論隧洞貫通的施工安全技術(shù)

摘? ? 要：隧洞施工貫通時出現(xiàn)對接偏差，發(fā)生安全事故的機率較大，風險較高。掌握隧洞貫通的施工安全技術(shù)、監(jiān)控量測手段，對積累隧洞施工經(jīng)驗、減少安全事故的發(fā)生有重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：隧洞貫通;監(jiān)控量測;超前支護;爆破安全;技術(shù)交底

1? 引言

隧洞貫通時的施工安全技術(shù)要求較高，往往由于施工單位在貫通施工時技術(shù)交底不到位，測量誤差大，風險評估不準，準備工作不到位而造成隧洞對接偏差大、安全事故多等等問題。本文將結(jié)合工程實踐對隧洞貫通的施工安全技術(shù)進行分析。

2? 工程概況

某礦山尾礦庫工程截排洪系統(tǒng)主隧洞全長2375m，主隧洞采用圓拱直墻式斷面，凈斷面尺寸為底寬4.5m×高5.0m，開挖毛斷面尺寸為寬6.2m×高6.7m，采用型鋼拱架+錨噴聯(lián)合初期支護、現(xiàn)澆C25砼二次襯砌的組合式支護方式。由于該隧洞較長，工期緊，在隧洞中部K1+065樁號處設一措施洞，形成四個作業(yè)面面掘進，將形成兩個隧洞貫通點，初步選定為樁號K0+700及K2+000。

3? 貫通點地質(zhì)條件分析

樁號K0+700處為V1類圍巖，隧洞埋深40米左右，圍巖以第四系更新統(tǒng)一冰期冰磧及冰水沉積為含塊石為主，局部少量塊石，地下水以孔隙潛水為主，富水較差，洞身開挖后呈雨滴狀從塊石及含塊石砂質(zhì)粉土中滲出，圍巖極不穩(wěn)定，不能自穩(wěn)，變形破壞嚴重，容易出現(xiàn)大面積塌方現(xiàn)象。

樁號K2+000處為V2類圍巖，隧洞埋深119m左右，圍巖以震旦系下統(tǒng)蘇雄組強風化碎裂巖化凝灰?guī)r為主，局部為斷層碎粒巖，灰紫色，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂面粗糙，巖體破碎～極破碎，呈碎裂狀結(jié)構(gòu);地下水以基巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水為主，富水性好，洞身開挖后呈雨滴狀或線狀流水從裂隙中滲出，開挖至斷層破碎帶附近時會出現(xiàn)突然涌水、突泥，且水壓高、水量大;圍巖不能自穩(wěn)，變形破壞十分嚴重，局部出現(xiàn)冒頂、塌方現(xiàn)象。

通過兩處貫通點的地質(zhì)狀況分析，兩處貫通點的地質(zhì)條件都不是很好，V類圍巖，圍巖不穩(wěn)定、有裂隙水、易塌方等，故該隧洞的貫通施工安全技術(shù)措施顯得更加重要。

4? 貫通總體方案

（1）貫通施工堅持“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測”的原則。

（2）貫通選擇單方向進行，在該隧洞上游與下游貫通距離剩余20m時，主隧洞上游掘進工作面必須停止作業(yè)。

（3）貫通應小斷面進行，在距離貫通5m時應采用鉆桿在隧道中部探穿，探穿后及時調(diào)整炮眼布置，采用小導洞貫通，小導洞的半徑控制在1.0m，待貫通后擴刷至設計斷面。

5? 貫通前的施工測量控制和變形監(jiān)控量測

（1）在貫通距離50m時，由施工單位測量隊對洞口進行導線和水準復測，滿足四等導線和四等水準的精度要求。在嚴格控制洞外平面控制測量精度的前提下，洞內(nèi)平面控制測量對于隧洞的順利貫通起決定性作用。隧洞內(nèi)高程控制測量可采用光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量，能較好的提高工作效率。

（2）隧洞貫通前應加密布置變形監(jiān)控量測點，間隔5m布置一處凈空變化、拱頂下沉觀測樁，每天進行監(jiān)控量測。

①水平收斂。在確定量測的斷面開挖支護后2小時內(nèi)，在隧道各臺階分界面以上1.5m位置各埋設1組測樁，并進行初始讀數(shù)。量測方法采用全站儀無接觸量測。②拱頂下沉。在確定量測的斷面開挖支護后2小時內(nèi)，在隧道拱頂部位埋設1個測樁，并進行初始讀數(shù)。量測方法采用全站儀無接觸量測。③量測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋。每次量測后應及時進行數(shù)據(jù)整理，并報項目總工程師審核，預測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。當拱頂下沉、水平收斂速率達5mm/d或位移累計達100mm時，應暫停掘進并分析原因，根據(jù)具體情況及時采取加厚噴層、加密或加強超前支護、增加鋼架等加固措施。

6? 隧洞貫通的施工安全技術(shù)

隧洞貫通前應派專業(yè)技術(shù)人員對貫通點上下游的圍巖變化、涌水量情況進行收集、整理、對比，判斷是否會有斷層、空洞等不利地質(zhì)狀況，是否采取加密、加強初期支護等方案保證順利貫通。

6.1? 超前小導管施工安全技術(shù)

貫通段拱部135°范圍內(nèi)采用Φ42注漿小導管超前支護，環(huán)向間距25cm，長4.5m，每3榀鋼架設置一個循環(huán)。小導管注漿材料為水泥漿液，水泥漿液水灰比：1：1（重量比），注漿壓力0.5MPa～1.0MPa。注漿前先噴射混凝土厚度5m～10cm封閉掌子面，以防工作面坍塌，注漿由下至上順序進行，注漿量達到設計注漿量或注漿壓力達到設計終壓（1.5MPa）時方可結(jié)束注漿。注漿后要將注漿孔堵塞密實，漿液強度達70%以上，或4小時后方可進行開挖面工作。

6.2? 開挖施工安全技術(shù)

貫通前5m范圍開挖嚴格按照每循環(huán)開挖長度不大于1榀鋼架間距，采用弱爆破機械輔助開挖方式，減少對圍巖擾動，接近外輪廓的部分采用人工開挖修整。對于不能直接使用弱爆破或機械開挖的部分，人工使用風鎬鑿除。嚴格控制超欠挖，開挖結(jié)束后應立即進行初期支護。

6.3? 鋼拱架施工安全技術(shù)

鋼拱架加工試拼合格，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗認可后方可用于施工。鋼拱架的架設在隧道初噴混凝土后進行，必須垂直于隧道中線，鋼架之間用縱向鋼筋貫通聯(lián)接，使各榀鋼架連接成整體共同受力，縱向連接鋼筋按環(huán)向間距1.0m設置。為保證鋼架置于穩(wěn)定的地基上，鋼架兩側(cè)底角設置縱向貫通的20a槽鋼，間隙必須用噴射混凝土噴填。鋼架架設后要盡快噴射混凝土將鋼架全部覆蓋，保護層厚度不得小于3cm，使鋼架與噴射混凝土共同受力。

6.4? 錨桿施工安全技術(shù)

墻拱部采用Φ20砂漿錨桿，長3.0m，環(huán)向間距1.0m，縱向間距1.0m，梅花型布置，每延米10.5根;系統(tǒng)錨桿徑向布置，盡量使錨桿與巖層面垂直。鉆孔時對準布設的孔位慢慢鉆進，直至設計深度?？孜汇@進至設計深度后，用水和高壓風洗孔。檢查錨桿間距、長度、角度是否符合要求，發(fā)現(xiàn)不合格廢棄重鉆。

6.5? 鋼筋網(wǎng)片施工安全技術(shù)

采用Φ8鋼筋，網(wǎng)格間距20cm×20cm，單層或雙層設置，網(wǎng)片搭接長度不小于1個網(wǎng)格。鋼筋焊接前先將鋼筋表面清理干凈，鋼筋條交點必須焊接。加工后的鋼筋網(wǎng)片應平整，鋼筋表面無傷痕，表面不得有油污，片狀銹蝕。安裝網(wǎng)片在初噴混凝土終凝后進行。鋼筋網(wǎng)片隨初噴面的起伏鋪設，與受噴面的間隙不小于4cm。

6.6? 爆破安全措施

（1）在隧洞貫通點上游工作面與下游工作面剩余20m時，隧洞上游工作面停止掘進，由下游工作面單向貫通。

（2）在距離貫通50m時，兩個工作面裝藥前必須相互通知，提前撤人，做好警示標志，接到井下人員撤離至安全位置通知后再響炮。

（3）放炮前，專職爆破員必須認真檢查連線情況，防止錯聯(lián)、漏聯(lián)現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）每次放炮后必須及時通風，通風30分鐘以后，先由爆破員和通風員及班組長進入工作面，檢查支護、爆破及有毒有害氣體情況，確認安全后，方可通知其他人員進入工作面。

（5）當出現(xiàn)瞎殘炮時必須通知專職爆破員處理，嚴禁私自處理。

7? 結(jié)束語

隧洞貫通必須制訂詳細的專項施工方案，并根據(jù)現(xiàn)場具體情況及時調(diào)整、完善方案，同時對施工班組進行詳盡的施工技術(shù)交底，避免出現(xiàn)貫通偏差及發(fā)生安全事故。該工程隧洞兩處貫通點由于施工編制完善、施工安全合理、技術(shù)交底扎實、監(jiān)控量測到位，實現(xiàn)了貫通中線誤差小于10cm、高程誤差小于10cm，未發(fā)生質(zhì)量安全事故的預期目標。為V類圍巖中的隧洞施工提供了實踐經(jīng)驗。

作者簡介：

羅昌民（1971—）漢族，籍貫：四川江安，高級工程師，主要研究方向：治金礦山工程技術(shù)。