隧道全断面开挖施工

隧道 全断面开挖施工

全断面开挖 :隧道开挖时整个断面一次爆破成型的施工方法，适用于铁路客运专线隧道的 Ⅰ～Ⅱ级围岩地段，Ⅲ级围岩单、双线铁路隧道采取了有效的预加固措施后，可采用全断面开挖。开挖循环进尺应根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。

一、 作业内容

施工测量、钻爆设计、凿岩台车或开挖台架就位、钻孔、装药起爆、通风、出渣。

二、 工艺流程图

全断面开挖施工工艺流程框图及施工方法示意图见图 1。

三、 工序步骤及标准

(一)施工准备

编制施工工艺设计、工序质量控制设计和作业指导书；

按计划准备充足开挖、支护所使用的各项材料，使其满足施工要求。施工设备及各种机料具已准备就绪；

施工人员经过培训，均能满足现场施工要求；

(二) 超前地质预报

在施工过程中通过超前预报对地表及围岩变化情况进行监测，随时掌握动态情况，提前研究技术措施和施工方案。

隧道施工地质超前预报手段可采用常规地质分析法、超前水平钻孔法、反射波法等。地质分析法可对开挖作业面的地质情况进行准确判定，超前水平钻孔可预测前方 30m 的地质情况，地震波反射法可预测前方100~150m 的地质情况。

地质超前预报应做到准确及时，动态预报可能发生地质灾害的位置、性质，为验证和修改（变更）设计及调整施工方案提供依据。当地质条件和设计不符合时，应及时会同各方进行设计变更，以便修改支护参数或开挖方式，确保施工的安全。

(三)施工测量

测量技术人员利用洞内中线控制桩点，画出工作面开挖轮廓线，并标记出钻孔位置。

(四)凿岩台车（多功能台架）就位

根据工作面的开挖轮廓线把凿岩台车（多功能台架）开到指定位置，固定台车，并调整台车的高度，便于工作。

图 1 全断面开挖施工工艺流程框图及施工方法示意图

(五)爆破设计

循环进尺的确定

主要根据地质条件、进度安排等来考虑。根据实际情况一般选择 3~5m，在软弱岩层，经对地层处理后，一般宜选用 0.8~1.5m，并根据设计拱架间距选用。

(六)钻孔、装药。

根据爆破设计要求和工作面的钻孔位置，用凿岩台车（或人工利用风钻）进行钻孔，在钻进过程中要根据钻进速度、围岩软弱程度等，及时调整供风量和供水量。钻孔位置和角度要准确。炸药要采用低密度低爆速、低猛度的炸药，严格控制周边眼装药量，间隔装药。

药量宜沿钻孔全长适当分布。雷管采用毫秒雷管或等差雷管，一般周边眼采用导暴索起爆，以减小起爆时差。

(七)施工通风。

爆破后，进行施工通风。接通工作面照明灯具。

八、清理危石

九、初次喷射砼。

十、出渣运输。

使用大功率装载机装渣，大型自卸汽车运输。首先要保证工作面的照明，便于司机操作，同时也保证出渣机械处于良好的状态，装运能力大于开挖能力并有备用，运输道路平整通畅，在关键地段设车辆调度协调进出车辆，安全警示和标识要齐全。

十一、  监控量测可参考监控量测作业工艺。

十二、  十二、全断面开挖法施工控制要点如下：

全断面法开挖空间大，工序少，应采用大型配套机械化作业，各道工序尽可能平行交叉作业，

缩短循环时间。

全断面法开挖量大，爆破引起的震动较大，应按钻爆设计要求严格控制炮眼间距、深度和角度，钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。

当采用手持凿岩机凿孔时，周边眼及掏槽眼应定人定岗，同时应严格控制周边眼钻孔外插角。每一循环爆破后，应认真查看爆破效果，并根据超欠挖及炮眼痕留率不断优化钻爆参数 确定合理的循环进尺，一般宜 3.5m，确保两个循环的接茬位置平滑、圆顺。爆破后及时进行通风，通风时间不宜少于 30～40min，作业环境应达标。

每循环爆破后及时找顶，初期支护施作前应按要求进行地质素描。

有条件时可在隧道中下部位开挖约 3.5×3.5m，深不超过 6m 的超前导洞，与全断面同步开挖，以提高光爆效果、节约炸药。

开挖欠挖控制。当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部位（每 1m2不大于 0.1 m2）侵入衬砌必须小于 5cm。拱脚和墙脚以上 1m内断面严禁欠挖。

光面爆破钻眼前，应标出炮眼位置。掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为 5cm。周边眼的间距允许偏差为 5cm，外插角必须符合钻暴设计要求，眼底不得超出开挖断面轮廓线 15cm。

光面爆破效果控制。炮眼痕迹保存率，硬岩不得小于 80％，中硬岩不得小于 60％，并在开挖轮廓面上均匀分布。