对隧道掘进施工技术的几点分析

前言：川渝地区天然气管网调整改造工程北外环集输气管道（三期）工程（龙岗¬——渡口河段）全长160km，设计山岭穿越隧道总共4座，最短隧道长度900米，最长隧道长度1500米。相比较而言，这些隧道断面小，坡度大，难于组织施工，下面以魏家山隧道为例浅谈小断面隧道的掘进施工技术。

一、工程概况

魏家山隧道位于四川省达州市通川区。隧道水平长度1206.6m，总长度1262.5m，其中IV级围岩1133.3米，V级围岩129.2米，采取“平巷-斜巷”形式。进口686.25米，为8.205%上坡，出口576.25米，为46.63%下坡。隧道断面净宽2.7m，净高2.7m（其中墙高1.5m，拱高1.2m）。

二、施工方案

根据本工程特点，安排两个隧道施工队由进出口端同时掘进，采用“两头相对掘进，隧道中部贯通，全断面开挖作业，初支紧跟，隧道贯通后再施工二衬”的总体施工方案。隧道进口平巷部分采用无轨运输方式，采用扒渣机装渣，机动车运输至指定弃渣场；出口斜巷部分采用有轨运输方式，采用小挖机装渣，利用卷扬机牵引矿车有轨运输至洞口，再通过装载机运至指定弃渣场。

三、主要机械设备配置 五、施工方法和工艺

1、隧道掘进施工工艺流程见图1。 2、文字说明。

⑴测量放样：进口掌子面采用全站仪每循环放样，将开挖轮廓线用红油漆标示出来，并根据爆破设计将炮眼孔位用红油漆点画出来。出口斜巷坡度大，每次采用全站仪放样时间长、效率低，所以洞口安装一台激光定向仪，激光点投射到掌子面，技术员根据图纸将开挖轮廓线用红油漆标示出来，并将炮眼位置点画出来。每20米用全站仪检查一次开挖断面、中线和标高，并经常检查激光定向仪是否有变动，确保激光投射准确固定。

⑵钻眼爆破

隧道断面小，采用全断面光面爆破开挖。采用人工钻眼，每班4名工人、3台风枪钻孔，严格按照设计爆破方案进行打眼装药爆破。

对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm～5cm以内。周边眼有准确的外插角（眼深2m时，外插角为3o），尽可能使两茬炮交界处台阶小于10cm。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。

装药前，必须用由小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑吹净。装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。起爆网络采用复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：电雷管脚线金属部分应刷净杂质，采用串并联方式：各炮眼雷管连接数量应尽显相同、电阻相等，引爆雷管应用黑胶布包扎。网络联好后，要有专人负责电阻导通检查。起爆网络不通或电阻差异太大，必须重新连接符合要求后，才能起爆。

⑶通风排烟

爆破过后立即打开通风机进行排烟，通风约30分钟后值班人员携带气体检测仪到隧道内进行有害气体检测，达到作业条件后安排出碴人员进入隧道内作业。

⑷出渣运输

出碴前先用小挖机对掌子面附近进行排险，将松动的石块撬落，排险完成后再组织出碴。

進口平巷采用扒渣机装碴，小农用车运碴，一次性将洞内弃碴运至指定弃碴场。

出口斜巷采用小挖机装碴，卷扬机提升矿车运碴至洞外碴场。 ⑸初期支护

根据设计图纸，V级围岩采用格栅钢架和锚网喷联合支护，IV级围岩采用锚喷支护，局部挂网。V级围岩较破碎，自稳能力差，每循环开挖后，初期支护及时跟进到掌子面；IV级围岩开挖后，围岩自稳能力相对好些，为加快施工进度，按掘进5～10米支护一次。

六、施工管理中的几个注意事项

1、要保持均衡生产，不可偏废。开挖和初期支护要基本同步跟进，不可为了赶进度忽略了及时进行初期支护，也不可为了抓进度忽略了控制超欠挖。

2、安全质量管理要严抓不松懈，要形成制度，专人负责。对于安全风险较高的如火工品管理、斜巷提升系统的管理等更要重点监管，只有在确保安全质量受控的前提下，通过优化施工方案和加强施工组织加快施工进度才是正确的做法。

3、加强超前地质预报和围岩量测，用以指导施工。超前地质预报包括掌子面前方围岩预探、地下水情况预探和瓦斯等有害气体探测等，根据超前地质预报的结果制定下步施工措施，防止盲目施工。根据围岩量测结果修定初期支护参数，确保隧道安全。

七、小结

魏家山隧道根据地质情况和施工条件制定了合理的施工方案，自进洞施工以来，安全质量受控，进度保持在合理的水平（平巷150～160米/月，斜巷80米～90米/月），基本实现了均衡生产，有序推进，创造了良好的经济效益和社会效益。

当然，该隧道施工也有不足之处，例如斜巷绞车提升系统选型与工程实际不很匹配，绞车提升系统施工能力远大于工程需求，造成了一定的浪费，在今后的类似工程中设备配置选型时需要仔细考虑计算，过大易造成浪费，偏小则施工能力不足甚至埋下安全隐患，只有搭配合理才能发挥最大的效益。