某工程隧洞采用铣挖机开挖施工方法

某工程隧洞采用铣挖机开挖施工方法

李洋

中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西西安 710000

摘要:引大济湟工程是以隧洞为主的引水工程，隧洞开挖进度是控制施工工期的瓶颈。通过阐述泥岩隧洞施工前期采用传统钻爆法进行开挖施工中出现的一些问题，从不同方面对传统钻爆法和铣挖机开挖法进行对比分析，决定将隧洞施工工艺由传统钻爆法调整为铣挖机开挖法，施工安全高效，可供类似工程参考。

关键词:隧洞;传统钻爆法;铣挖机开挖法

1工程概述

青海引大济湟工程在湟水一级支流大通河上游石头峡建库引水，经调水总干渠穿越大坂山入黑泉水库，解决湟水两岸山区和干流资源性缺水问题。西干渠总长122.61km，其中暗渠长13.84km；隧洞64座，总长80.40km；渡槽52座，总长12.45km；倒虹吸8座，总长15.93km。本标段总长26.9Km，隧洞15座（50#隧洞中部--64#隧洞），总长11.48Km；其中黏土岩及黄土段隧洞占12条。为提高施工效率通过对比筛选采用铣挖机开挖，大大的提高了工作效率和安全性。

2隧洞采用传统钻爆法施工存在的问题

围岩为古近系粘土岩、泥质砂岩、砂砾岩互层，泥质胶结，遇水易软化，易崩积，围岩类比为极不稳定的V类围岩。在采用传统钻爆法进行施工时，会存在以下问题。

1)进度问题

采用传统钻爆法施工，其工序循环时间过长，钻孔后需检查哑爆，以及对洞内有害气体有毒物质及粉尘等危害进行通风排尘。前期隧洞施工采用传统钻爆法施工，严重影响施工进度，可能会延误施工工期，开挖的月进度无法满足业主下达的月施工任务(120m/月)。

2)质量问题

由于该隧洞围岩属于粉砂质泥岩，遇水易泥化，因此掏槽孔作用极为不明显，并且在爆破时，其爆破效果差，会造成严重的超欠挖，欠挖部分需采用挖机及人工配合进行修整，超挖部分需增加喷射混凝土的使用量，有可能导致喷射混凝土厚度不均匀，影响隧洞开挖及一次支护的工程质量及施工速度，以致施工成本增加。

3)安全问题

该隧洞的施工区周边有村民居住，采用传统钻爆法进行施工，爆破所产生的地震波、冲击波，对隧洞围岩及周边房屋扰动较大，致使岩体结构松动、完整性降低，有可能导致隧洞塌方和房屋震裂。施工过程中有村民反映洞挖施工破坏民房，发生了相应纠纷及赔偿。钻爆施工产生的有害气体及灰尘，对施工作业人员的职业健康带来极大的危害。

4)经济问题

通过成本分析，采用传统钻爆法施工，导致施工成本呈现亏损状态，因此，急需寻找一种新的施工方法来完成业主所下达的月施工进度。

3铣挖机开挖施工方法

根据隧洞断面尺寸，选择AXW120A铣挖机结合农用出渣车进行掘进施工，开挖断面为三心圆形。根据总干渠主洞洞身的围岩情况和断面尺寸，为了保证安全和开挖轮廓线的平整，控制超挖，本标段采用全断面自下而上开挖，对隧洞掌子面核心岩体开挖完成后，对局部欠挖部分进行欠挖修整，隧洞直线段采用铣挖机跟红外线激光照准仪配套，转弯处采用全站仪跟踪放样，待开挖轮廓线形成后，及时进行初期支护，保证洞身开挖安全顺利实施。

3.1铣挖机开挖支护施工工艺

铣挖机开挖支护施工工艺流程见图7所示。

图1铣挖机开挖支护施工流程示意

3.2铣挖机开挖施工方法

1)施工准备:根据隧洞围岩情况进行机械开挖设计，并选取与隧洞石质情况相似的围岩进行开挖试验，从而最终选定铣挖机开挖方式。

2)测量画线:采用红外线激光对照仪确定方向以保证开挖线路准确，并采用全站仪进行复核和校正。

3)采用铣挖机自下而上、左右循环进行开挖，中间预留核心土，在开挖过程中铣挖机的电缆由1人专门负责以保证电缆不被机械压坏。渣料由铣挖机自身传送机运至尾部并卸入出渣车中。在施工的同时，进行隧洞通风以保证洞内空气流通并将铣挖机所产生的尾气排出至洞外。洞内安排值班人员专门负责施工各工序的衔接工作，最大限度的减少工序的衔接环节，加快进度。

4)测量放样:由测量人员进行放样检测隧洞轴线，提供工人拱架安装所需的点位。

5)开挖效果的检查:开挖完成后，铣挖机司机及施工技术人员及时到达现场检查开挖效果，内容包括:岩石变化情况，开挖进尺，断面超欠挖尺寸、岩块大小等，并据此及时改进开挖方法，并专门安排杂工对开挖面进行修整，使得开挖尺寸符合设计要求。

6)在开挖轮廓完成后对其进行初喷，再安装钢拱架、连接筋、网片等，然后再按设计要求对其进行喷砼支护。

3.3针对这类岩体的具体施工方面的应对措施

1)加强隧洞施工过程中的监控量测，地质较差地段可采取超前地质探孔的方式探明前方地质情况，为后续施工提供安全技术依据。2)隧洞地质条件较差时，可以采用双侧壁导坑法或留核心土开挖法。3)采取短进尺，轻扰动，早支护，紧喷锚的开挖支护方式，尽量减少对围岩的稳定破坏，同时尽早完成支护以抵抗围岩压力，保证围岩稳定。4)采用超前支护，在顶拱超前小导管(管棚)、超前锚杆等支护形式的保护下开挖。5)对具有湿陷性的黄土，应采取严密的防渗措施，同时对明挖项目应做好开挖范围外的截排水工作，对基坑后应做好引排水，防止水流下渗产生湿陷破坏。

4结语

综上所述，通过采用铣挖机进行泥岩隧洞洞挖施工效果来看，该法与传统钻爆法施工相比较，不仅解决了传统钻爆法施工进度缓慢且不稳定的难题，同时降低了工程投资，经济方面由亏转盈，在节约施工成本方面效果显著，还确保了工程的施工安全和工程质量。同时在本工程中铣挖机用于隧道的掘进，开挖过程中对地层扰动低、安全性高，黏土岩及黄土中，开挖量进尺达5m/天。开挖轮廓线清晰准确;可轻松解决隧道内欠挖修整、内表面凿槽及开挖边沟等问题。在拱架安装完成后因开挖轮廓线比较平滑，节省了喷护时间，节约了喷护料。在支护过程中铣挖机头安装防护棚极大地提高了支护过程中的安全性。

参考文献:

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