需要非爆破工法替代。掘进机、铣挖机、破碎锤、静态破碎剂等方法在以往隧道施工１０铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０８ｌ万方数据・隧道／地下工程・中有过应用，但工效低、成本高，适用距离较短或断面较小的隧道施工，对大断面长段落隧道施工尚不宜推“”广。随着我国隧道建造技术不断发展，四新成果广泛应用，一种用于煤矿生产的悬臂掘进机被引入铁路隧道施工中，蒙华铁路银山１号隧道，连续８５０ｍ长距离采用ＥＢＺ２００悬臂式掘进机施工，且近距离侧穿油井区、浅埋下穿村庄，该段落为白垩系砂岩地层。采用掘进机施工，安全质量、施工进度可控，经济效益、社会效益明显，在本隧道施工中取得了成功。悬臂掘进机引人铁路隧道施工经过不断改进、完善，设备性能不断提高，适用范围不断扩大，逐步成为特殊环境下铁路隧道施工的一种有效方法。２工程概述新建蒙华铁路为国家Ｉ级重载铁路，设计时速１２０ｋｍ。银山１号隧道位于陕北地区，毛乌素沙漠与黄土高原过渡带，为单洞双线隧道，全长１４３０ｍ，最大埋深７９ｍ，开挖断面１０３ｍ２。隧道ＤＫ２６２＋３００～ＤＫ２６３＋１５０段近距离侧穿油井区、浅埋下穿村庄，洞身穿越地质为白垩系下统洛河组砂岩。采用三台阶法施工，喷锚支护、复合式衬砌结构。隧道ＤＫ２６２＋３４５～ＤＫ２６２＋４１２段右侧有延长石油杏３０４６号井场，共１２口油井，距开挖轮廓线最近处仅７．３ｍ。油井于２０１４年７月建成，均为定向井，井深１—３６０１４８０ｍ，造斜点距地面１２０ｍ左右，位于隧底以下约６０ｍ，隧道施工对油井斜井段不造成影响；由于油井的完整性、抗变形能力及密封性不确定，存在施工震动、围岩收敛变形引起的直井段大变形、油气溢出等安全隐患。隧道ＤＫ２６２＋７００一ＤＫ２６３＋１５０段从屈家畔村下部穿过，最小埋深５７ｍ。地表分布有土窑洞、庙宇、高压铁塔、油田高压注水管道及道路等生产生活设施，对变形及震动较敏感，采用钻爆法开挖，极易造成破坏。隧道开挖方法选择涉及到经济技术、施工安全、工期以及征迁协调等各方面问题。研究钻爆法爆破振动影响规律，直接影响银山１号隧道开挖方法的选择。３爆破振动影响与评价归。５Ｊ３．１隧道周边围岩工程地质特征隧道围岩为砂质新黄土（Ｑ｝）和白垩系洛河组（Ｋ。）砂岩。砂质新黄土物理力学特性见表１。白垩系洛河组砂岩为河湖相陆源碎屑岩，粒状碎屑结构，泥质胶结，胶结不完全，岩质较软，砂岩以石英、长石为主，其中石英含量３５％～５０％，长石含量４５％一６０％，最高达７５％，以斜长石为主，属长石砂岩，含少量黑云母。单轴抗压强度值４．４３ｌ＼４Ｐａ，弹性模量４２３．９５ＭＰａ，劈裂法测得抗拉强度０．３３ＭＰａ【６娟Ｊ。表１砂质新黄土物理力学特性密度／含水压缩系塑液黏聚摩擦湿陷项目瘴ｙ数口ｌ一２／缈阿丸ｅ，角／系数（ｇ・咖一３）％（ＭＰａ。）ｌｐ，ｌｋＰａ（ｏ）占。数值１．５８７．９Ｏ．１～Ｏ．５８．６一１．０３１９．６８２８．４５０．０２４３．２爆破设计及现场监测３．２．１爆破设计隧道采用钻爆法施工，爆破采用２号岩石乳化炸药，非电毫秒雷管微差起爆，光面爆破工艺，台阶法开挖。主要钻爆参数为：采用Ｖ型楔形掏槽，单位耗药量ｇ＝０．８ｋｇ／ｍ３，装药系数ｒ＝０．４５，７＝—１．０，进尺２．０３．０—ｍ，炮眼数１１７１４５个，一次装—药量２１６２５２ｋｇ。一般周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差，导爆管雷管孔内延期起爆法，按炮眼布置图（见图１）顺序起爆，共分８段。１３ｌｌｌｌ９９９９１ｌ１ｌ１３’７’７’———————７夸＿．卜・＿．卜＿．・＿．－＿・，＿’７●７１１１１１１１１１１●７砖黼＿彭●●——●——●——●—●——●——●——●—‘７＿＿．－呻７５５５５５５５５５５■丹』５１』ｊ～说明札膨飞飞ｖ／旷ｌ本图尺寸均以ｃＩＴＩ计。２用边眼问距为４０锄．内圈眼间距为８肛１００ｃｎｉ．底板眼同距为１２０ｃ１１１。３炮眼深度为３．１ｍ．每循环进足３Ｄｍ。４囤中数字为孔内毫秒雷管段别，图１Ｖ级围岩台阶法开挖爆破炮眼布置３．２．２爆破振动现场监测在隧道壁沿水平方向，布置１０组加速度传感铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０８１７１万方数据・隧道／地下工程・器，主要监测平面两个方向及垂直方向的爆破振动加速度，实时记录，进而对隧道围岩振动加速度和速度随爆心距变化的衰减规律进行研究。本次共进行了３组监测，获得了５７个有效的加速度时程数据，得到了距掌子面不同距离处爆破振动加速度数据（见表２），采用萨道夫斯基公式进行加速度拟合、加速度与速度转换，得到了爆破振动速度衰减曲线。表２最大加速度值统计距离／ｍ３０７６８１８７９４１００１０６１１２１１７１２５水平加速度／１４９．４３１．５２６．５２５．９２２．９１９．５１８．３１７．３１５．Ｏ１４．６（ｃｍ・ｓ。２）垂直力１１黻／１６５．５３３．４２８．１刀．４２４．２２０．７１９．４１８．４１５．９１５．５（ｃｍ・ｓ一２）３．３爆破开挖的数值模拟３．３．１模型及参数选取长度方向（ｘ向）１８０ｍ，高度（ｚ向）左边高１１２ｍ，右边高１４３ｍ，纵向（Ｙ向）深度１００ｒｌｌ，隧道埋深５０．６ｍ，共划分１８６２２个网格单元，建立节点１１≯７６２个，共划分为２层。Ｑ砂质新黄土和Ｋ。砂岩，土层及支护参数如表３所示，计算模型见图２。—屈服准则选取ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ屈服准则，本构模型选取弹塑眭模型，左右边界约束分别为ｘ、一ｘ方向约束，前后边界约束分别为Ｙ、一Ｙ方向约束，一ｚ方向为固定约束，荷载采用自重。计算方法采用线性时程积分法计算，时间步长２ｍｓ，总时间步骤２５０步，总持续时间０．５ｓ。爆破荷载等效加载在隧道的掌子面上。该段围岩属于Ｖ。级围岩，施工采用台阶法开挖爆破。表３数值模拟计算参数∥重度弹性抗压抗拉剪胀黏聚内摩材料（ｋＮ・模量强度／强度／角／泊松力Ｃ／擦角ｍ一３）点１／ＭＰａＭＰａＭＰａ（ｏ）比口ｋＰａ∥（。）新黄土１５．８４７．７５０．３５２８．４５１９．６８砂岩２５．１４２４４．４０．３３２１０．２７２００４１３．３．２数值模拟结果（１）应力分析一。隧道围岩应力分布如图３，从图中可以看到隧道爆破位置发生较大的应力集中。图４为油井位置隧道围—岩最大应力随埋深变化图，隧道埋深５２６２ｍ，与隧道处于同一水平线上，距震源位置最近（７．３ｍ），所以应７２力较大：埋深５７ｍ处，应力达到最大值一２９５．２ｋＰａ：图２银山１号隧道Ｋ２６２＋４０７处计算模型（２）加速度分析（模型见图５）从图６中可以看出，埋深５７ｍ处加速度最大值为５４ｍ／ｓ２。隧道埋深５２ｍ到６２ｍ，油井５７ｍ深度处与隧道处于同一水平线上，距震源位置最近（７．３ｍ），所以加速度最大。从油图３最大图４油井位置隧道围岩最大应力随埋深变化示意井与隧道平行位置到油井顶端和底端，加速度不断减小，趋近于零。—————，ｒ｜▲—Ｌ．．．．．．．＿Ｉ！《＝：：：：＝暖怒：＝…ｌｉ：－：－，＊ｔ，，Ｉ互：：：：＝：：…Ｉ熹ｍｔｌ互：＝：＝：：…ｌ等一Ｉ三三＝：＝＝：：图５油井位置隧道图６油井轴线位置隧道围岩最大加速度分布围岩最大加速度随埋深变化（３）速度分析（模型见图７）从图８可以看出，埋深５７ｍ处速度最大值为０．３２ｍ／ｓ。油井５７ｍ深度处与隧道埋深处于同一水平线上，距震源位置最近（７．６ｍ），所以加速度最大。一图７油井位置隧道围岩最大速度图８油井轴线位置最大速度随埋深变化铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ∞２０１８１棚栅喇枷舶啪＿警啭ｍ咐ｍ枷州”Ⅲ“．＝ｍ讯卅删孵川琳ｍ瑚ｍｍ邪ｗ刊¨“刊州¨卅ｍ叫¨“““Ⅲ“＾ｈ卅叫ｈ＿一卅＾叫蹬Ｅ黔雕ＥＬＥｈＥ髓怖篇万方数据・隧道／地下工程・３．４施工爆破振动影响分析通过以上数值模拟，采用应力一埋深、加速度一埋深和速度一埋深曲线分析，得出埋深约５７ｍ处应力、加速度和速度的最大值，各项数据均超过《爆破安全规程》（ＧＢ—６＂／２２２０１４）１３．２．２规定（振动频率ｆ＜１０Ｈｚ—时，安全允许质点振动速度１０１２ｃｍ／ｓ），采用钻爆法施工，很可能对油井安全及隧道施工产生不利影响。通过建立银山１号隧道ＤＫ２６２＋５８３段的三维数值分析模型，模拟了爆破振动荷载作用下，地表位置的加速度、速度、应力分布及变化特征。结果表明：爆破点正上方地表最大加速度为０．２２３ｍ／ｓ２，最大速度值０．０１８ｍ／ｓ，最大位移值一０．０２２ｍ。这种地表变形是深部爆破振动产生的竖向位移（沉降）导致浅部和地表跟着下沉的结果，属地基失效。地表沉降达２．２ｃｍ，对农村土坯房和土窑洞产生损伤、开裂、倾斜，甚至倒塌。所以深部爆破振动对地表房屋破坏会产生一定影响，因此该段隧道施工不宜采用爆破法施工。４开挖设备及配套机具以ＥＢＺ２００型悬臂式掘进机为关键设备组建机械化开挖作业线，设备配置见表４。ＥＢＺ２００型悬臂式掘进机性能见表５。表４主要施工机械配备序号设备名称型号及规格数量备注ｌ悬臂式掘进机ＥＢＺ２００１２挖掘机小松２１０２３装载机ＺＬ５０ｌ４自卸车３５悬臂式掘进机ＥＢＺ２００１６压入式风机１７降尘设备ＫＣＳ．６００Ｄｌ湿式８变压器１表５ＥＢ冱００型悬臂式掘进机性能参数名称参数名称参数总体长度／ｍ１０．６输入电压／Ｖ１１４０总体宽度／ｍ３．６整机功率－／ｋＷ３２５机身高度／ｍ１．８截割功率－，／ｋＷ２００／１１０截割回转半径／ｍ５坡度／（。）±１８铲板回转半径／ｍ３．０７截割硬度／ＭＰａ≤８０履带宽度／ｍＯ．６理论生产能力／（１１１３・ｈ。）２１０行走宽度／ｍ２．５８空载综合噪声／ｄＢ（Ａ）９５履带接地长度／ｍ３．１６３跑偏量≤５％整机质量／ｔ５．４５开挖工艺工法５．１施工工艺流程施工工艺流程见图９。５．２开挖工法根据隧道断面尺寸及现场围岩情况，结合掘进机性能，采用三台阶法开挖。以Ｖ级围岩为例，台阶尺寸如下：上台阶高３．７８ｍ、长１２ｍ；中台阶图９施工工艺流程高２．４５ｍ、长３０～３５ｍ；下台阶高３．７３ｍ。上中台阶进尺２ｍ，下台阶进尺单侧４ｍ【ｌ０｜。５．３上、中台阶开挖上台阶分左右两部进行截割，按从左至右顺序，每部纵向分三段开挖，每段７０ｃｍ，由下至上、由内向—外截割，直至开挖轮廓线以内２０３０ｃｍ，最后由专人指挥，截割至开挖轮廓线。在截割过程中，由掘进机铲板部、第一运输机将渣体输送至后端，挖掘机将渣体扒至中台阶，装载机装车出渣。左侧载割完成后将掘进机移至右侧，采用同样方法完成右半部开挖。上台阶截割顺序见图１０，施工现场见图１１。掘进机开至中台阶后，挖掘机挖掉中台阶与上台阶间的临时道路，掘进机开始中台阶截割工作。开挖顺序及方法同上台阶。图１０上台阶截割顺序图１１施工现场５．４下台阶开挖掘进机开至下台阶后，利用坡道先将上、中台阶立架材料运输到位，开始下台阶截割工作。下台阶左右侧交错施工，步距４ｎｌ。完成后将掘进机退出截割作业面，进行专业保养检修工作。在掘进机截割下台阶的同时，立架班开始上中台阶立架支护作业，开挖班进行超前小导管及锁脚锚管施作。５．５立架喷锚上中台阶立架与下台阶开挖同步进行。下台铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０８ｌ７３万方数据・隧道／地下工程・阶开挖完成后，立即开始立架作业。上中下台阶开挖、立架、超前支护等施作完毕，验收合格后，采用湿喷机械手进行喷射混凝土作业。５．６仰拱截割施工由于掘进机自身性能，其向机身底部以下最大截割４１ｃｍ，且不能倾斜作业，截割仰拱施工困难，需频繁移动机位，效率较低，因此现场仰拱施工采用控制爆破工艺。６辅助措施（１）掘进机输入电压１１４０Ｖ，在洞内安装专用变压器，设备自带专用电缆，可根据需要接长。（２）掘进机自带水管可对掘进头周边进行降尘。为提高降尘效果，改善掘进机周边较大范围作业环境，在设备上加装雾化降尘装置，降低作业内环境粉尘浓度，保证截割过程隧道内符合职业健康及安全标准。（３）掘进机作业过程中，产生粉尘量较多，围岩矿物组成、含水量对粉尘量影响较大，需由洞口不间断供风。７实例分析２０１６年８月，银山１号隧道ＤＫ２６２＋３００开始应用ＥＢＺ２００悬臂式掘进机开挖施工，至２０１７年５月完成掘进开挖支护６２７ｍ，沉降、变形稳定，油井、村庄等监测安全，综合进度指标达到６９ｍ／月。７．１工效分析Ⅳ按前面所述工艺流程，围岩每循环用时１６ｈ，与钻爆法相差不大，工序持续时间见表６。综合分析，掘进机实际生产能力１８ｍ３／ｈ，平均每天进尺２．７ｍ。表６各道工序作业时间工序名称作业时长说明施工准备３０ｍｉｍ上台阶截割４ｈ３０ｍｉｎ中台阶截割３ｈ３０ｍｉｎ下台阶截割３ｈ上中台阶立架支护４ｈ３０ｍｉｎ与下台阶截割同步下台阶立架ｌｈ３０ｍｉｎ上中下台阶同时完成喷射混凝土３ｈ‘７．２监控量测３】通过对已施工段洞内监控量测数据分析，拱顶最大下沉４．４ｍｍ，边墙最大收敛１１．７２ｍｍ，具体监控量测数据见表７。７４铁道建筑／童－ｚｔ表７监控量测数据统计序号测点名称观测天数累计沉降／一１ⅣＤＫ２６２＋３１５（）ＧＤ０１７５８２ⅣＤＫ２６２＋３１５（）ＳＩ＿０１７５—７．９４３ＤＫ２６２＋３１５（ＩＶ）ＳＬ０２６７３．２４４ⅣＤＫ２６２＋３３５（）ＧＤ０１７８ｌＯ．１５ⅣＤＫ２６２＋３３５（）ＳＬＯＩ７８１６．４１６ⅣＤＫ２６２＋３３５（）ＳＬ０２６８７．９３７ＤＫ２６２＋３５５（ＩＶ）ＧＤ０１６８４．４８ⅣＤＫ２６２＋３５５（）ＳＩ－０２６１５．６８９ⅣＤＫ２６２＋３５５（）ＳＬＯＩ６８０．４７１０ⅣＤＫ２６２＋３７５（）ＧＤ０１７７—４．２“ＤＫ２６２＋３７５（１Ｖ）ＳＩ．０１７７９．２４１２ＤＫ２６２＋３７５（ＩＶ）ＳＬ０２７５１１．７２１３ⅣＤＫ２６２＋３９５（）ＧＤ０１７２９１４ＤＫ２６２＋３９５（ＩＶ）ＳＬ０２６８４．１４１５ＤＫ２６２＋３９５（１Ｖ）ＳＬＯＩ７２３．５３１６ⅣＤＫ２６２＋４１５（）ＧＤ０１８ｌ—Ｏ．５１７ⅣＤＫ２６２＋４１５（）Ｓ１９１８１５．８７１８ⅣＤＫ２６２＋４１５（）ＳＩ－０２７５３．７２１９ＤＫ２６２＋４３５（ＩＶ）ＧＤ０１７５７．９２０ⅣＤＫ２６２＋４３５（）ＳＩ－０２７０１．６８２１ⅣＤＫ２６２＋４３５（）ＳＩ．０１７５３．６９２２ⅣＤＫ２６２＋４５５（）ＧＤ０１７５—２．４２３ⅣＤＫ２６２＋４５５（）Ｓ１９１７５４．５９２４ⅣＤＫ２６２＋４５５（）ＳＩ－０２７５４．１２说明：表中ＳＬ指收敛，ＧＤ指拱顶。７．３经济效益根据匕述设备配套和施工工艺，配置１台ＥＢＺ２００悬臂式掘进机，并配备１台挖掘机配合１台装载机出渣，２台自卸汽车运输。经分析，每循环开挖２ｌ＇ｎ，设备每台班费用为６７０１元。通过工效、监控量测数据、经济效益等３个方面综合分析，采用悬臂掘进机施工与常规钻爆法施工相比，工效基本相同，沉降和收敛控制效果较好。直接费用上略高于钻爆法，但采用悬臂掘进机避免了油井封井损失赔偿，避免了村庄搬迁补偿，综合经济效益较好，同时隧道施工不影响油井生产和村民生产生活，有良好的社会效益。８结束语（１）ＥＢＺ２００悬臂式掘进机应用在大断面隧道中是可行的，控制沉降变形效果显著，能较好保证周边构筑物安全。应用在白垩系砂岩等整体性较好的软质围岩隧道中，工期、安全、质量可控，经济效益和社会效益良好。（下转第７９页）ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧｙ２ＤＴ８∞４Ｊ万方数据・隧道／地下工程・（３）地下水抽水量与补给量相等的前提下，一定范围内地下水位波动产生的土体位移可控。（４）二次扰动地层带来的地铁隧道最大位移，出现在围岩最软弱，或存在超孔隙水压力的位置。施工扰动导致超孔隙水压力消散，土体位移增加。下穿建筑物引起的土体位移曲线与理论曲线不符，在以后的多次下穿地铁隧道中得到了验证。（５）通过土体位移的敏感性试验，能够找出影响地层变形的敏感性因素，通过有效的补偿措施可以精确地控制地铁结构位移。参考文献［１］黄书岭，冯夏庭，张传庆，等．岩体力学参数的敏感性综合评价分析方法研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，—２００８，２７（Ｓ１）：２６２４２６３０．［２］杨蒙，谭跃虎，李二兵，等．基于敏感性分析的围岩力学参数反演方法研究［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１４，１０—（５）：１０３０１０３８．［３］中华人民共和国住房和城乡建设部．城市轨道交通结构安全保护技术规范：ｃｃＪ／Ｔ—２０２２０１３［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１３．［４］赵勇，李术才，赵岩，等．超大断面隧道开挖围岩荷载释放过程的模型试验大型研究［Ｊ］．岩石力学与工程—学报，２０１２，３１（ｓ２）：３８２１３８２９．［５］李校峰．大型深基坑开挖对紧连既有地铁隧道及周围—地层的影响研究［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１７（１２）：７８８２，１０３．［６］钱七虎．钱七虎院士论文选集［Ｍ］．北京：科学出版—社，２００７：１９３２００．［７］孙锋，张顶立，陈铁林，等．土体劈裂注浆过程的细观—模拟研究［Ｊ］．岩土工程学报，２０１０（３）：４７４４８０．［８］王广国，杜明芳，苗兴城．压密注浆机理研究及效果检—验［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０００（５）：６７０６７３．［９］关宝树．软弱围岩隧道变形及其控制技术［Ｊ］．隧道—建设，２０１１，３１（１）：１１７．［１０］洪开荣，杨朝帅，李建华，等．超前支护对软岩隧道空间变形的影响分析［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１４，—１０（２）：４２９４３３．［１１］赵勇．隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究［Ｄ］．北京：北京交通大学，２０１２．［１２］皇民，秦长坤，雷啸天，等．基于ＦＬＡＣ３Ｄ的大断面软弱围岩隧道注浆加固数值分析［Ｊ］．河南科学，２０１８，—３６（１）：９４９９．［１３］岳涛涛．ＷＳＳ注浆加固技术在隧道穿越群桩中的数值—模拟分析及应用［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１６（６）：３６３９．————————————●———————■————●———————————————‘——●——■——■———■—■——・＋－－＇４＂－－＋－＋＋＋卜＋－卜＋＋－＋－＋一＋－＋－＋－＋＿一－＋一＋一・－卜一卜卜・卜一卜・一卜・卜卜－卜卜・＋一卜卜卜＿一一一－＋－十・。一卜・（上接第７４页）（２）钻爆法施工的隧道中引入悬臂式掘进机，设备配套变化较小，工法转换较为简单，根据围岩的适用性可灵活应用。如果与钻爆法配合使用，经济性更佳，是对钻爆法的一种有效补充。（３）悬臂式掘进机与钻爆法相比，对围岩扰动极小，沉降、收敛变形较小，特别是可准确控制开挖轮廓，减少超欠挖，从而减少混凝土超耗，大大节约成本。（４）ＥＢＺ２００悬臂式掘进机电压采用ｌ１４０Ｖ，与现场电力不匹配，需单独安装变压器；不能直接出渣到车上，需配合装车，具有改进空间¨１。１２１。参考文献［１］肖广智．铁路隧道施工新技术［Ｍ］．北京：人民交通出—版社，２０１６：８２８５．［２］肖广智．特殊地质条件隧道施工技术及实例（一）［Ｍ］．—北京：人民交通出版社，２０１５：１２．铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ丁ＥＣＨ～０ＬＯＧｙ［３］冯晓东．富水砂土复合地层大断面隧道变形控制关键—技术研究［Ｊ］．轨道建筑，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