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摘要:某导流兼深孔泄洪洞宽×高为4.0×6.0m，开挖断面20.48m2；断面为城门洞形，顶拱半径2.267m，顶拱圆心角123.86°。
关键词:断面；隧洞开挖；技术；研究。
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、隧洞开挖施工技术概述
隧洞开挖的施工方法由岩体质量、洞室断面的大小等因素决定，不同围岩类别、断面大小的洞室开挖方法不一样。对于小断面围岩较好的情况，一般选用全断面开挖；对于中小断面围岩差的洞室，采用短台阶法开挖；大断面较好围岩长台阶，采用分层分部开挖；大断面较差围岩，采用超前导洞法或者留核心土法施工。对于不同围岩条件开挖，采用喷混凝土、挂网锚喷、超前锚固、管棚、钢支撑等措施进行加固围岩。
岩石走向、倾向、倾角“三要素”组成岩石产状。洞轴线与岩层走向的关系，是决定塌方部位的首要因素。围岩类别不同，自身承载时效也不同，超过自身承载时效就塌方，这是塌方发生的客观条件和规律。选用适宜的开挖方式与安全支护措施是确保安全、经济的关键。
二、工程概况
某水电站隧洞是以导流兼深孔泄洪为主的工程，全长475.72m，尺寸4.0×6.0m，顶拱半径2.267m，顶拱圆心角123.86°，开挖断面面积为20.48m2。洞身段由渐变段、A型断面、B型断面、B1型断面、C型断面、C1型断面段组成，其中，渐变段长10m，洞形由方型渐变为城门洞形，A型断面为城门洞形，长度为140m，B、B1型断面为城门洞形，长度为295.72m，C、C1型断面为城门洞型，长度为30m。洞顶上覆岩体厚17～90m，岩性为黑云母花岗岩，洞身段处于微风化～新鲜岩体内，岩体多呈块状构造，纵波波速4500～6000m/s，岩石中硬～坚硬，大部分岩体完整性较好，洞身段断裂构造不发育，节理裂隙局部较发育。该洞身段处于地下水位（基岩裂隙水）以下，局部地段沿断层及节理裂隙面有渗水现象，围岩局部稳定性差，需喷锚或挂网喷锚支护，洞室施工需考虑施工排水。
三、施工特点
3.1总体处理原则
断层为隧洞开挖过程中常遇见的一个问题，由于断层跨度较大，因此隧洞开挖时断层的处理方法，采用大管棚进行超前支护施工。具体根据实际开挖的围岩情况，及时对围岩较差的部位立即初喷5cm厚的C25钢纤维混凝土对开挖面进行封闭，加密I20工字钢钢支撑间距为30～50cm。系统锚杆加密，根据钢支撑间距进行布设，如果普通锚杆无法钻进立即换用自进式锚杆。
另一种方法为，遇到断层时立即对开挖面初喷5cm厚的C25钢纤维混凝土进行封闭，架设T字钢钢支撑间距为30～50mm，采用Φ42mm的小管棚进行超前支护，系统锚杆加密，根据钢支撑间距进行布设，如果普通锚杆无法钻进立即换用自进式锚杆。同时缩短开挖进尺至lm以内，加密周边孔，减小装药量，特别是减小单响药量。开挖完成及时进行支护。其它支护参数与原设计相同。
3.2施工特点
1、施工工艺较复杂，洞身段由渐变段、A型、B型、B1型、C型、C1型断面组成，各典型断面结构尺寸各不相同，给洞挖施工造成了一定的难度。
2、导流兼深孔泄洪洞尺寸较小（宽×高=4m×6m），不利于装渣设备掉头；
四、隧道开挖有关参数确定
4.1测量放样
采用全站仪测量出洞中心线和顶拱中心线、底板高程、掌子面桩号（每隔5m在隧洞内侧打一条桩号线）、设计轮廓线、轮廓控制点的方向线、两侧腰线或腰线平行线、并按钻爆图破设计要求在掌子面放出炮孔孔位。每个循环钻孔前进行设计规格线测量放样，并检查上一循环超欠挖情况，每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。
4.2隧洞爆破参数
4.2.1炮眼布置
采用YT -28手风钻造孔，炮眼直径42mm，周边孔间距0.45m，掏槽孔间距0.7m，辅助孔间距0.9m，钻孔深度2.0m，单循环进尺1.8m。
4.2.2钻孔
①由熟练的风钻手，严格按照掌子面标定的孔位进行钻孔作业。造孔前先根据拱顶中心线和两侧腰线调整钻杆方向和角度，经检查确认无误后方可开孔。
②各钻手分区分部位定人定位施钻，熟练的操作手负责掏槽孔和周边孔。钻孔过程中要保证各炮孔相互平行，掏槽孔和周边孔严格按照掌子面上所标孔位开孔施钻，崩落孔孔位偏差不得大于5cm，崩落孔和周边孔要求孔底落在同一平面上。
③预裂钻孔前先由测量人员按照设计图纸周边轮廓线，用油漆标识出孔位。钻机就位时，采用量角器对钻机垂度和钻孔角度进行校对，开孔后进行中间过程的深度和角度校对，以便及时纠正偏差，确保钻孔在同一个平面上。
④炮孔造完以后，由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查，对不符合要求的钻孔重新造孔。
4.3装药爆破
①装药采取人工装药的方式，自制台车配合。
②按照爆破设计要求提前进行光爆药卷的加工，各种规格药卷以及各种段别雷管的准备。
③炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；装药、堵塞、和引爆线路的联接，由专职炮工严格按监理工程师批准的钻爆设计进行施作。
④装药严格遵守安全爆破操作规程，装药前用风水冲洗钻孔，掏槽孔由熟练的炮工负责装药，爆破孔采取柱状连续装药，周边孔采取空气间隔装药，用胶布将小药卷绑扎于竹片上，导爆索串接。
⑤装药严格按照爆破设计图（爆破参数在实施过程中不断调整优化）进行，掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实，堵塞良好。
⑥药装完后，由炮工和值班技术员复核检查，确认无误后，撤离人员和设备并放好警戒，炮工负责引爆。
⑦炮响20分钟后炮工先进入洞内检查是否有瞎炮，若有则迅速排除，然后才能进入下一道工序。
4.4技术、质量、安全措施
4.4.1技术、质量措施
在施工隧洞开挖期间，要严格考察周围地理条件，并根据实际情况制定合理的方案，按照规范的技术进行开挖，洞室周边开挖均采用光面爆破技术，以形成光滑的最终开挖面，使开挖超挖量在允许范围之内，并达到最小的爆破应力和裂缝。除特别指明外，所有建基面的开挖均不允许有任何形式的欠挖。
4.4.2安全措施
安全施工是整個工程的重，在施工期间要严恪执行爆破安全技术措施，并在爆破作业时在周边设置爆破安全警戒线标志，做好人员、设备的撤离及防护工作，坚持每循环敲帮问顶，配合专门设备和专业撬工，搞好安全撬挖，不留任何隐患，以保证施工人员的安全。遇岩体裂隙发育及有断层等不利地质构造时，施工中应特别注意，要循序渐进，采取边开挖边支护，黝舌环进尺，加大钻孔密度，减小装药量等措施，有效地控制爆破对围岩的破坏作用，增加围岩的自稳能力。
4.4.3确保工期措施
科学合理地安排施工工序和施工进度，并在实施过程中遇到未知的因素及时调整进度计划；加强组织管理及协调工作；保证施工技术、人员、材料、物资、机械的供给；积极推广“四新”技术和建立竞争机制。我们对日完成进尺超过目标的班组予以奖励。对每循环的工作时间进行合理分析，进一步优化了施工进度计划，制定周节点目标并严格执行。
五、隧道出渣
5.1装渣和运输机械的选择
装渣机械的选择，主要根据每开挖循环需要出渣量、出渣时间和掘进断面的尺寸，一般情况，在每循环作业时间中，在没有喷锚支护作业时出渣时间不要超过50%，在有喷锚支护作业时出渣时间不要超过30%；根据每开挖循环的出渣量和要求出渣时间选择装渣机械的生产能力，根据掘进断面尺寸选择装渣机械的外形尺寸；小型隧洞的装渣机械，可根据选用的运输机械相适应的小型装岩机或扒渣机。
运输机械的选择，应根据隧洞的断面尺寸和长度以及废渣料场的距离等因素综合考虑，一般情况，对于中、小型隧洞应根据具体情况，可选甩洞内轨道运输或洞内装运机装运至洞口、再转由汽车运输的方法。汽车的车箱容积，一般为装渣机械斗容的3-5倍比较合适，但不宜选用汽油车进洞作业。轨道运输，是否采用机车牵引，应根据出渣任务和运距来确定，一般情况，每循环的出渣量小且运距较短时，多采用人力推斗车的方式，每循环出渣量较大且运距较远时，可选用牵引车。
5.2出渣时间的计算
首先计算每次爆破岩石量(自然方)，即设计开挖断面面积加估计超挖的断面面积，乘以每次爆破深度。然后用选择好的挖装机械的数量乘以其生产效率去除每次爆破的岩石量，即可得到出渣需要的时间。
考虑到本工程采取的是自卸车出转的方式，目前所使用的小型自卸车(农用车辆)无法满足。在车辆使用的2～3个月之后，车辆出现了故障。虽然针对故障作出了一定的调整与修理，但是也常常出现在工作时出现问题的局面，如果在洞内施工中出现了车胎损坏或者是车轴断裂的现象，就必须拖到洞外进行修理，如此就会影响到施工时间。
六、结语
对断层、不良地质开挖每道工序施工完成，经过检查合格后，才能进入下一道工序的施工。严格按照设计图纸及相关规范要求进行施工，确保施工安全。开挖后，在断层、不良地质段设置变形观测点，定期进行围岩变形观测，如发现异常情况及时上报相关单位及领导，以便研究确定处理方案，及时对变形部位进行处理，確保施工安全。严格按照批准的施工开挖程序和技术措施进行施工，及时对渗水打排水孔集中引排，防止出现透水暴涌事故。施工现场设专职的安全员，定期检查洞内施工现场危险源，危险点，做好安全防患和现场安全监督工作，并做好每天的巡查工作。
1、小断面隧洞爆破施工:小断面隧洞开挖爆破施工，因临空面相对较小，如控制不好，就会形成大面积的超欠挖或者是炮眼利用率低，单循环进尺短，直接影响到施工成本和经济效益应通过爆破试验，分围岩地质条件类别确定钻爆参数，并根据地质变化情况随时调整，以期达到最佳爆破效果。
2、小断面隧洞出渣:因受断面的限制，小断面隧洞出渣无法使用大型挖装机械，怎样将洞渣快速运出洞外是施工中的最大难题，并且直接影响到施工进度选择有效地的出渣设备和合适的出渣方法是关键。
3、小断面隧洞测量控制:对于弯道较多的隧洞，为保证开挖轴线和开挖尺寸，避免大的超欠挖现象出现，特别是有压钢管衬砌洞段，测量控制很关键，应及时复核纠偏必要时弯道段应缩减爆破进尺以保证轴线偏差符合规范要求并且开挖尺寸不小于设计轮廓线。
参考文献
[1]蔡葆廉，徐承祥，陈剑.水工长隧洞小断面开挖爆破施工技术[J].福建建筑，2010(03):37－38.
[2]吴智囊.增大小断面隧洞开挖单循环进尺探讨[J].水利科技，2012(02):43－44.
[3]赵志义，张银瑞.小断面隧洞软岩层施工钢木拱架管棚超前支护施工技术[J].农业科技与信息，2010(22):49－50.
[4]白学翠．水电站强岩溶深埋长大隧洞勘察与设计[J].中国水利水电出版社，2011，(12):89-91．
[5]李闵文，黄秋贺．水利工程隧洞开挖施工中的技术问题和对策[J].城市建设理论研究，2011，(10):102-105．
关键词:断面；隧洞开挖；技术；研究。
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、隧洞开挖施工技术概述
隧洞开挖的施工方法由岩体质量、洞室断面的大小等因素决定，不同围岩类别、断面大小的洞室开挖方法不一样。对于小断面围岩较好的情况，一般选用全断面开挖；对于中小断面围岩差的洞室，采用短台阶法开挖；大断面较好围岩长台阶，采用分层分部开挖；大断面较差围岩，采用超前导洞法或者留核心土法施工。对于不同围岩条件开挖，采用喷混凝土、挂网锚喷、超前锚固、管棚、钢支撑等措施进行加固围岩。
岩石走向、倾向、倾角“三要素”组成岩石产状。洞轴线与岩层走向的关系，是决定塌方部位的首要因素。围岩类别不同，自身承载时效也不同，超过自身承载时效就塌方，这是塌方发生的客观条件和规律。选用适宜的开挖方式与安全支护措施是确保安全、经济的关键。
二、工程概况
某水电站隧洞是以导流兼深孔泄洪为主的工程，全长475.72m，尺寸4.0×6.0m，顶拱半径2.267m，顶拱圆心角123.86°，开挖断面面积为20.48m2。洞身段由渐变段、A型断面、B型断面、B1型断面、C型断面、C1型断面段组成，其中，渐变段长10m，洞形由方型渐变为城门洞形，A型断面为城门洞形，长度为140m，B、B1型断面为城门洞形，长度为295.72m，C、C1型断面为城门洞型，长度为30m。洞顶上覆岩体厚17～90m，岩性为黑云母花岗岩，洞身段处于微风化～新鲜岩体内，岩体多呈块状构造，纵波波速4500～6000m/s，岩石中硬～坚硬，大部分岩体完整性较好，洞身段断裂构造不发育，节理裂隙局部较发育。该洞身段处于地下水位（基岩裂隙水）以下，局部地段沿断层及节理裂隙面有渗水现象，围岩局部稳定性差，需喷锚或挂网喷锚支护，洞室施工需考虑施工排水。
三、施工特点
3.1总体处理原则
断层为隧洞开挖过程中常遇见的一个问题，由于断层跨度较大，因此隧洞开挖时断层的处理方法，采用大管棚进行超前支护施工。具体根据实际开挖的围岩情况，及时对围岩较差的部位立即初喷5cm厚的C25钢纤维混凝土对开挖面进行封闭，加密I20工字钢钢支撑间距为30～50cm。系统锚杆加密，根据钢支撑间距进行布设，如果普通锚杆无法钻进立即换用自进式锚杆。
另一种方法为，遇到断层时立即对开挖面初喷5cm厚的C25钢纤维混凝土进行封闭，架设T字钢钢支撑间距为30～50mm，采用Φ42mm的小管棚进行超前支护，系统锚杆加密，根据钢支撑间距进行布设，如果普通锚杆无法钻进立即换用自进式锚杆。同时缩短开挖进尺至lm以内，加密周边孔，减小装药量，特别是减小单响药量。开挖完成及时进行支护。其它支护参数与原设计相同。
3.2施工特点
1、施工工艺较复杂，洞身段由渐变段、A型、B型、B1型、C型、C1型断面组成，各典型断面结构尺寸各不相同，给洞挖施工造成了一定的难度。
2、导流兼深孔泄洪洞尺寸较小（宽×高=4m×6m），不利于装渣设备掉头；
四、隧道开挖有关参数确定
4.1测量放样
采用全站仪测量出洞中心线和顶拱中心线、底板高程、掌子面桩号（每隔5m在隧洞内侧打一条桩号线）、设计轮廓线、轮廓控制点的方向线、两侧腰线或腰线平行线、并按钻爆图破设计要求在掌子面放出炮孔孔位。每个循环钻孔前进行设计规格线测量放样，并检查上一循环超欠挖情况，每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。
4.2隧洞爆破参数
4.2.1炮眼布置
采用YT -28手风钻造孔，炮眼直径42mm，周边孔间距0.45m，掏槽孔间距0.7m，辅助孔间距0.9m，钻孔深度2.0m，单循环进尺1.8m。
4.2.2钻孔
①由熟练的风钻手，严格按照掌子面标定的孔位进行钻孔作业。造孔前先根据拱顶中心线和两侧腰线调整钻杆方向和角度，经检查确认无误后方可开孔。
②各钻手分区分部位定人定位施钻，熟练的操作手负责掏槽孔和周边孔。钻孔过程中要保证各炮孔相互平行，掏槽孔和周边孔严格按照掌子面上所标孔位开孔施钻，崩落孔孔位偏差不得大于5cm，崩落孔和周边孔要求孔底落在同一平面上。
③预裂钻孔前先由测量人员按照设计图纸周边轮廓线，用油漆标识出孔位。钻机就位时，采用量角器对钻机垂度和钻孔角度进行校对，开孔后进行中间过程的深度和角度校对，以便及时纠正偏差，确保钻孔在同一个平面上。
④炮孔造完以后，由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查，对不符合要求的钻孔重新造孔。
4.3装药爆破
①装药采取人工装药的方式，自制台车配合。
②按照爆破设计要求提前进行光爆药卷的加工，各种规格药卷以及各种段别雷管的准备。
③炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；装药、堵塞、和引爆线路的联接，由专职炮工严格按监理工程师批准的钻爆设计进行施作。
④装药严格遵守安全爆破操作规程，装药前用风水冲洗钻孔，掏槽孔由熟练的炮工负责装药，爆破孔采取柱状连续装药，周边孔采取空气间隔装药，用胶布将小药卷绑扎于竹片上，导爆索串接。
⑤装药严格按照爆破设计图（爆破参数在实施过程中不断调整优化）进行，掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实，堵塞良好。
⑥药装完后，由炮工和值班技术员复核检查，确认无误后，撤离人员和设备并放好警戒，炮工负责引爆。
⑦炮响20分钟后炮工先进入洞内检查是否有瞎炮，若有则迅速排除，然后才能进入下一道工序。
4.4技术、质量、安全措施
4.4.1技术、质量措施
在施工隧洞开挖期间，要严格考察周围地理条件，并根据实际情况制定合理的方案，按照规范的技术进行开挖，洞室周边开挖均采用光面爆破技术，以形成光滑的最终开挖面，使开挖超挖量在允许范围之内，并达到最小的爆破应力和裂缝。除特别指明外，所有建基面的开挖均不允许有任何形式的欠挖。
4.4.2安全措施
安全施工是整個工程的重，在施工期间要严恪执行爆破安全技术措施，并在爆破作业时在周边设置爆破安全警戒线标志，做好人员、设备的撤离及防护工作，坚持每循环敲帮问顶，配合专门设备和专业撬工，搞好安全撬挖，不留任何隐患，以保证施工人员的安全。遇岩体裂隙发育及有断层等不利地质构造时，施工中应特别注意，要循序渐进，采取边开挖边支护，黝舌环进尺，加大钻孔密度，减小装药量等措施，有效地控制爆破对围岩的破坏作用，增加围岩的自稳能力。
4.4.3确保工期措施
科学合理地安排施工工序和施工进度，并在实施过程中遇到未知的因素及时调整进度计划；加强组织管理及协调工作；保证施工技术、人员、材料、物资、机械的供给；积极推广“四新”技术和建立竞争机制。我们对日完成进尺超过目标的班组予以奖励。对每循环的工作时间进行合理分析，进一步优化了施工进度计划，制定周节点目标并严格执行。
五、隧道出渣
5.1装渣和运输机械的选择
装渣机械的选择，主要根据每开挖循环需要出渣量、出渣时间和掘进断面的尺寸，一般情况，在每循环作业时间中，在没有喷锚支护作业时出渣时间不要超过50%，在有喷锚支护作业时出渣时间不要超过30%；根据每开挖循环的出渣量和要求出渣时间选择装渣机械的生产能力，根据掘进断面尺寸选择装渣机械的外形尺寸；小型隧洞的装渣机械，可根据选用的运输机械相适应的小型装岩机或扒渣机。
运输机械的选择，应根据隧洞的断面尺寸和长度以及废渣料场的距离等因素综合考虑，一般情况，对于中、小型隧洞应根据具体情况，可选甩洞内轨道运输或洞内装运机装运至洞口、再转由汽车运输的方法。汽车的车箱容积，一般为装渣机械斗容的3-5倍比较合适，但不宜选用汽油车进洞作业。轨道运输，是否采用机车牵引，应根据出渣任务和运距来确定，一般情况，每循环的出渣量小且运距较短时，多采用人力推斗车的方式，每循环出渣量较大且运距较远时，可选用牵引车。
5.2出渣时间的计算
首先计算每次爆破岩石量(自然方)，即设计开挖断面面积加估计超挖的断面面积，乘以每次爆破深度。然后用选择好的挖装机械的数量乘以其生产效率去除每次爆破的岩石量，即可得到出渣需要的时间。
考虑到本工程采取的是自卸车出转的方式，目前所使用的小型自卸车(农用车辆)无法满足。在车辆使用的2～3个月之后，车辆出现了故障。虽然针对故障作出了一定的调整与修理，但是也常常出现在工作时出现问题的局面，如果在洞内施工中出现了车胎损坏或者是车轴断裂的现象，就必须拖到洞外进行修理，如此就会影响到施工时间。
六、结语
对断层、不良地质开挖每道工序施工完成，经过检查合格后，才能进入下一道工序的施工。严格按照设计图纸及相关规范要求进行施工，确保施工安全。开挖后，在断层、不良地质段设置变形观测点，定期进行围岩变形观测，如发现异常情况及时上报相关单位及领导，以便研究确定处理方案，及时对变形部位进行处理，確保施工安全。严格按照批准的施工开挖程序和技术措施进行施工，及时对渗水打排水孔集中引排，防止出现透水暴涌事故。施工现场设专职的安全员，定期检查洞内施工现场危险源，危险点，做好安全防患和现场安全监督工作，并做好每天的巡查工作。
1、小断面隧洞爆破施工:小断面隧洞开挖爆破施工，因临空面相对较小，如控制不好，就会形成大面积的超欠挖或者是炮眼利用率低，单循环进尺短，直接影响到施工成本和经济效益应通过爆破试验，分围岩地质条件类别确定钻爆参数，并根据地质变化情况随时调整，以期达到最佳爆破效果。
2、小断面隧洞出渣:因受断面的限制，小断面隧洞出渣无法使用大型挖装机械，怎样将洞渣快速运出洞外是施工中的最大难题，并且直接影响到施工进度选择有效地的出渣设备和合适的出渣方法是关键。
3、小断面隧洞测量控制:对于弯道较多的隧洞，为保证开挖轴线和开挖尺寸，避免大的超欠挖现象出现，特别是有压钢管衬砌洞段，测量控制很关键，应及时复核纠偏必要时弯道段应缩减爆破进尺以保证轴线偏差符合规范要求并且开挖尺寸不小于设计轮廓线。
参考文献
[1]蔡葆廉，徐承祥，陈剑.水工长隧洞小断面开挖爆破施工技术[J].福建建筑，2010(03):37－38.
[2]吴智囊.增大小断面隧洞开挖单循环进尺探讨[J].水利科技，2012(02):43－44.
[3]赵志义，张银瑞.小断面隧洞软岩层施工钢木拱架管棚超前支护施工技术[J].农业科技与信息，2010(22):49－50.
[4]白学翠．水电站强岩溶深埋长大隧洞勘察与设计[J].中国水利水电出版社，2011，(12):89-91．
[5]李闵文，黄秋贺．水利工程隧洞开挖施工中的技术问题和对策[J].城市建设理论研究，2011，(10):102-105．