普通机械化配套隧道大断面施工技术
为工程背景，根据该隧道围岩特点，配备相应的机械设备及作业人员，采用全断面爆破施工方法并 及时进行支护，监测结果显示围岩变形较小，基本处于稳定状态，该技术可供类似工程借鉴。【关键词】隧道普通机械化大断面开挖支护【中图分类号】U455.41P 【文献标志码】B0.引言随着我国高速铁路的发展，如何快速、安全、 有效地提高施工进度，加快施工生产，确保施工工
验等相关事宜的通知》（武九工函［2017］295号）文 件及《大断面隧道安全快速标准化修建技术研究
试验段预设计方案图》（第四版），在巴东隧道进口 实行普通机械化配置大断面施工工法试验，供大
期，根据《武九客专湖北公司关于明确隧道工程普 通型机械化配套工区进行全断面开挖工法现场试
家参考2」。［作者简介］曹振兴（1975-）,男，湖南新化人，大学本科，高级工程师，研究方向：隧道工程。滑坡体监测时间间隔
时间表1生的运动位移。地表位移观测/d深部位移观测/d通过对从开挖进洞至顺利穿越滑坡体这一期 间各监测点监测数据分析，采取本方案不仅保障了 隧道进洞安全，更加有效地抑制了滑坡体的位移, 对滑坡体的治理效果较为明显，能够充分保证滑坡 体的稳定。滑坡体监测数据曲线图如图4（本图仅
开挖
暴雨期及 雨后数天内正常观测前三个月后三个月11时间开挖
3710303710完成后为JC6点位移变化图，其余各监测点与其变化基本 一致，故不一一列出）。竣工两年内EUI
30^、«辰
♦ ! ♦ !
十・■・■■•■・4.结束语隧道洞口穿越滑坡体施工时，若冒然进洞，有 极大的安全风险。在右嘴头隧道施工中，采取先治 理滑坡再进洞的方案，通过在坡脚设置抗滑桩提高
■—累积位移•-当前位移■w誌％;w忿餡應総%I
I — 'I I. I. 1.1. 1.1.了滑坡体的稳定性，避免了因施工扰动可能引起的 滑坡体位移。再通过施作大管棚，在隧道上部形成
观测日期图4滑坡体位移监测曲线一层高强度的超前支护，然后开挖进洞，顺利穿越 了滑坡体,充分保证了隧道进洞安全。测数据，确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发
（本文收稿:2019-05-27）33consTRUCTion safety1.工程概况巴东隧道进口承担正洞2 098 m,隧道进口里
程D1K600+302,施工终止里程D8K602+400。巴东
隧道设计纵坡为-30%。的单面下坡；DK600+302~
DK601 +143.2 913位于半径R=6 000 m的右偏曲 线上，其余地段均为直线。大断面工法施工起点里
程为 DK600+780。设计为主要以W级围岩为主，主要为粉质砂岩
夹泥岩，岩质较硬。砂岩多呈灰色，细粒结构；泥岩
呈紫红色，含钙质，抗风化能力弱。3.施工准备3.1 机械准备机械设备配置见表lo机械设备配置表
表1序号设备机具名称数量型号1简易全断面开挖台车1台自制2风钻24台YT283出磴车8台20 m34空压机5台20 m3 -5装载机2台LG5606挖掘机2台PC2207电焊机4台8注浆设备1套SNS-130/209双臂凿岩机（锚杆施工）1台10湿喷机2台阿力瓦11通风机1台2x110 kW12计量设备一套13辅助施工机械若干3.2 人员准备人员淮备见表2。3.3 开挖根据现场实际围岩情况，开挖进尺选择每循环
3 m。钻爆设计参数如表3所示。掏槽眼长度比辅助眼深0.5~0.8m。周边眼间
距0.45 m,因本隧道围岩具有一定的韧性，因此线 装药集中度q为取0.15-0.25 kg/m。炮眼设计见大断
面开挖炮眼设计图、钻爆参数表（表4、图1、图2）。根据前段时间总结，进尺较为合理，光爆效果 明显，平均炮眼残存率80%以上，如图3所示。342019年第40期隧道施.工安全巴东隧道进口工区作业面人员配置 表2序号工班名称人数担负主要施工内容1管理人员16负责各工序的协调及管理2掘进工班28钻眼、装药、爆破等3支护工班22管棚、小导管、锚杆、钢筋网、钢
架安设，喷射混凝土作业等4衬砌工班45防水层、钢筋安装、衬砌、附属 工程等5运输工班14出琰、运输、调度、维修、保养等6综合保障
6风、水、电及其设备维修、保养， 工班道路养护合计人数131全断面（不含仰拱）爆破参数（单循环进尺：3m）表3炮眼装药量序 炮眼炮眼 雷管 炮眼 号分类数
段数深度 每孔药
每孔装 合计 /个/段/cm卷量 药量
药量
/卷/kg/kg1161350142.844.82掏槽眼123350132.631.23105350122.4244压顶眼117320102225辅助眼1249320102486内圈眼341132081.654.47周边眼741332040.859.28底板眼1213320122.428.89合计193312.4注：爆破设计为D级。全断面（不含仰拱）光面爆破主要经济技术指标表4序号台阶名称项目单位数量1开挖断面积/m2131.42预计每循环进尺/m3.03每循环爆破石方/m3394.24炮眼总数/个1935全断面钻孔总长度/m6296雷管用量/发1937炸药用量/kg312.48比钻眼数/(个 5-2)1.479比装药量/(kg-m-3)0.79consTRucTion safety图1全断面（不含仰拱）钻爆设计（单位：cm）图3光爆效果图3.4支护3.4.1超前支护设计超前支护措施,<#>42 mm小导管超前支护，
壁厚3.5 mm,长度为4.5 m,拱部144。布设，环向间 距0.5 m,40根/环，预留搭接长度1.5 m,钻注浆孔，
孔径6~8 mm,孔间距20-30 cm,呈梅花型布置，尾 部留不小于100 cm的不钻孔止浆段，注浆采用
M10砂浆，注浆压力0.5-1.0 MPa。3.4.2初期支护设计初期支护参数:在拱部144。范围设置3.5 m
2019年第10期隧道旋工安全的YE锚杆，长度3.5 m,边墙采用普通砂浆锚杆，
长度3.5 m,间距纵X环=1.2 mxl.2 m。每1 m YE锚 杆12.71根，砂浆锚杆6.3根。钢架间距1 m/棉。锁
脚采用22 mm锚杆，长度4 m,每棉设置8根。钢 筋网采用 混凝土采用C25,厚度为25 cm,采用湿喷工艺。3.5 工序总结根据现场施工经验，全断面开挖进尺3 m每循 环，总循环施工用时约27 h。3.5.1开挖全断面开挖（不含仰拱）的开挖面积为131.4 n?, 施工人数28人，开钻24把，周边眼间距45 cm,钻 孔深度320 cm,掏槽眼深度350 cm,采用楔形掏 槽，共计钻孔约193个（周边眼局部采取短眼），共 计装药量月312 kg,比钻眼数约1.47个/rrf,比装 药量0.79 kg/m3,多循环平均用时约4.5 h （含测 量）。3.5.2 出磴全断面开挖进尺3 m,计算得出断面实方392.4 n?,运距约4.5 kmo配置出磴车8台，装载机 2台，挖机1台，多循环平均用时约6.5 ho3.5.3 锚杆全断面进尺3 m,设计锚杆拱部YE锚杆39 根,边墙砂浆锚杆19根，锚杆长3.5 m,钻孔深度约3.6 m。采用双臂凿岩机钻孔，安装及注浆施工人数 为6人，多循环平均用时约4.5 h。3.5.4立架一次立架3棉，间距为1 m/棉，挂设06.5 mm 钢筋网，施工人数为22人，架立钢架3棉，打设超 前 取湿喷工艺，现场实际喷射方量约40 n?,采用双机 同时喷射多循环平均用时约5.5 h。3.5.6回弹料清理包含回弹料清理，断面找顶，挖机1台，用时约1 ho3.6监控量测3.6.1常规监控量测35COnSTRUCTiOn SAFETYjt纥玄公 2019年第10期隧道旌工安全全隧采用全断面监控方案，W围岩每断面布置 行作业，安全方面可靠性要高。测点5个，拱顶下沉、净空变化的监控量测，拱顶下 沉测点和净空变化测点布置在同一断面上，10 m 每组。根据前期现场测量结果,最大沉降量为3.02 cm, 3.7.3安全步距根据监控量测数据分析，在离掌子面距离73 m 的时候，围岩稳定性较好，建议IV围岩仰拱安全布 局控制在60 mo根据全断面施工经验比较，非大型机械普通作 最大收敛为2.97 cm,最大沉降速率3.34mm/d,收 敛收率速度3.65 mm/d,最大沉降及收敛速率均在 业面采用全断面施工较台阶法施工优点显著。初支成型后第一天及第二天。4. 注意事项3.6.2应力应变量测应力应变量测目前安装两个断面，分别位于 (1) 全断面施工作业面较高，台车需要加工稳 固及做好临边防护。DK600+780及DK600+830处，最后测量距离掌子 面距离为73 m,根据数据统计分析，检测结果围岩 整体变形较小，基本处于稳定状态。与常规监控量 (2) 全断面施工爆破作业面大，要注意掏槽眼 打设角度及深度。(3) -次性爆破作业用药量较大，注意规范火 工品使用。测结果相吻合(图4、图5)。0.00002r0.000015 •0.00001 •0.000005 •♦左边墻 (4) 喷射混凝土作业时候由于断面较高，注意 拱顶位置的喷射混凝土平整度控制。.左拱■腰 +拱顶右拱腰 ， ，r—1■；一 ：—:---： ,°0)2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24一右拱嶠 ♦仰拱右 -0.00001+仰拱 -0.000015•仰拱左-0.00002 -时间/d图4 DK600+780围岩初支接触压力5. 结束语普通机械配套大断面施工能够加快施工生产、 确保施工工期，快速、安全、有效地提高施工进度, 合理组织施工安排，各个工序有序开展，节约资源 的同时，能够快速形成有效支护，避免二次爆破对 周边围岩、支护的扰动。0.0000015&殳、卡田諛匣 0.000001-亠左边墙-左拱腰0.00000050,- 1 …If\"°・拱顶右拱腰4右拱墙参考文献：[1] 杨占卿.大断面岩巷机械化配套快速施工 技术的研究与应用[J].煤矿机械,2018,39(09)： -5E-07•仰拱右-0.000001-1.5E-06L 时间/dV亠仰拱亠仰拱左134—136.[2] 宁文光，黄明利，朱孝笑.浅埋暗挖大断面 隧道开挖支护机械化配套施工技术U1•市政技术, 图5 DK600+830围岩初支接触压力2016,34(03):94-96.3.7 工法优势[3] 王明明.大断面隧道机械化配套快速施工 技术[C]//中国煤炭学会煤炭建设与岩土工程专业 委员会.矿山建设工程技术新进展——2008全国矿 山建设学术会议文集(下).中国煤炭学会煤炭建设 3.7.1开挖工法比较根据开挖效果及比钻眼和比装药结果分析, 全断面施工无论在钻眼个数及炸药用量方面均有 优势，相对于台阶法施工工作面形成单一作业模 与岩土工程专业委员会：中国煤炭学会,2008 = 7.式，在施工人数及施工环境占有较大优势，经济效 果明显。[4] 李有兵.长大隧道机械化配套安全快速施 工技术[J].现代隧道技术,2012,49(05):110-116.3.7.2循环进尺已阶法每循环进尺为2 m,全断面每循环进尺 [5] 刘进军.高速铁路长大隧道施工机械配套 技术研究[D].成都：西南交通大学,2012.3 m,因全断面作业形式单一，不存在机械及人工平 (本文收稿：2019-03-07)36 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容平均用时约5 ho3.5.5喷射混凝土采取C25喷射混凝土，厚度不小于25 cm,采