摘要：针对小断面水工隧道埋深较浅围岩较差的施工难点及特点，以小寨河隧道工程为素材，进行了相应条件下小断面隧道施工工序优化与实施效果研究，在保证隧道成洞质量的前提下，结合设计爆破参数加快了爆破开挖进度、快速合理组织机械进行渣石外运，从而既控制了隧道超欠挖在允许控制范围内又加快了隧道进尺速度，取得了良好的效果。
关键词：水工隧道；光面爆破；成洞质量；工序优化
1引言
水工隧道因功能需求往往埋深较浅且隧道断面狭小，此类浅层隧道围岩级别较低，地质条件相对复杂，施工难度较大，往往水工隧道的成洞质量要求很高。同时，因为水工隧道工作断面较小，既给爆破掘进带来了很大的限制又不能形成流水作业，所以小断面隧道掘进进度与成洞质量之间是矛盾的对立体，给小断面隧道施工带来了很多难点。
2 工程概况
为了彻底解决双龙航空港经济区水环境污染问题，新建了水环境综合整治项目小寨河隧道工程，隧道长600m，内轮廓采用“半圆拱+直边墙+底板”断面型式，净宽×净高=3×4m。本隧道洞身处于中风化岩层，隧道围岩等级主要为Ⅳ级，其中，隧道进口和出口处为Ⅴ级围岩，占总方量的19.2%；其余洞身围岩等级为Ⅳ级，占总方量的80.8%。
本隧道洞身处于中风化白云岩，岩体成薄层状，节理裂隙极发育，结构面结合较差，较破碎，属于破碎的较硬岩，围岩整体稳定性较差，岩体内无裂隙水存在。
3小断面水工隧道成洞施工难点
（1）高频率运转操作平台
小断面隧道钻眼常用风动凿岩机进行成孔，根据不同等级强度的岩石进行调节转速，达到最佳效果。虽然工作面比较狭小，但是进行钻眼施工时仍然需要操作平台予以配合施工。在每个循环爆破前，掌子面前的所有操作平台及设备都需要周转至安全地方，避免被爆破的飞石损坏。如何快速转移操作平台及设备是否能进行爆破作业的前提。
（2）小断面钻眼爆破参数优化
小断面隧道爆破掘进施工，其掌子面空间狭小，如果爆破参数控制不好，围岩不仅会产生大面积的欠挖还会导致炸药利用率低下。同时，爆破的好坏是影响隧道施工成本的主要控制目标之一。
（3）隧道开挖运输工效低下
小断面隧道开展掘进施工，协调各工序之间相互合理搭接是核心，主要矛盾集中在机械材料运输与初期支护相互影响的矛盾。这是因为机械材料及渣石运输受工作面狭小限制，所以在小断面隧道内大型机械很难开展施工作业。如何快速将机械材料运至掌子面以及将渣石运出隧洞是小断面隧道爆破掘进施工进度控制的核心问题。
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4 隧道爆破掘进工序优化
（1）采用快速移动操作平台
针对水环境综合整治项目小寨河隧道工程施工环境特点，设计出了一套可快捷移动的操作平台。在一辆瑞沃E3小型工程车货箱内安装一个钢制平台，将钻孔掏槽所用的机械设备分类放在钢制平台内。钻眼掏槽施工时，将此平台移动至掌子面进行施工作业。钻眼掏槽结束后，将所有设备放置平台规定的位置。待起爆施工前，将此平台可以迅速移动至安全位置。
（2）进行钻爆优化设计
根据小寨河隧道工程洞身所处围岩与外部周边施工环境的特点和难点，隧洞开挖采用全断面法开挖，爆破采用光面爆破技术。采用理论计算与工程类似经验相结合在施工现场进行爆破参数试验调整，最终验证了光面爆破方案的可行性。具体钻爆参数优化设计如下：
①对于洞身进出口50m范围内所处的Ⅴ级围岩，岩体薄层状，结构面结合很差。针对此类稳定性较差的围岩，在光面爆破施工时采取了浅钻眼，多布孔，少药量，多循环进尺的施工方案。在爆破掘进时需要严格控制药量使用，尽可能减少对洞身周边围岩的扰动。同时，减少超欠挖面积，保证隧洞开挖形状及轮廓尺寸。
②对于洞身处于Ⅳ级围岩岩层时，则采取加深钻眼，增加炸药用量的优化爆破参数措施，以增加隧洞进尺速度。同时既保证了隧洞开挖轮廓尺寸又提高了钻眼爆破工作效率。
（3）出渣机械优化
小断面隧道出渣运输是隧洞掘进施工中必须要解决的难题。通常小断面隧道出渣运输采用装载机进行外运。装载机只能单向运输且倒退出洞，工效低下。同时，装载机长时间在隧洞内工作，会造成洞内空气严重污染。通过综合对比分析，采用装载机进行外运渣石时，隧洞掘进施工进度和施工成本均不理想。为此，经过综合比选后，本工程隧洞出渣采用STB-120履带型扒渣机进行装渣，用小型自卸工程车将渣石运至指定渣土场。
钻眼爆破排危结束后，将扒渣机移动至掌子面石渣附近，随后自卸汽车行走至扒渣机尾部，工程自卸汽车货箱置于扒渣机运输槽下料口正下方，由扒渣机铲斗将石渣运至运输槽进料口内，通过运输机构将石碴装入自卸工程车货箱内，最后由自卸工程车将渣石运至指定渣土场。
5结束语
经过上述各施工工序及施工机械优化，采用了适合小断面水工隧道光面爆破技术和相对环保清洁的出渣设备以及灵活便捷的操作平台设备，并结合了一些小断面水工隧道施工工作流程，在确保小断面隧道成洞形状尺寸与质量的同时，既提高了隧洞光面爆破掘进进度又取得了优异的效益。
参考文献：
[1]刘世波 深孔爆破间隔装药技术探讨[J]工程爆破，2015.16（4）：45-47
[2]《爆破安全规程》（GB6722-2014）中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布。
论文作者:徐洪涛,蒋熹,刘勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：隧道论文; 断面论文; 围岩论文; 隧洞论文; 水工论文; 光面论文; 进尺论文; 《基层建设》2018年第6期论文;