论述隧洞石方开挖及支护施工技术

论述隧洞石方开挖及支护施工技术

作者：刘江 李勇

来源：《中国科技博览》2015年第17期

[摘 要]隧洞石方开挖及支护施工技术在隧洞的建筑施工中运用已经非常广泛，目前各大工程在开凿隧洞是基本上都会用到这种技术。本文通过对石洞开挖的设计构思、施工技术和特殊地段施工要点以及注意事项的探讨分析，旨在给出相应的措施以解决在隧道施工中遇到的一些问题，仅供参考。

[关键词]隧洞石方；开挖及支护；施工技术

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0058-01 0 前言

在高速公路的施工建设中，经常会碰到路基石方开挖和隧洞石方开挖等工程，这些石方的开挖在一定程度上增加了施工的难度和工作量，再加上一些自然环境因素的影响，所以，施工的质量和进展以及安全性在整个施工中是重中之重。不过，目前随着这几年科技的不断进步，在技术的推动下，这些困难已经有了一定程度的突破，高速公路的快速发展已经说明我国建筑公路技术取得了很好的成绩，尤其是在隧洞石方的开挖技术方面，只不过还需继续努力，将这一前景大力推广下去。 1 石方洞挖施工方案构思

隧洞开挖的断面面积均不太大，所以大部分采用全断面开挖。就是在一级电站下，平洞明挖完成后，将两条支洞和两个工作面进行同时掘挖，一个支洞和一个工作面完成后就开始按一个工作面进行下个平洞部分的开挖。二级电站下，平洞在洞口的明挖完成后只按一个工作面进行开挖。一般情况下，隧洞的开挖顺序是先做钻孔准备，然后进行开钻工作，紧接着进行装药，装药完成后就要将所有的设备撤离，然后等到确保一切安全后就进行起爆，完后要进行一定的排烟工作，排烟结束后进行安全检查和清除杂物，等到这些工作全部做完后就进行运输线和风水管线的延长。另外，要在进洞口的前10m的范围内做一些特殊处理，目的就是为了确保洞口岩石的稳定和完整，防止坍塌和发生意外。具体做法就是先钻小孔，然后用小剂量的炸药将洞口开炸，然后再一步一步慢慢循序渐进。通常一般采用光面爆破的方法开挖隧洞，径向的最大值不能超过规定的标准值，要在一定的安全值的范围内，周围岩石壁上的孔炮眼痕迹保留率是≥70%，同时均匀向着开挖轮廓线分布。 2 施工技术 2.1 测量放样

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（1）施测控制标准。洞口测量一般采用加密Ⅲ等光电测距导线进行控制，同时在隧洞的腰线部位和顶拱上放置三台激光导向仪，这些设备能够很好地实施监控测量，提高工作效率的同时又能保证隧洞开挖的安全。

（2）施测实施。现场实施测检，需要建筑单位和工程负责人同意协商，在现场进行考察后，在各个要点进行加密控制，同时采用远程控制和平面控制相结合大方法，形成一个三维立体的监控查看网点。每个控制点都建立一个观测墩，并利用电子经纬仪T2002进行角度观测，用DIOR3002S进行距离测量。要对洞内进行监控测量的话，我们一般采用往返观测，利用T2002+DIDR3002S进行角度的测量，用Ⅲ等光电测距三角高程进行水准测量，提高了测量的精确度。具体操作方法和过程要按照相关规定进行操作实施，在施工中也要保证与其他标段的测量保持联系，防止出现偏差和失误。 2.2 造孔

造孔采用YT-26型手风钻钻孔，全断面一次爆破成形，掏槽孔采用直线掏槽，掏槽孔孔深为2.5～2.7m，孔径为42mm；辅助孔孔深为2.2～2.5m，孔径为42mm；光爆孔沿周边布置，孔深2.2～2.5m，间距为0.55～0.60m，距最后一排辅助孔0.6m，具体爆破参数见隧洞开挖炮眼布置图，爆破参数将在施工中据不同地质情况不断进行优化。 2.3 装药

造孔合格后，人工装药，单耗药量为1.5kg/m3左右。掏槽孔采用Ф32mm硝铵药卷，单孔装药量为1.5～2.0kg；辅助孔也采用Ф32mm硝铵药卷，单孔装药量为1.5～2.0kg；光爆孔装Ф25mm光爆药卷，线装药密度△=250g/m。光面爆破参数根据前期试验及地质情况调整后投入生产。

2.4 连线、起爆

连线、起爆的过程需要谨慎，可以采用非电的网络控制起爆，所以就必须采取掏槽孔法进行起爆，因为掏槽孔就是非电的毫秒雷管进行直接控制起爆，速度快，同时又安全。起爆的程序必选严格按照合同规定或者先关要求进行，切不可忽略每个步骤，比如一般才去的程序是：掏槽孔→辅助孔→光爆孔。 2.5 出碴

洞内为出碴、砼运输及钢管安装施工方便，设轨道运输。岔管与平洞相交处作扩大开挖处理。洞身底部预留少量石碴，作为路基面，该部分石碴在隧洞衬砌或钢管安装前挖除。隧洞开挖石碴采用ZC-3型侧卸式装岩机装碴，ZL—40/750型电机车牵引V型矿车运输出碴，将石碴运至洞口厂房处倒碴，然后用ZL20装载机装4.5T自卸汽车转运到弃碴场。在弃碴场再用推土机进行整平并按环保要求堆放

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2.6 通风排烟除尘

本标隧洞单头掘进最长330m左右，为满足洞内人员每分钟最少提供3m3/人新鲜空气的要求，并使作业面具有较好的施工环境，洞内施工设备全部采用电动设备，并设置风机进行通风。通风机选用JK55—2NO4.5型，风筒直径600mm。 2.7 洞室支护

对于洞口围岩较破碎部位，可采用喷5～10cm厚砼的联合支护方法。如遇围岩稳定性较差地段，必须边开挖边支护，支护方案初步考虑采用砂浆锚杆喷砼支护。施工过程中，应认真搞好现场监控量测，根据围岩变形情况掌握好支护时机，及时调整支护方案或支护参数，必要时采取超前锚固等措施。 3 特殊地段的施工

特殊地段的施工就是在地形特殊或者地质不好的地段进行施工，这需要格外的小心和谨慎。一般施工时，遇到这种情况采取一边开挖一边支护的措施，这在工程中是种很常见的防护措施。对于支护的方法可以按实际情况而定。比如放慢开挖进度，加强钻孔密度或者用小剂量的药，又或者间隔用药起爆等，目的就是为了防护这些特殊点段的安全性，避免引发其他的地质事故或者突发状况。当我们一般采用的方法无法达到防护时，就要采取一些特殊手段，这些举措如下：

（1）采用小导洞超前探挖，掌握地质情况后，采取相应的施工方法，开挖应尽量减小振动，并保护周边完整，减少不必要的超挖。

（2）一般的节理发育地带采用喷砼或喷锚联合支护，在掌子面开挖后6个小时内实施封闭工作，形成初期支护。

（3）在遇到大的断层破碎带、含泥地带、渗漏严重地带、大构造带及开挖时围岩无自稳时间的地层，采用短进尺、弱爆破、强支护及快衬砌的施工方法，支护及衬砌紧跟作业面。钻孔孔深一般为1.0～1.5m，瞬时起爆药量控制在5.0kg以内。根据地质情况，必要时采用超前加固，如超前锚杆、超前管棚、超前灌浆等方法，掌子面打开后，立即用喷砼或锚喷法封闭。 4 结语

综上所述，文章对隧洞开挖的整个过程及技术要求等进行全方位的解读，也说明了支护措施对后期施工的安全的重要性。总之，隧洞开挖的技术和支护是每个施工工作人员都要注意的额问题之一，这关系到整个工程的安全和质量，具体的措施我们已在文章中有所说明，可以作为参考。工程建筑对社会的发展和进步有着巨大的作用，尤其是质量问题历来是国家个社会关注的重点，每年都会有因为质量问题引发的各种意外事故和刑事纠纷等，所以，施工过程中，

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要将这一问题重视起来，保证工程的质量，不仅仅是给本工程带来经济效益和社会效益，也是保证交通安全和施工安全的重要前提和基础。 参考文献

[1] 刘运微.隧道穿越断层破碎带施工关键技术研究[D].长安大学，2013（05）.