广东省水利水电第三工程局有限公司 523710
摘要：本文综合探究了小型有压引水隧洞洞挖的施工过程及施工工艺，为此类小型隧洞施工提供参考依据。
关键词：小型有压引水隧洞施；单循环进尺；爆破
1、引言
惠来县中东部供水工程是为了解决惠来县中东部乡镇的缺水问题，适应惠来县经济发展需要，促进水资源合理利用的引水工程。其中石榴潭隧洞全长1873m，为有压输水隧洞，隧洞开挖面为城门洞形，衬砌后隧洞过水面为圆形（D=1.8m）。隧洞最大开挖面2.64×2.67m，最小断面2.4×2.5m，是规范中要求的最小洞径。因此，如何在小型有压引水隧洞施工过程中有效保障施工安全、提升施工效率、保证施工质量，降低施工成本就成了重中之重。
2、施工方案
2.1 概述
本工程中石方洞挖施工采用空压机4L-20/8供风，YT28型气腿式手风钻钻孔；全断面光面爆破，采用乳化炸药，非电毫秒雷管引爆；出渣采用履带式扒渣机LWL-80配以2台10t电动运渣车出渣。
2.2 爆破设计
单位体积岩石所需的炸药消耗量q=14/s+a，其中s为隧洞开挖断面，a为修正系数0.6~0.8，炮孔偏差小取小值，根据以往爆破经验，q取1.8~2.8kg/m3，岩石较密实坚硬取大值。
循环进尺的确定：Ⅰ、Ⅱ类围岩单循环进尺控制在2~2.5m，Ⅲ类围岩单循环进尺控制在1.8~2.2m，Ⅳ类围岩单循环进尺控制在1.2~1.5m，Ⅴ类围岩单循环进尺控制在1.0~1.2m。
周边孔最小抵抗线取40~60cm，周边孔间距及线装药密度参见表1：
炸药采用?32药卷，光爆孔利用导爆索线性装药，起爆爆破顺序为掏槽孔→上部主爆孔→周边孔→下部主爆孔（抬孔），非电毫秒雷管引爆，采用间隔顺序使用。
爆破后，周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整，洞室壁面起伏在15cm以内。硬岩的炮眼残留率大于80％以上，中硬岩大于60%以上。在保留的半壁面上无粉碎和明显新生裂隙，对围岩破坏轻微。无较大的危石，浮石较少。
钻爆设计针对施工现象和实际情况不断修正，优化爆破设计，每次爆破后，进行爆破效果评估，包括残眼率、炮眼利用率、药量大小、装药结构、爆破深度、抛渣距离以及渣块大小等。通过统计、评估，优化爆破设计。
2.3 施工程序及工艺流程
开挖采用进出口各设一个工作面相向同时开挖，主要工艺流程：施工准备→测量放样→钻孔→装药联线、起爆→通风排烟→安全处理→出渣→初期支护→埋设观测仪器→下一循环。
（1）施工准备及测量放样：按照施工图纸进行开挖部位的测量放样，并用油漆作好标记，根据开挖部位岩性和拟定的开挖方法，在现场进行爆破试验，选用合理的爆破参数，报监理工程师审批后用于指导开挖施工。
（2）钻孔：根据标记的开挖轮廓线进行钻孔，钻孔利用平台作业车，人工手持风钻钻孔。
（3）装药连线、起爆：炸药使用2#岩石乳化炸药和硝铵炸药，人工在平台作业车上装药，掏槽孔及辅助孔采用底部集中装药结构形式，周边孔采用不耦合线装药结构形式。爆破网络采用非电毫秒延期雷管进行分段，起爆器引爆瞬发电雷管的微差爆破网络。起爆网络要求先响掏槽孔，然后崩落孔从内到外依次起爆，最后响周边孔。
（4）通风排烟、洒水除尘：采用压入式通风方式，由布置在洞外的风机吸入新鲜的空气，通过布置在隧洞两侧拱部或边墙的送风筒将其压入到工作面，使工作面的污浊空气经隧洞排除洞外，同时结合人工洒水除尘。
（5）安全处理：安全处理由专人负责，由有经验的安全技师带2~3名安全工人进洞，对洞内已开挖段和掌子面进行检查，并清除开挖面上残留的危石、碎块，确定安全后方可进行下一工序施工。
（6）出渣：隧洞的最大开挖断面只有2.64m×2.67m，输水隧洞单循环最大出渣量约为16m3（虚方），为装渣和出渣带来了很多的不便。为满足施工要求，每个隧洞作业面配置1台电动LW80履带式扒渣机装车，2台10t电动运渣车出渣，洞内每隔100m设置一个避车道，可满足施工需要。弃渣运到洞外后，由反铲挖掘机配自卸汽车转运。
（7）初期支护：初期支护采用在拱墙部位布置砂浆锚杆和喷砼，锚杆施工采用平台作业车，采用PC-7混凝土湿喷机喷砼，具体参见“一次支护”施工方法。
（8）埋设观测仪器：围岩的变形主要体现在代表性观测点空间位置的变化，可以通过预埋收敛计于监测断面上，选择在距离开挖掌子面或开挖层面约1m处安装埋设，对检测断面、测点准确位置尺寸进行编号记录，并测绘断面布置图，定期对测量资料进行统计比较，监控隧洞变形。
2.4 超欠挖控制
超欠挖控制是质量控制的重要组成部分，控制好超欠挖可以保证开挖成型、保证初期支护质量。
（1）控制爆破技术。根据隧道地质情况采用不同参数的光面控制爆破技术。用非电毫秒雷管起爆，选用光爆孔装药结构，为保证爆破质量，光爆孔采用小药卷炸药，间隔装药，并加强炮泥的堵塞质量。按设计装药，并顺序起爆。同时要不断总结、修正爆破参数使之达到最佳效果。
（2）孔间距符合钻爆设计。光爆孔间距的误差不大于5cm和内圈眼间距的误差不大于10cm，光爆孔的外插角不大于3°，光爆孔外的其它眼孔方向应与隧道方向平行，孔底在同一平面上。
2.5 塌方处理
坍方是隧洞施工的大害，分析以往的坍方原因，大部分是由于施工不当造成的，塌方次数的多少，一方面反映了地质条件复杂，另一方面也反映了施工单位技术水平和管理水平。尤其在不良地质条件下施工，防止坍方是确保隧洞施工顺利进行及保证工程质量的关键，为此结合本隧洞的特点及其地质情况，采用以下主要的防坍措施：
（1）选择合理的施工方法
根据以往的施工经验，在不同地质条件下选用合理施工方法是防坍的重要手段。由于对岩体工程性质的认识很难恰如其分，对于介于两类围岩之间的按偏低的围岩类别进行初期（施工）支护。
Ⅳ类围岩介于稳定的Ⅲ类围岩和不稳定的Ⅴ类围岩之间，既无Ⅲ类围岩的自稳能力，又无Ⅴ类围岩设计初期支护中完善的防坍措施。因此，Ⅳ类围岩如施工方法或支护不当很容易坍塌。施工中发现开挖后成型差和悬石增多应立即缩短进尺。
（2）采用新奥法原理指导施工
控制爆破，尽量减少对围岩的扰动；进行初期支护；支护承受主要荷载；在自稳能力差的地段采用超前支护或超前加固；初期支护及早封闭成环；监控量测指导施工；变形超限的初期支护要及时进行加固。
初期施工支护应严格按设计和施工规范施工，确保支护质量，重点做到：开挖质量是保证支护质量的关键，凡爆破成形不良地段考虑超前支护；喷混凝土与围岩密贴，并保证喷混凝土强度；锚杆间距符合设计，安装位置正确，保证接头处的等强连接；锚杆孔的长度、间距符合设计要求，锚孔内的砂浆饱满。
（3）施工纪律
防坍的施工方案一经讨论确定，操作人员必须严格执行，不得私自变动，否则，无论后果如何，都应受到严肃处理。
3、结语
在小型有压引水隧洞洞挖施工过程中，需要结合当前的施工工艺，制定科学的方案，解决工作中出现的难点和重点，全面提高经济效益。
论文作者:李婧
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/25
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