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摘要：水工隧洞在我国工程建设中具有重要的意义，它可以被用作灌溉、供水、泄水、发电、疏水和疏通航道。由于地质条件和地形的复杂性，在隧洞工程实际施工过程中，会遇到这样那样的困难，因此为了保证隧洞工程的顺利开展，要不断加强对复杂条件下施工技术的研究。本文就通过对隧洞施工环节的研究，对隧洞悬臂掘进机法和普通钻爆法进行了分析，希望能够给有关人士提供帮助。
关键词：悬臂掘进；隧洞施工；普通钻爆
引言：目前我国隧洞工程大多在岩溶地质条件下进行施工，受岩溶地质本身影响，工程作业很容易发生坍塌现象，因此在进行隧洞作业施工时要充分考虑空洞大小、土质、地质层的状况，选择合适的施工作业方式，最大程度减少外界因素的干扰，保证隧洞施工的质量。在实际施工过程中，主要有两种施工方式，一种是钻爆法施工，另一种是悬臂式掘进机施工，这两种施工方式各有不同。并且随着施工技术的不断提高，钻爆法被逐渐淘汰，取而代之的是悬臂式掘进机法。
一、悬臂掘进法的应用现状
随着隧洞工程施工技术的不断发展，工程施工的质量开始不断发展，施工方式也出现了很大转变。从我国现有的悬臂掘进机设备上看，绝大部分的悬臂掘进机都能够切割岩石，能够实现爬坡、装运甚至除尘等功能。通过科学家的不断研究悬臂掘进机的刀头被不断改良，现阶段的悬臂掘进机主要被应用在岩提切削破碎作业中，特别是一些地质情况比较复杂的隧洞施工作业，水工隧洞较为常见。
二、悬臂掘进机的控尘功能
和普通的钻爆法相比，悬臂掘进机法施工更加具有优势。虽然在悬臂掘进机法施工过程中会不断地产生粉尘，但是还是比常规的方法效率更高。在施工过程中，悬臂掘进机需要不断地进行通风来达到控尘的目的，如果只是采用普通的嵌入式通风方式，很难将粉尘扩散到质量要求范围内，甚至会将粉尘扩散到之前已经完成支护的后方隧洞中[1]。再加上施工故从而很难过中隧洞将会一直处于粉尘高浓度聚集状态，如果不加以解决就会严重影响施工人员的身体健康。因此可以在现场采用可以采用喷淋设备、除尘风机等来对粉尘进行控制，必要的时候可以在竖井口的周围增加一圈喷雾装置，这样可以在很大程度上改善粉尘所带来的影响。
三、悬臂掘进法和普通钻爆法相比的优点
（一）开挖断面
现阶段我国有很多种类型的断面掘进机，它们被广泛应用在隧洞建设中，但是目前我国所采用的断面很多都是马蹄形断面，这种情况下如果使用全断面掘进机来进行开挖的话就会造成资源的浪费。因此应当采用可以调节断面形状的方式来进行开挖，悬臂掘进机就可以很好的做到这一点，这相比于钻爆法绝对是一大进步。
（二）开挖速度
和普通钻爆法相比，掘进机的开挖速度和开挖量都要比普通钻爆法有优势，研究表明，相同的中硬岩石，掘进机每月的开挖量是爆破法的三到四倍。
（三）超挖量
实验证明，掘进机法的超挖量要比普通钻爆法的超挖量足足小一半，并且掘进机法不仅可以在很大程度上减少超挖量，还可以让开挖的表面保持光滑。
（四）人力的使用
掘进机法进行施工时所用到的劳动力数量非常少，但是对于人员的专业素质以及对机器运作的熟练程度要求较高，因此培训起来比较困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆普通钻爆法操作起来比较简单，因此施工人员无需经过过度的训练就可以轻松上岗，但是这种技术在施工过程中要用到大量的劳动力，再加上隧洞施工工程施工大多是在一些偏远山区进行施工，没有技术、没有专业能力、没有生产经验的廉价劳动力资源非常丰富，钻爆法的施工可以帮助解决当地很大一部分人的就业问题[2]。
（五）动力消耗问题
在动力消耗方面，悬臂掘进机法的能量消耗要比钻爆法大很多，钻爆法在这一点上占有优势，它用的台车移动起来很是方便灵活。
（六）发挥作用时间
钻爆法机械设备发生作用的时间一般在机械设备进点之后就可以开始，但是掘进机法却不同，它受到机械迁移、组装的影响，可能会推迟一段时间，或许发生作用要在半年或者一年半之间。
（七）对环境的影响
钻爆法在应用的过程中要经常放炮，在这个过程中会伴有尘埃和有毒气体的释放，并且会发生巨响，甚至会产生震动。这样一来就会给环境带来非常沉重的负担，影响周围居民的生活[3]。但是掘进法施工的时候要不断地进行切削，这个过程会产生很大的噪音和震动，这比钻爆法施工的噪音还要高很多个分贝，特别是有的时候为了提高工程的进度，就会在夜间进行施工，这会严重影响周围居民的生活，成为一种社会公害。因此隧洞施工经过一些居民区等对噪音比较敏感的地区时会采用钻爆法来进行施工。
（八）设备利用率
钻爆法进行隧洞施工作业时它的风钻会不断地运作，在运行的过程中几乎不需要进行检修，有效提高了设备利用率。掘进法施工过程中要不断地进行检修来保证施工的质量，因此悬臂掘进法施工的设备利用率和钻爆法相比非常低。
二者各有利弊，适用的范围也不相同，悬臂掘进机适用于煤以及半煤岩箱的掘进，还有一些矿山或者巷道的掘进；钻爆法施工则应用在一些短洞、地质条件比较大的地方。
四、悬臂掘进法在水工隧洞施工中的具体应用
在进行隧洞开挖施工时要充分考虑隧洞的断面规格和当地的地质条件，具体施工时要根据悬臂掘进机的工作特点来选择合适的开挖方式，在开挖的过程中严格按照施工作业的标准进行。从以往成功的隧洞开挖案例可以看出，在进行隧洞施工作业时，刀头的运行能力好坏是非常重要的[4]。掘进机施工技术是我国未来隧道施工工程中将要推广的技术，目前已经在我国很多地方开始实行，像山西的引黄入晋水隧洞工程、天生桥二级引水隧洞等。
结束语：由于隧洞工程施工受到地层结构的影响比较大，钻爆法施工又存在着很大的不足，现阶段隧洞作业施工大多时采用悬臂掘进法来进行施工。施工单位在施工的过程中，要注意充分考虑当地的地质情况，根据所处区域的地质条件来选择合适的挖掘方式，确保隧洞施工工程的安全和质量。另外施工单位还要不断提高施工人员的专业水平，为隧洞工程施工提供强有力的技术支持，让隧洞施工工程的质量可以得到进一步的提高。
参考文献：
[1]李景钢. 水利工程TBM掘进机法与钻爆法技术经济对比分析[J]. 珠江水运, 2018(10):60-61.
[2]梁鲜明. 悬臂掘进机在临近既有线隧洞施工中的运用[J]. 工程建设与设计, 2018(7):263-266.
[3]何浩. 试析钻爆法施工隧洞的塌方风险[J]. 江西建材, 2017(17):130-130.
[4]赵霞, 饶军应, 崔会超, et al. 悬臂式掘进机在岩溶隧洞暗挖施工中的应用研究[J]. 施工技术, 2018, v.47；No.513(14):20-24.
论文作者:田磊
论文发表刊物:《防护工程》2019年14期
论文发表时间:2019/11/13
标签：隧洞论文; 悬臂论文; 掘进机论文; 作业论文; 断面论文; 法相论文; 地质论文; 《防护工程》2019年14期论文;