隧道銑挖法施工技術(shù)

高偉強(qiáng)

【摘 要】ABH隧洞出口項目D段公路隧道位于新疆維吾爾自治區(qū)博爾塔拉蒙古族自治州精河縣境內(nèi)，主要承擔(dān)艾比湖流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程輸水隧洞工程出口端施工對外交通運輸任務(wù)，ABH隧洞出口D段公路隧道段原設(shè)計為路基挖方，因挖方后邊坡高度較高，為保證行車安全，此段設(shè)計變更為隧道。因此段隧道原為路基挖方段，巖質(zhì)較軟，為保證施工質(zhì)量、確保施工安全、加快施工進(jìn)度，決定D段公路隧道進(jìn)口采用銑挖法施工，出口采用新奧法施工。銑挖法所需施工人員較少，且因隧道地質(zhì)為軟質(zhì)圍巖，用銑挖法施工時進(jìn)度較快，而且銑挖法可控制好開挖面精度，解決隧道超欠挖問題。本文主要介紹了隧道銑挖法的施工技術(shù)，并對其施工過程進(jìn)行了詳細(xì)解釋。

【關(guān)鍵詞】銑挖法施工技術(shù)

一、工程概況

ABH隧洞出口項目D段公路隧道位于新疆維吾爾自治區(qū)博爾塔拉蒙古族自治州精河縣境內(nèi)，隧道全長322米，圍巖等級全部為Ⅴ級圍巖。隧道所在區(qū)域出露基巖主要為第三系（N2）砂質(zhì)粘土巖，表層全風(fēng)化，不規(guī)則分布有小型落水洞，局部有角礫巖，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，堅硬。ABH隧洞出口D段公路隧道段原設(shè)計為路基挖方，因挖方后邊坡高度較高，為保證行車安全，此段設(shè)計變更為隧道。為確保艾比湖流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程輸水隧洞工程出口端TBM按期進(jìn)場，隧道施工同時從進(jìn)口、出口進(jìn)行施工。進(jìn)口采用銑挖法施工，出口采用新奧法施工。

二、銑挖法施工的選擇

ABH隧洞出口D段公路隧道進(jìn)口圍巖自穩(wěn)性差，因圍巖風(fēng)化嚴(yán)重，碎塊掉落，容易發(fā)生安全隱患，所以為確保施工質(zhì)量、保證施工安全、提高施工進(jìn)度，減少施工過程中對圍巖的破壞，經(jīng)過各種方案比對后，決定采用銑挖法施工，銑挖機(jī)選用橫向銑挖機(jī)。通過橫向銑挖機(jī)的頭部鉆頭強(qiáng)有力的、快速轉(zhuǎn)動的性能銑挖隧道掌子面圍巖，因是機(jī)械操作，按照測量放線的隧道輪廓線可以精準(zhǔn)控制開挖，既可減少隧道超欠挖問題，又減少了因爆破作業(yè)帶來的對圍巖的影響，而且不用工人打風(fēng)槍鉆眼，降低了施工勞動強(qiáng)度，提高了施工安全性。

三、銑挖法施工機(jī)械人員的選擇

銑挖法的核心施工機(jī)械為銑挖機(jī)，銑挖機(jī)可安裝在任意型號的液壓挖掘機(jī)上，可以有效代替挖掘機(jī)的其他常規(guī)配置。銑挖機(jī)主要分為橫向和縱向兩種， 可分別裝配在液壓挖掘機(jī)上使用。

ABH隧洞出口D段公路隧道為單洞雙線隧道，根據(jù)隧道斷面大小、隧道圍巖情況及出渣距離等，選用了橫向銑挖機(jī)安裝在了日立360挖掘機(jī)上。銑挖機(jī)利用挖掘機(jī)的軸承和銷子進(jìn)行連接。

因采用銑挖法施工，隧道開挖過程中不需要風(fēng)槍工及爆破工，僅需指揮人員1名，安全員1名，挖掘機(jī)司機(jī)2人，自卸車司機(jī)2人，裝載機(jī)司機(jī)1人，總共7人。相較于新奧法施工節(jié)省了大量人員投入。

四、銑挖法施工步驟

1.施工工藝。施工準(zhǔn)備（校核中腰線、標(biāo)定輪廓線）→銑挖→洞內(nèi)出渣→初期支護(hù)→（下一個循環(huán)）

2.放樣布點。開挖前用全站儀、鋼卷尺等準(zhǔn)確繪出開挖輪廓線，控制好開挖精度。

3.開挖。本隧道進(jìn)口使用銑挖法預(yù)留核心土法進(jìn)行的施工，這樣可以確保隧道圍巖的穩(wěn)定，有助于隧道的下一步施工。銑挖機(jī)在開挖時需要先圍繞預(yù)留核心土周邊進(jìn)行開挖，然后向四周擴(kuò)散開挖，開挖時銑挖機(jī)要從下往上施工。在開挖的過程中，可能會存在部分位置銑挖機(jī)開挖不到位的情況，這時，可預(yù)留一小部分采用風(fēng)鎬或單鉤挖掘機(jī)進(jìn)行鑿除，確保初期支護(hù)位置不受影響。

4.出渣作業(yè)。銑挖機(jī)作業(yè)時，大量隧道棄渣堆積在掌子面，會影響到銑挖機(jī)的施工。這時，需要銑挖機(jī)后退到安全位置，由裝載機(jī)配合自卸車進(jìn)行出渣作業(yè)。出渣后，再由銑挖機(jī)上前進(jìn)行開挖施工。

5.支護(hù)。銑挖法施工位置圍巖巖質(zhì)較軟，圍巖穩(wěn)定性差，因此需要及早施做支護(hù)系統(tǒng)。開挖完成后要對開挖部位進(jìn)行初次噴射混凝土封閉，然后及時施工拱架、錨桿、鋼筋網(wǎng)片等，最后進(jìn)行二次噴射混凝土，徹底封閉開挖段圍巖。

五、銑挖法施工特點

1.銑挖法應(yīng)用廣泛。銑挖法可在風(fēng)化巖、砂質(zhì)粘土巖、凝灰質(zhì)砂巖等軟弱圍巖隧道使用，開挖速度可達(dá)25～40m3/h（不同圍巖開挖速度會有不同）。銑挖法還可以銑挖不含鋼筋或者鋼筋含量較少的混凝土，將銑挖機(jī)裝在300噸挖掘機(jī)上的時候，可以很容易的銑挖鋼筋混凝土（鋼筋直徑30mm以下）。

2.噪音低、振動小。銑挖機(jī)施工時靜音效果相對較好，可在某些對施工噪音限制的地方如醫(yī)院、學(xué)校、居民聚居區(qū)等代替爆破施工，滿足施工周邊環(huán)境要求，不因施工造成噪音污染。

3.銑挖機(jī)精確施工。銑挖機(jī)可以根據(jù)測量放線的隧道輪廓線精準(zhǔn)控制開挖，解決開挖過程中經(jīng)常遇見的超欠挖問題，既避免了因超欠挖引起的返工問題，又減少了因超欠挖引發(fā)的成本增加的問題。

4.提高了施工安全性。在隧道開挖過程中，用銑挖機(jī)取代了人工打風(fēng)槍，放炸藥爆破的過程。減少了掌子面施工人數(shù)，避免了因使用炸藥造成的炸藥領(lǐng)用、炸藥保存、炸藥運輸、炸藥使用等各個環(huán)節(jié)有可能造成安全事故，極大了提高了隧道施工的安全。

5.銑挖機(jī)的便利性。銑挖機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以安裝在所有液壓挖掘機(jī)上。

6.節(jié)約成本。使用銑挖法施工可以減少隧道開挖的施工人員，節(jié)約施工人工成本，又免除了購買炸藥、保存炸藥、運輸炸藥的施工成本，銑挖機(jī)只用安裝在一臺自有或租賃的挖掘機(jī)上即可使用，因此會節(jié)約施工單位的施工成本。

六、結(jié)束語

文章介紹了ABH隧洞出口項目D段公路隧道進(jìn)口的銑挖法施工工藝，簡述了隧道銑挖法施工步驟及機(jī)械人員配置，并對銑挖法的應(yīng)用范圍及施工特點進(jìn)行了描述。如何根據(jù)隧道圍巖情況選擇正確的開挖方法和合理的施工工藝對隧道施工起到至關(guān)重要的作用，銑挖法的施工可以保證施工質(zhì)量，提高施工進(jìn)度，保障施工安全，對隧道工程的順利展開能夠起到積極的推動作用。選定銑挖法施工后，需根據(jù)隧道圍巖及斷面大小選擇正確的銑挖機(jī)械，可確保隧道銑挖法的順利實施，滿足隧道施工需求。

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