小斷面長隧洞工程研究

1、<p>　　小斷面長隧洞工程研究</p><p>　　摘要：水電工程中部分排水隧洞、水利工程中灌溉項目及城市隧洞因其斷面小、洞身長,不利于平行施工和大型機械作業(yè),本文針對小斷面長隧洞工程施工中的難題提出了切實可行的施工技術(shù)方案。為提高小斷面隧洞的施工效率,減少人為因素,真正做到流水作業(yè),取得最佳的經(jīng)濟效益,有較好的借鑒作用。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：隧洞；斷面?。欢瓷黹L；施

2、工 </p><p>　　中圖分類號：TV543文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　引言：小斷面隧洞施工具有作業(yè)面難以全面展開，不能實現(xiàn)專業(yè)化隊伍連續(xù)施工，機具、設(shè)備不能充分利用，單位時間內(nèi)投入成本高而回報小等難點，而隧道施工時卻可以通過采用不同的施工方案、施工方法、機械設(shè)備和不同的施工順序來充分利用現(xiàn)有工作面來展開各工序的全面施工，進而縮短施工工期，因此，對于小斷面長隧洞工程研究十分

3、必要。 </p><p>　　1、小斷面長隧洞的特點 </p><p>　　1.1開挖的斷面通常較小，圓形、城門洞型和馬蹄型的斷面較多，尤其實圓形的斷面最多； </p><p>　　1.2支護類分錨噴支護、砼全襯、不襯段幾種綜合使用，尤其是襯砌段基本為不連續(xù)段，段數(shù)多，段長短； </p><p>　　1.3不襯段和錨噴段用抹底砼； </

4、p><p>　　1.4工作面小，通常不易采用平行作業(yè)。 </p><p>　　2、開挖的方法和設(shè)備的選擇 </p><p>　　國內(nèi)目前仍然以鉆爆的方法為主，鑿巖臺架、YT27、28型氣腿式風(fēng)鉆(多臂液壓鑿巖臺車應(yīng)該是發(fā)展方向)+人工操作鉆孔爆破+粉乳炸藥或乳化炸藥+非電導(dǎo)爆管系統(tǒng)起爆。一般采用全斷面開挖法、超前導(dǎo)洞預(yù)留光爆層法二種。 </p><p

5、>　　全斷面開挖的底部成型控制較好，特別是圓形開挖斷面，底腳超挖較少；另外光爆孔較短，整體超欠挖控制較好；施工組織較簡單的優(yōu)點。缺點是炸藥單耗相對較高，對圍巖破壞相對較大，周邊孔半孔率較低；在堅硬巖石段或軟弱復(fù)雜地質(zhì)段，造成的不來炮或爆破效果較差時，相對成本較高。建議：采用預(yù)留光爆層法，施工關(guān)鍵是控制光爆層開挖的鉆孔精度和底角的超挖控制。 </p><p>　　2.1開挖出渣是保證開挖進度的關(guān)鍵工作，正確選

6、擇至關(guān)重要，目前較多采用的方法有兩種： </p><p>　　1）對于隧洞斷面稍大、洞身距離較短的隧道多采用小型裝載機裝渣配小型自卸車運渣至洞外；該方法簡單、靈活方便，通過合理安排可以與其他工序交叉作業(yè)，有效提高工程效率，但不適宜斷面較小、洞身距離較長的隧道； </p><p>　　2）對于隧洞斷面較小、洞身距離較長的隧道多采用扒渣機裝渣配有軌電車運渣至洞外；這種方法對于提高開挖進度有著顯

7、著的效果； </p><p>　　3）與隧洞其他工序交叉作業(yè)時，也可考慮采用扒渣機裝渣配小型自卸車運渣，但必須加強洞內(nèi)通風(fēng)排煙。 </p><p>　　3、支護方法的選擇和比較 </p><p>　　水電隧洞的初期以及永久支護通常采用錨噴網(wǎng)復(fù)合支護、噴素砼支護、噴加鋼纖維砼支護這幾個方法，施工的主要難點是噴砼支護，噴砼支護分濕噴法和干噴法二種。 </p>

8、<p>　　濕噴法有以下幾個優(yōu)點：噴射的均質(zhì)性好，有助于讓質(zhì)量得到保證，能夠排除粉塵污染的環(huán)境，回彈率較低。缺點有施工現(xiàn)場的速凝劑霧狀散發(fā)于空氣中對空氣污染較大，對于拌和的質(zhì)量要求較高，對于砼運輸時的塌落度要求高，維護的成本較高，對于工人的操作水平要求也很高。 </p><p>　　干噴法的工藝較簡單，設(shè)備的投入小，維護的費用較低，移動很方便。輸送距離較長的優(yōu)點。缺點則是回彈率較高。對材料的消耗較大

9、；并且因為粗集料的損失大，改變了設(shè)計配合比，影響了強度；作業(yè)面粉塵大，環(huán)境差，嚴(yán)重地影響工人的身體健康。 </p><p><b>　　建議： </b></p><p>　　條件具備的前提下，要盡量選擇濕噴工藝。使用潮噴法施工的時候，應(yīng)盡量用高效并且低塵的噴射機，戴防塵帽和口罩，加強通風(fēng)防塵工作，增加料管的長度，嚴(yán)格地控制風(fēng)壓與最佳的傳送距離。 </p>

10、<p>　　不論采用哪種工藝，均按分段分部位、先邊墻后頂拱順序進行，邊墻的噴射順序為自下而上，頂拱的噴射順序為由拱腳自拱頂。 </p><p>　　噴射噴頭應(yīng)離工作面約1m左右、噴頭盡量與巖面垂直，作業(yè)時按順時針旋轉(zhuǎn)，風(fēng)壓應(yīng)以0．3一O．4mpa為宜。 </p><p>　　4、襯砌施工方案的選擇和優(yōu)缺點 </p><p><b>　　4.1施

11、工的順序 </b></p><p>　　砼施工過程主要有底板砼和全襯段砼二個部分，加噴砼支護，后期的施工較開挖時組織要復(fù)雜，因為作業(yè)斷面、距離的限制，通常無法進行平行作業(yè)，特別是用有軌運輸?shù)臅r候更是這樣，所以對后期的砼施工的順序選擇特別的重要。 </p><p>　　第一種是先噴錨，它的優(yōu)點是施工組織簡單，缺點是底板砼和噴砼的結(jié)合差，甚至于需要修補，而且在用有軌運輸?shù)臅r候軌道鋪

12、拆的工作量很大，后期對于軌道的維護以及設(shè)備的維護水平要求也很高。 </p><p>　　第二種為先由內(nèi)向外清底板，再由內(nèi)向外噴射砼最后進行澆筑砼。它的優(yōu)點是噴砼和底板的結(jié)合較好，運輸?shù)男屎芨?。缺點是后期對回彈料的清理和維護的費用較高，會破壞已經(jīng)完工的抹底砼面。 </p><p>　　第三種是砼量較少，先進行噴砼施工，接下來是底板和全襯砌砼，同由內(nèi)向外施工。主要的優(yōu)點是工作面由內(nèi)向外一次性

13、推進，后期的清理費用較低。缺點是砼施工組織較復(fù)雜，搬運砼模板和臺車工作量大，不是很方便，窩工較大，對工人的砼施工綜合水平的要求較高。 </p><p>　　建議：從施工的質(zhì)量上考慮，第二個方案最好，確保了噴砼和底板面之間的結(jié)合。但因為噴砼的工藝達(dá)不到要求，致使回彈料過大，清理的費用過高，在有壓隧洞特別是水頭較高的有壓隧洞應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇該種模式，同時還要改進噴砼的工藝，來使回彈減少。第一種因為組織工藝簡單。有廣泛的適

14、用性，在噴砼工作結(jié)束之后風(fēng)管即可以拆除，通常選擇較多，但必須要將噴砼和底板砼之間結(jié)合處處理好。對少量砼襯砌且段數(shù)不多的可以采用第三種方法。 </p><p>　　4.2砼全襯砌模架的選擇 </p><p>　　通常有組合式的簡易鋼模臺車和液壓整體式鋼模臺車二種。組合式的簡易鋼模強臺車加工組裝簡單，移動方便，但是外觀質(zhì)量相對較差，盡管可采用定型鋼模板但是板縫較大，安裝的人工費高。液壓整體式鋼

15、模臺車如增梁式具有砼成型好、立模簡單的優(yōu)點，但是成本高，移動不太方便，不夠靈活，特別是轉(zhuǎn)彎段的施工和移動很不方便。 </p><p>　　建議：對襯砌的工程量較大，建議采用液壓整體式鋼模臺車，盡管前期的制作費用較高，但是在施工過程中可節(jié)約大量的人工費，并且立模的施工簡單，削減專業(yè)的木工人數(shù)，有助于組織施工。對于只存在很少的襯砌的工作建議使用組合式簡易鋼模臺車。 </p><p><b

16、>　　4.3砼施工工藝 </b></p><p>　　有軌運輸具有二種配套。一種是洞外自動稱量強制式拌和機拌濕料+洞內(nèi)有軌砼罐車運輸+工作面砼輸送泵，泵送入倉。優(yōu)點是容易使質(zhì)量得到保證，若發(fā)生運輸?shù)裙收希捃噧?nèi)砼若發(fā)生初凝，處理起來很困難，若在運輸過程實現(xiàn)砼罐轉(zhuǎn)動，費用與技術(shù)難度都非常大。第二種是洞外自動稱量強制式拌和機拌干料+梭式礦車運輸+洞內(nèi)攪拌水二次攪拌+工作面砼輸送泵，泵送入倉。它的優(yōu)點

17、是施工組織較簡單，不需要再單獨地加工專用有軌運輸砼罐車，施工的成本較低。 </p><p>　　無軌運輸由洞外自動稱量強制式拌和機拌濕料+洞內(nèi)內(nèi)燃砼罐車運輸或自卸車運輸+工作面砼輸送泵，泵送入倉。它的施工組織較簡單，運輸能夠得到保證，砼施工的質(zhì)量容易得到控制。它的缺點則是運輸車輛尾氣對空氣的污染較大。 </p><p>　　建議：運輸是有軌運輸?shù)亩N配套的關(guān)鍵，運輸?shù)恼ｊP(guān)系著砼的質(zhì)量，二

18、種工藝都較為成熟。而無軌運輸更可以得到保證，特別是開挖的斷面如果能夠達(dá)到現(xiàn)有制式砼罐車使用的要求，可以使施工的工效得到大大的提高，保證砼的質(zhì)量。 </p><p><b>　　5、其他 </b></p><p>　　對于隧洞開挖、支護、砼襯砌工作同步進行的工程對施工現(xiàn)場組織、程序安排的合理性要求就比較高；例如：砼襯砌施工時先施工側(cè)墻再頂拱最后施工底板，按這樣的施工程序

19、不僅可以減少砼襯砌施工對開挖的影響，還保證了底板砼的質(zhì)量，避免砼修補；開挖面爆破完后暫不出渣，立即進行支護工作，減少了工序轉(zhuǎn)換次數(shù)，明顯節(jié)約了時間、提高工作效率； </p><p>　　總之各個工程有其自身的特點，環(huán)境地質(zhì)條件、資源配置、施工程序各有不同，重點是工程的前期要進行詳細(xì)的施工策劃，充分考慮工程的各項因素，要有計劃性、組織性、預(yù)見性。 </p><p><b>　　6、

20、結(jié)語 </b></p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，中小斷面長隧洞得到越來越廣泛的運用，其施工工藝日臻成熟。施工時關(guān)鍵是根據(jù)實際施工條件，靈活組織配套施工方案，選擇最優(yōu)的方案對加俠施工進度，降低施工成本具有重要的意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]李思亞,陳俊;收斂量測在小斷面軟

21、弱圍巖坑道中的應(yīng)用[J];探礦工程(巖土鉆掘工程);1986年02期 </p><p>　　[2]世界最高隧道施工取得重大進展[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2002年05期 </p><p>　　[3]天國,高鋒,萬勤;目標(biāo)直奔魯班獎——中鐵十七局集團第四工程公司渝懷鐵路18標(biāo)干溪溝隧道施工創(chuàng)優(yōu)紀(jì)實[J];建筑;2003年03期 </p><p>　　[4]呂傳田,李