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摘 要：针对地下洞室薄壁扩挖施工技术问题，在新疆国投科克塔斯水库导流洞工程改建段扩挖施工过程中，对其常规施工方法、工艺进行了大胆优化、归纳总结，提出了地下洞室薄壁扩挖施工新方法，确保了导流洞改建段扩挖成功实施，对以后类似工程施工有一定的借鉴作用。
关键词：地下洞室；薄壁；扩挖；方法
一、概述
新疆国投科克塔斯水库位于伊宁市北部的匹里青河出山口水文站上游0.5km处，水库距伊宁市约30km，距国投伊犁电厂3.2km，水库是以工业和城镇生活供水、灌溉兼顾防洪和发电等综合利用的水利枢纽工程。枢纽主要建筑物由混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电洞、灌溉洞及电站厂房等建筑物组成。
为了满足国投科克塔斯水库主体工程需要，原右岸导流洞导0+337.00～导0+518.00段改建成泄洪排沙洞，需要对原导流洞进行二次扩挖。导流洞改建段扩挖长度181m，顶拱扩挖厚度由1.05m渐变至1.596m，边墙扩挖厚度为0.07m～0.23m不等，其中扩挖厚度0.07m～0.15m长15m，厚度0.15m～0.23m长166m。
导流洞改建段主要位于弱风化卸荷玄武岩体内，局部为微风化～新鲜玄武岩，属Ⅲ～Ⅱ类围岩。改建段断面较小，全部采用机械扩挖，效率较低，进度较慢，成本较高。根据改建段实际围岩情况并通过生产性试验，首次提出了地下洞室薄壁扩挖施工新方法，确保了导流洞改建段扩挖成功实施。
二、方法特点
（一）地下薄壁开挖施工方法，降低洞室扩挖难度，优化施工工序，节约施工成本投入，增加经济效益，更重要是加快了施工进度。
（二）采用地下洞室薄壁扩挖方法，一方面解决机械施工难以正常发挥效率的难题，另一方面可以沿轴线方向多开工作面进行一次爆除作业，解决施工机械长时间在洞室内作业产生废气难以及时排出对施工人员职业健康造成伤害问题。
（三）采用薄壁扩挖新方法，施工期间采用简易台架，爆破后采用集中出渣，减少了扩挖施工对洞室交通的影响。
三、适用范围
本方法适用于Ⅰ～Ⅳ类围岩、开挖断面小、施工机械难以施展的地下洞室薄壁扩挖施工。
四、工艺原理
薄壁扩挖施工是在地下洞室常规开挖方法的基础上，对工艺进行优化、调整。沿洞轴线方向分两到三个工作面，对扩挖厚度0.15以下直接采用破碎锤及风镐进行，厚度在0.15以上采用人工打纵向水平光爆孔或钻径向潜孔（带5°俯角）进行爆破，钻孔设备为YT-28手风钻。水平孔单循环进尺为1m，孔间距为20cm，装药量按100g/m控制。垂直边墙浅孔孔深超出设计边线5～10cm，超深部分装柔性材料，孔间距按20cm，梅花状布置，单孔药量为0.06kg。钻孔孔径为42mm，炸药全部采用2#岩石乳化炸药，采用非电管和导爆索传爆，电雷管起爆。
五、施工工艺流程及操作要点
（一）薄壁扩挖工艺流程
（二）操作要点
1、破碎锤扩挖
导流洞顶部扩挖（按常规方法）完成后，进行两侧边墙扩挖。扩挖前根据洞室断面大小及工作面实际情况选择合适的施工机械。扩挖施工中尽量调整施工机械和工作面间的角度，以充分发挥机械施工的效率。
2、采用纵向水平孔及径向垂直浅孔施工
对扩挖厚度0.15以下直接采用破碎锤及风镐进行，厚度在0.15以上采用人工打纵向水平光爆孔或钻径向潜孔（带5°俯角）进行爆破，钻孔设备为YT-28手风钻。水平孔单循环进尺为1m，孔间距为20cm，装药量按100g/m控制。垂直边墙浅孔孔深超出设计边线5～10cm，超深部分装柔性材料，孔间距按20cm，梅花状布置，单孔药量为0.06kg。钻孔孔径为42mm，炸药全部采用2#岩石乳化炸药，采用非电管和导爆索传爆，电雷管起爆。出渣采用装载机端渣出洞后装车运输至指定渣场。薄壁爆破装药参数见表5-1。
六、资源配置
（一）机械设备配置见表6-1
（二）劳动力配置见表6-2
七、质量控制及保证措施
1、严格按设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。
2、开挖前认真做好爆破方案设计，做好光面爆破参数设计，选择和确定合理的爆破参数，获得比较满意的爆破面和形成光滑的最终开挖断面，使在最小开挖线外的超挖量最小。
3、采用先进的测量控制手段，每次爆破后均进行开挖掘进细部放样，掌子面上用红油漆画出开挖轮廓线，并标定顶拱中心线和两侧腰线。
4、开挖中及时测绘开挖断面，进行测量导线复测，每循环进行测量放样时，均对上一循环开挖断面进行规格检查，并将超欠挖情况及时通知钻孔人员，以便对钻孔角度进行调整，减小超挖，对欠挖的部位及时进行处理，确保隧洞的开挖尺寸和规格满足设计要求。
5、在开挖过程中，根据岩石变化情况，经监理工程师批准后及时修正爆破参数，以便尽量减少超挖和不欠挖。在不良地质洞挖段的开挖严格控制爆破参数，采用小药量爆破。
6、钻孔严格按照设计钻爆图施工，各钻手分区、分部位定人定位施钻，每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。周边孔偏差不大于5cm/m，爆破孔偏差不大于10cm，以减少超挖和减轻对围岩的破坏。
7、对全部施工过程，进行严格的全面质量管理，质检部门随时对洞内的施工质量进行检查，杜绝质量事故的发生。
八、安全管理及保证措施
1、特殊地质条件的导流洞石方开挖必须针对不同的岩石结构和地质构造，分别采取措施，分段施工。必要时可用超前钻孔，在探明了地质实际状况后，并拟定了支护、掘进方案后，再行开挖。
2、对新开挖的岩面及时加强支护和快速喷护，增加围岩强度。
3、加强施工期观测，在断层附近，埋设收敛计并准确记录。及时预报围岩变形情况，做到心中有数，对采取防范措施提供可靠的数据。
4、在围岩类别差的地段施工时，除了正常施工方案外，还必须有应急预案，项目部领导专人负责，组成专门班子，备足备好物资、器材和设备。遇到紧急情况，立即启动应急方案。
5、严格遵守爆破制度，并在爆破范围内设立爆破警戒线和安全岗，确保设备和人员安全。
6、参与爆破人员必须持证上岗，并严格按照操作规程进行操作。
7、严格按照规范要求管好爆破器材，爆破材料不得在工地随意堆放。
8、工地设备及设施要加强现场防火。
9、做好安全用电，防止漏电伤人。
10、做好洞内通风和排水工作。
11、做好洞内有毒有害和易燃易爆气体的安全监测和预报，预防瓦斯爆炸和岩爆等不安全事故发生。
九、结束语
采用地下洞室薄壁扩挖方法，一方面解决机械施工难以正常发挥效率的难题，另一方面可以沿轴线方向多开工作面进行一次爆除作业，解决施工机械长时间在洞室内作业产生废气难以及时排出对施工人员职业健康造成伤害问题。同时降低洞室扩挖难度，优化施工工序，加快了施工进度，节约施工成本投入，增加经济效益。地下洞室薄壁扩挖法，在水利水电工程施工方面很少应用，对国内其它地下洞室开挖施工具有借鉴和推广意义，尤其对于小断面洞室扩挖，可普遍推广。
关键词：地下洞室；薄壁；扩挖；方法
一、概述
新疆国投科克塔斯水库位于伊宁市北部的匹里青河出山口水文站上游0.5km处，水库距伊宁市约30km，距国投伊犁电厂3.2km，水库是以工业和城镇生活供水、灌溉兼顾防洪和发电等综合利用的水利枢纽工程。枢纽主要建筑物由混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电洞、灌溉洞及电站厂房等建筑物组成。
为了满足国投科克塔斯水库主体工程需要，原右岸导流洞导0+337.00～导0+518.00段改建成泄洪排沙洞，需要对原导流洞进行二次扩挖。导流洞改建段扩挖长度181m，顶拱扩挖厚度由1.05m渐变至1.596m，边墙扩挖厚度为0.07m～0.23m不等，其中扩挖厚度0.07m～0.15m长15m，厚度0.15m～0.23m长166m。
导流洞改建段主要位于弱风化卸荷玄武岩体内，局部为微风化～新鲜玄武岩，属Ⅲ～Ⅱ类围岩。改建段断面较小，全部采用机械扩挖，效率较低，进度较慢，成本较高。根据改建段实际围岩情况并通过生产性试验，首次提出了地下洞室薄壁扩挖施工新方法，确保了导流洞改建段扩挖成功实施。
二、方法特点
（一）地下薄壁开挖施工方法，降低洞室扩挖难度，优化施工工序，节约施工成本投入，增加经济效益，更重要是加快了施工进度。
（二）采用地下洞室薄壁扩挖方法，一方面解决机械施工难以正常发挥效率的难题，另一方面可以沿轴线方向多开工作面进行一次爆除作业，解决施工机械长时间在洞室内作业产生废气难以及时排出对施工人员职业健康造成伤害问题。
（三）采用薄壁扩挖新方法，施工期间采用简易台架，爆破后采用集中出渣，减少了扩挖施工对洞室交通的影响。
三、适用范围
本方法适用于Ⅰ～Ⅳ类围岩、开挖断面小、施工机械难以施展的地下洞室薄壁扩挖施工。
四、工艺原理
薄壁扩挖施工是在地下洞室常规开挖方法的基础上，对工艺进行优化、调整。沿洞轴线方向分两到三个工作面，对扩挖厚度0.15以下直接采用破碎锤及风镐进行，厚度在0.15以上采用人工打纵向水平光爆孔或钻径向潜孔（带5°俯角）进行爆破，钻孔设备为YT-28手风钻。水平孔单循环进尺为1m，孔间距为20cm，装药量按100g/m控制。垂直边墙浅孔孔深超出设计边线5～10cm，超深部分装柔性材料，孔间距按20cm，梅花状布置，单孔药量为0.06kg。钻孔孔径为42mm，炸药全部采用2#岩石乳化炸药，采用非电管和导爆索传爆，电雷管起爆。
五、施工工艺流程及操作要点
（一）薄壁扩挖工艺流程
（二）操作要点
1、破碎锤扩挖
导流洞顶部扩挖（按常规方法）完成后，进行两侧边墙扩挖。扩挖前根据洞室断面大小及工作面实际情况选择合适的施工机械。扩挖施工中尽量调整施工机械和工作面间的角度，以充分发挥机械施工的效率。
2、采用纵向水平孔及径向垂直浅孔施工
对扩挖厚度0.15以下直接采用破碎锤及风镐进行，厚度在0.15以上采用人工打纵向水平光爆孔或钻径向潜孔（带5°俯角）进行爆破，钻孔设备为YT-28手风钻。水平孔单循环进尺为1m，孔间距为20cm，装药量按100g/m控制。垂直边墙浅孔孔深超出设计边线5～10cm，超深部分装柔性材料，孔间距按20cm，梅花状布置，单孔药量为0.06kg。钻孔孔径为42mm，炸药全部采用2#岩石乳化炸药，采用非电管和导爆索传爆，电雷管起爆。出渣采用装载机端渣出洞后装车运输至指定渣场。薄壁爆破装药参数见表5-1。
六、资源配置
（一）机械设备配置见表6-1
（二）劳动力配置见表6-2
七、质量控制及保证措施
1、严格按设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。
2、开挖前认真做好爆破方案设计，做好光面爆破参数设计，选择和确定合理的爆破参数，获得比较满意的爆破面和形成光滑的最终开挖断面，使在最小开挖线外的超挖量最小。
3、采用先进的测量控制手段，每次爆破后均进行开挖掘进细部放样，掌子面上用红油漆画出开挖轮廓线，并标定顶拱中心线和两侧腰线。
4、开挖中及时测绘开挖断面，进行测量导线复测，每循环进行测量放样时，均对上一循环开挖断面进行规格检查，并将超欠挖情况及时通知钻孔人员，以便对钻孔角度进行调整，减小超挖，对欠挖的部位及时进行处理，确保隧洞的开挖尺寸和规格满足设计要求。
5、在开挖过程中，根据岩石变化情况，经监理工程师批准后及时修正爆破参数，以便尽量减少超挖和不欠挖。在不良地质洞挖段的开挖严格控制爆破参数，采用小药量爆破。
6、钻孔严格按照设计钻爆图施工，各钻手分区、分部位定人定位施钻，每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。周边孔偏差不大于5cm/m，爆破孔偏差不大于10cm，以减少超挖和减轻对围岩的破坏。
7、对全部施工过程，进行严格的全面质量管理，质检部门随时对洞内的施工质量进行检查，杜绝质量事故的发生。
八、安全管理及保证措施
1、特殊地质条件的导流洞石方开挖必须针对不同的岩石结构和地质构造，分别采取措施，分段施工。必要时可用超前钻孔，在探明了地质实际状况后，并拟定了支护、掘进方案后，再行开挖。
2、对新开挖的岩面及时加强支护和快速喷护，增加围岩强度。
3、加强施工期观测，在断层附近，埋设收敛计并准确记录。及时预报围岩变形情况，做到心中有数，对采取防范措施提供可靠的数据。
4、在围岩类别差的地段施工时，除了正常施工方案外，还必须有应急预案，项目部领导专人负责，组成专门班子，备足备好物资、器材和设备。遇到紧急情况，立即启动应急方案。
5、严格遵守爆破制度，并在爆破范围内设立爆破警戒线和安全岗，确保设备和人员安全。
6、参与爆破人员必须持证上岗，并严格按照操作规程进行操作。
7、严格按照规范要求管好爆破器材，爆破材料不得在工地随意堆放。
8、工地设备及设施要加强现场防火。
9、做好安全用电，防止漏电伤人。
10、做好洞内通风和排水工作。
11、做好洞内有毒有害和易燃易爆气体的安全监测和预报，预防瓦斯爆炸和岩爆等不安全事故发生。
九、结束语
采用地下洞室薄壁扩挖方法，一方面解决机械施工难以正常发挥效率的难题，另一方面可以沿轴线方向多开工作面进行一次爆除作业，解决施工机械长时间在洞室内作业产生废气难以及时排出对施工人员职业健康造成伤害问题。同时降低洞室扩挖难度，优化施工工序，加快了施工进度，节约施工成本投入，增加经济效益。地下洞室薄壁扩挖法，在水利水电工程施工方面很少应用，对国内其它地下洞室开挖施工具有借鉴和推广意义，尤其对于小断面洞室扩挖，可普遍推广。