浅析小断面隧洞开挖方式

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1、浅析小断面大湾隧洞施工方式【主要提要】宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程是将宁夏固原地区南部六盘山东麓雨量较多、水量相对较丰沛的泾河流域地表水，经拦截、调蓄，向北输送到固原中北部干旱缺水地区的区域性水资源优化配置工程。其中隧洞工程总长36.448km，最长大湾隧洞10577m，目前在我区水利工程输水隧洞中属于最长，无较成熟经验借鉴，本文就大湾隧洞施工方法进行论证。【关键词】隧洞、施工支洞、钻爆发一工程概况宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程布置隧洞10座，最短595m，最长10577m，总长364

2、48m。隧洞围岩以Ⅳ类为主，占隧洞总长的85.6%；Ⅴ类围岩占隧洞总长的14.4%。隧洞围岩总体较差，而且存在地下水，施工条件差。大湾隧洞施工是本工程的关键控制性工期，而且本工程隧洞为最小施工断面隧洞，无法进行大规模机械化施工，施工效率低，工期长。二施工支洞布置为了提高施工施工效率，对于长度超过4km的隧洞设施工支洞，支洞间距约为2km，断面采用城门洞型，支洞与主洞连接方式采用斜井方式，大湾隧洞共布设4条支洞。施工支洞洞口距主洞埋深≤60m时，采用坡比为1：7的平洞；主洞埋深>60m时，支洞采用坡比为1：4或1：5的斜

3、井。由于主洞断面小，无论是轨道交通还是农用三轮车，在主洞内都无法错车，如果单进单出，势必影响工作效率，需在主动设置会车道，会车道间隔为500m，会车道长度8m，前后通过5m长渐变段与主动相连。施工支洞施工特性见下表。施工支洞施工特性表隧洞名称（支洞编号）桩号支洞洞口高程(m)主洞洞底高程(m)支洞进口至主埋深(m)水平距离(m)坡度支洞长度(m)出渣型式斜段水平段总长6#大湾隧洞41+63519751887.4887.525001/543871509牵引式轨道1#支洞2#支洞43+53520501886.42163.5

4、86901/465456711牵引式轨道3#支洞45+60520001885.59114.416001/557240612牵引式轨道4#支洞47+98519501884.6465.363501/532730357牵引式轨道三进出口施工隧洞进、出口大都为第四系地层，结构松软，成洞条件差。参考区内外已建工程施工经验，采用明洞（加强段）进行特殊处理。施工时，要求开挖后立即进行初期衬砌的施工，然后进行洞脸和排水体的施工。洞脸开挖自上而下，同时做好排水和相应的坡面砌护工程。洞脸背部与明洞段顶部之间的空腔用砂壤土回填密实，压实后的

5、密实度≥0.95。由于洞脸多位于高边坡开挖，为防止滑坡，设置由堆石和土工布组成的排水体。四隧洞开挖隧洞围岩较差、断面较小，采用全断面光面爆破法施工。钻孔机械选用物手持或气功腿岩机，单钻凿孔，人工装药，电动起爆，径向超挖值和开挖岩面的起伏差按不超过15cm控制。对于长度大于4000m的隧洞，结合地形条件，布置支洞，双向掘进，增加工作面，提高施工效率。支洞坡度为1：4或1：5，坡度陡，农用三轮车无法出渣，出渣方法为在主洞内铺设0.6m宽矿车轨道，0.75m3曲轨侧卸式矿车由电瓶车牵引至支洞陡坡段，再由JTK-1.6型矿用提

6、升绞车提升至支洞洞口，最后用5t自卸卡车运至指定弃渣场堆放，施工支洞铺设两条0.6m宽双轨道，主洞内铺设一条0.6m宽双轨道。大湾隧洞长度超过10km，需在中间位置结合施工支洞布置一条永久检修支洞，其余支洞在隧洞施工完成后进行封堵。大湾隧洞3#支洞进行二次衬砌后做补气、检修之用，其余隧洞检修均在隧洞进出口设置检修孔。渣场一般在隧洞进出口或支洞口附近的洼地就近选择，对于涉及六盘山自然保护区实验区的，应选在保护区之外。渣场采用TY160推土机进行平整并设置干砌片石护脚，弃碴高度为3m。五隧洞衬砌隧洞衬砌包括初期支护和永久支

7、护。初期支护在隧洞断面开挖后紧接进行，要求紧跟隧洞开挖作业面，以使围岩不再进一步风化、松动、脱落、变形。隧洞开挖的初期支护主要根据围岩条件拟定。对于Ⅳ类围岩，隧洞进出口采取管棚支护，洞身段以喷锚支护为主，个别破碎段及软弱夹层段采取拱架支护；对于Ⅴ类围岩，采取管棚支护。1永久支护即为隧洞衬砌，采用C25预制钢筋混凝土拱片衬砌方式。拱片分为2片侧拱和1片底拱共3个拱片。拱片在规定预制场预制好后运至施工现场，待初期支护完成后紧跟掌子面进行拱片安装。根据隧洞布置情况，输水工程沿线共设5处预制场，六隧洞灌浆七施工排水根据地质资料

8、，隧洞施工过程中洞内集水主要是裂隙渗水，来自洞顶部和侧壁。可以结合临时支护，在顶部铺防雨布接水，并导向两侧，不至影响主要进出通道；然后分段设集水井抽排。所有污水经净化后再排入洞外溪沟。八辅助作业包括通风和施工用电。根据隧洞断面尺寸、长度和以往的经验，经计算，通风机选用SFD-Ⅰ-NO.10型隧道风机，风筒直径1.0m，通风方式采用