城市区浅埋隧道微振动控爆新技术的探索与实践
——2013年隧道年会发言稿
一、工程概况
1、重庆枢纽新红岩隧道概况
新红岩隧道位于成渝客专沙坪坝至菜园坝区间，为双线隧道，设计时速100km/h，全长6699m，属极高风险隧道。
进口段长480m和出口段长382m利用既有梨菜线单线隧道扩孔，其余5837m为新建。该隧贯穿于重庆市沙坪坝和渝中两个繁华主城区，穿越丘陵地貌，隧道上方建（构）筑物密布，且部分段落埋深极浅(最小埋深4m)。地表覆盖人工填土、碎石土、粉质粘土，下伏基岩为砂岩、泥岩夹砂岩，岩质较硬。地下水主要为孔隙水及基岩裂隙水，对混凝土结构无侵蚀性。
图1 成渝客专新红岩隧道在重庆枢纽中位置
图2 成渝客专新红岩隧道位置关系图
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2、工程特点、难点
(1)隧道位于重庆市主城区，隧道上方需要保护的建筑物多，段落长、种类多，对地表振动速度及沉降要求严
隧道地表上方建筑物总面积26万平米，需要拆迁及临时安置的房屋有1.21万平米，其中包括高层建筑、矮旧居民区、城市道路、地铁、学校、医院、幼儿园等。
图3 出口下穿竹园小区高层建筑 图4 新红岩隧道进口建筑群
(2)隧道多次上跨下穿市政设施，敏感点多，保护措施严
先后上跨下穿20处市政设施，交叉影响段落长共计1152.9米，最小净距不足1米。
图5 下穿小龙坎A、B匝道 图6 与小龙坎A、B匝道位置关系
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图7 隧道下穿小龙坎广场 图8 隧道与小龙坎广场位置关系
(3)隧道浅埋地段多且埋深极浅，地质以硬质岩为主，开挖困难 浅埋段总长1449米，占隧道总长的21.7%，其中埋深15米以内的段落长度为504米；最浅埋深仅4米，15至30米段落长度为845米；30至50米段落长度为100米。
图9 隧道中部浅埋段 图10 隧道进口浅埋段
3、设计方案
根据《成渝客专初步设计批复文件》（铁鉴函【2010】652号）及《重庆铁路枢纽岩石路堑与浅埋隧道安全控爆技术研讨会议纪要》（鉴桥隧函【2010】312号），根据埋深不同分别采用非爆破法开挖、机械与控制爆破组合法开挖、控爆法开挖、弱爆破法开挖。弱爆破控制振速不大于2cm/s,机械与控制爆破组合法段落振速不大于0.5cm/s。
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二、关键技术
依据部《城市区岩石路堑与浅埋隧道安全控爆技术研究》课题，重庆枢纽新红岩隧道为浅埋极高风险隧道，且大部分地段为硬质岩，需要爆破开挖，减震技术的研究极为迫切，根据以往国内外对减振技术的研究成果，机械开挖和数码电子雷管爆破技术是减振的有效措施。
我单位联合课题承担单位共同制定了浅埋隧道机械开挖、机械与控爆相结合、数码电子雷管控爆的降振新技术。部工程设计鉴定中心先后组织国内知名隧道及爆破专家多次踏勘重庆枢纽内正在施工的浅埋隧道现场，结合之前国内外对控爆技术的研究，对方案进行多次论证。在新红岩隧道浅埋段的施工中，进行了一系列的探索和实践。实践证明，机械开挖、数码电子雷管控爆及机械与控爆相结合的开挖方法是解决城市区复杂环境下浅埋隧道施工振速超标的有效新技术。
㈠非爆破开挖
1、非爆法开挖原理
针对新红岩隧道浅埋及穿越建筑物密集段落采用“非爆破”切削法进行施工，非爆破切削法是一种新型的隧道开挖方法，设备采用三一重装公司生产EBZ260H型单臂掘进机进行掘进，再利用铣挖机对隧道轮廓线进行修整，可解决隧道内欠挖修整、内表面凿槽及开挖边沟等问题。在中低硬度及以下的岩层、冻土岩层等适合的地层中，单臂掘进机可以直接用于隧道的快速掘进施工，尤其在破碎岩层中，开挖量可达30m3/h，可铣挖无钢筋或甚至有少量钢筋的混凝土。
单臂掘进机由由截割部、铲板部、运输机、本体部、行走部、后支承、
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