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摘要：现阶段，地下洞室在结构规模上得到明显扩大，地下洞室群分布、地质环境变得更为复杂。我国已建溪洛渡、龙滩、小湾以及水布垭等诸多地下厂房洞室群,其在规模上可谓前所未有，其开挖技术的难度也越来越大。针对上述大规模的地下洞室群，对施工开完方式进行科学选择，探讨开挖各个阶段中围岩具有的稳定特性，不仅有助于加快施工建设速度,同时也保证工程既稳定又经济有着重大的经济和社会效益。
关键词：地下洞室；开挖施工；施工技术
引言：
洞室开挖施工中，安全防护尤为重要。安全防护技术上去了，不仅有效提高施工进度，更对施工人员生命安全及机械损伤提供有效保障。由于开挖及工程施工工艺安排不合理化，或可导致施工成本增加，资源严重浪费，使经济效益极不理想。因此，对于工程地下洞室开挖施工中，所选择的安全、合理、技术及经济的开挖施工方案，不仅能降低工程施工成本，提高生产进度，同时也便于技术管理人员和项目负责人能随时控制好施工生产的各项动态信息，使工程处于一个可以控制，便于协调管理的状态之中，达到确保工程在动态化和可控程序中安全运行的效果。以下为国内某大型地下工程的一些施工技术的应用。
一、开挖施工技术
1.洞脸工程
在测量确定进洞口位置后，拟先对洞口外土石方进行开挖。土石方开挖尽量使用挖掘机进行，将挖出土方用8 t自卸汽车运至指定弃渣场堆放，并对洞脸上边坡和洞口外翼墙进行削坡处理，直到露出相对完整的基岩。遇坚硬岩石时，使用预裂爆破作业，预裂爆破使用潜孔钻打的炮眼，人工装药连线，电雷管起爆。及时对洞口外边坡进行防护处理。洞口外边坡是否稳定，对接下来的施工工作有很大影响。第一步，对洞脸上边坡安装必要的锚喷网支护，并铺设洞口上部排水系统，材料可选择浆砌石。洞脸施工主要的流程，参见下图1。
2.钻眼爆破
（1）正确选取钻眼机具、爆破器材
钻眼，一般可选择气腿式凿岩机，型号YTP-29，Φ22 mm六角中空合金钢钎，Φ42 mm球齿型合金钎头。放线后，可利用红油漆将断面轮廓线予以区分。爆破，通常可选择电起爆系统，2＃岩石乳化炸药破岩；电毫秒延期，则可引爆雷管。起爆顺序，依次为掏槽眼→辅助眼→底眼→周边眼。
（2）钻眼爆破参数
地层洞挖多以砂质岩或者泥岩为主。若裂隙和节理发育状况良好，采用光面爆破可减小爆破对围岩的破坏，减少超欠挖。针对各工作面所遇岩性的特点，宜采用最优钻爆参数和布置形式。采用易掏槽、震动小的斜眼掏槽形式。
图1隧洞洞口明挖施工工艺流程图
（3）炮眼检查及起爆
各种炮眼施工后，均采用“插棍法”检查炮眼的倾角和深度。周边眼相互平行，深度一致，外插角度合理。周边眼、辅助眼和底眼的眼底在相同平面上，掏槽眼则超出其他炮眼0．15～0．2 m。所有炮眼在装药之前用标尺探测，吹净岩粉。成功连接装药后，对各炮眼起爆先后顺序、雷管段数进行检查。当全部设备、人员均撤离现场后，再予起爆。
二、通风排烟技术
地下洞室施工通风一般可以采用机械通风、施工交通洞通风、竖井通风、自然通风等方式，而且可以多期进行规划布置，如果按照Ⅳ期一般可以这样实施，Ⅰ期：施工交通洞内通风竖井未形成之前，开挖为独头工作面，采用机械压入式通风；Ⅱ期：施工交通洞通风竖井贯通后，采用机械压入式输送新鲜空气；施工交通洞通风竖井井口设置轴流风机抽排施工废气；Ⅲ期：施工交通洞进入主要洞室后分别在主要洞室一端的通风竖井井口采用机械正压向主要洞室补充新鲜空气，利用“烟囱效应”原理，在主要洞室另一端通风竖井井口设置小功率大风量轴流风机抽排施工废气；Ⅳ期：开挖结束，以自然通风为主，机械辅助通风。
通风系统布置原则（1）施工通风系统布置必须满足施工人员正常呼吸，冲淡机械废气等有害气体，降温等的最小通风量，并满足洞室最小风速要求，洞内平均温度不超过28℃。（2）较长的洞室选用高风压、大流量的轴流风机以减少洞内接力风机的布置，为了有利于高浓度的废气排放，通风风流按“低进高出”的原则进行控制。（3）同时尽量利用与地面连通的竖井、平洞辅助通风，尽早形成良好的通风环境。通过将通风竖井井口加高、延伸通风管路、加大与临时生产设施距离、增强竖井口降尘措施等方式降低对施工场内日常生产的污染。
施工通风一般措施：1、机械通风长距离通风机，选用国外品牌或国产大功率大流量轴流风机。2、对通风竖井采用正井法开挖，使竖井与相关洞室及时贯通。3、为了保证洞内的空气质量，隧洞内尽量使用电动设备，禁止汽油车进洞，以减少有害气体的排放。洞中使用的柴油设备（包括运输车辆、挖装设备）配置空气过滤净化器。在开挖施工工作面进行喷雾除尘，保持洞内的空气质量。并在主施工巷道废气聚集点内设置射流风机辅助通风。4、为了保证进洞的空气质量，在各进风隧洞口营造良好的空气环境，主要采取以下措施：① 根据风向，在进风隧洞口来风方向控制施工粉尘及空气污染，在进风隧洞口前设车速控制牌，禁止车辆及其他空气污染源在进风隧洞口长时间停留，减少污染源；② 营造良好的洞口环境，对进风隧洞口进行绿化及经常性洒水，对进风隧洞口附近边坡进行植草等改造；③ 在进风隧洞口如果有排气管道，将排气管道的出口尽量向高处布置，避免污染进风隧洞口空气质量。5、通风系统在布置时，充分考虑与其他标段的协调配合，通风设备的布置避开其他标段可能的施工接口，同时为后续其他标段的施工通风提供必要的条件。
三、装渣运输技术
爆破后，可选择电动全液压皮带扒渣机，对石渣进行装载，并由车辆自动卸载、出渣和实现无轨运输。扒渣机，主要拥有液压行走、挖掘采集、输送、装车四种功能，可用于作业空间2 m×2 m以上的巷道。石渣采用自卸车直接运输到洞口外弃渣场存放。洞内每200 m布设一个错车道，错车道向两侧洞内各伸入1．0 m，长度6 m，洞高不变。
四、锚喷支护
1.喷射混凝土常见设备：喷混凝土机（TK-500型）；强制式搅拌机（350L）；电动空压机（12m3）；筛子（Φ5～Φ20mm）。
2.混凝土喷射时采用的原材料：水泥、骨料、水、外加剂等必须符合《水工混凝土施工规范》（DL/T5144—2001）和《水电水利工程锚喷支护施工技术规范》（SL377—2007）的要求。
（1）水泥：宜采用42．5普通硅酸盐水泥。
（2）砂：最大粒径＜2．5 mm的中砂。
（3）石子：粒径为5～15 mm。
（4）水：采用pH＝6～8的洁净水。⑤速凝剂：掺合料质量符合规范要求，速凝剂中不得含氯。
3.喷射混凝土施工
岩面在喷混凝土之前必须做好表面清理，包括清理所有松散岩块或其他影响混凝土粘着的污迹、脏物；清除表面积水及疏排裂隙渗漏水等。
工艺参数：工作压力＝l－0．013×输送长度。实际工程中可作适当调整。喷射方向与受喷面的夹角。结合施工实践，若喷射方向和受喷面之间的夹角为90°，其回弹量相对最小。喷头、受喷面两者间的距离，通常保持为70～80cm。若布置了钢筋网，可缩小至60～70 cm。喷射混凝土：喷时要自下而上，凸起位置，先喷凹处，将骨料、水泥、水以某种特定的配比进行拌和，通过湿式喷射机将其引入喷头处，于喷头上掺入速凝剂，然后喷出；工艺流程，见下图2。
图2喷混凝土工艺流程图
混合料运输时应严防雨淋、滴水及混入大块石等杂物，装入喷射机前，需进行筛选。
混凝土的喷射厚度：根据设计标准对喷混凝土的实际厚度予以控制，一般分层喷射，且每次喷射在前一次喷射尚未完全凝固前进行。一般相邻层喷射间隔30～60 min，喷混凝土的厚度控制，必须在施工过程中逐步进行检查。在布有钢筋网的部位喷混凝土保护层厚≥30 mm，如果没有布筋，就用埋桩控制，一般间距为2.5 m。
喷射混凝土养护：喷射混凝土完成后，先清除所有喷注溅落物，然后及时进行养护，保持其表面湿润。锚杆安装：锚杆安装选用全长粘结型普通砂浆锚杆，锚杆直径Φ22～Φ25 mm，采用YTP－29型气腿式凿岩机钻孔，钻孔直径为Φ42 mm。工艺流程如图3所示。
图3锚杆安装工艺流程图
钢筋挂网：锚杆施工完毕后进行挂钢筋网工序。安装过程中，钢筋网应贴近岩面，且与锚杆采用焊接法联接牢固。钢筋网的交叉点采用点焊连接。
结语：
地下洞室开挖施工时，应根据设计图中的结构尺寸及相关技术、水文及地质资料进行。结合工程实际情况及类似工程的施工经验和做法，挑选可操作性、安全的开挖方式，确保工程在安全的环境下保质保量的完成施工任务。有利于工程的施工进度保证和资源的协调配置，从而可靠有序的施工和技术先进的工艺的进行。不仅满足了工期，还可对新型工艺加以推广和实践，不断降低施工的成本和工程的风险，从根本上提高施工生产的效率。
参考文献：
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论文作者:黄睿
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/4
标签：竖井论文; 隧洞论文; 混凝土论文; 炮眼论文; 工程论文; 洞口论文; 轴流论文; 《基层建设》2016年11期论文;