隧洞工程土石方开挖施工技术论文

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1隧洞进、出口开挖施工技术

1.1开挖施工工艺

施工测量定位→断面复测→进出口一期进洞开挖规划→进出口分层开挖→土料运输→进出口洞脸范围临时支护处理。

1.2开挖施工技术方法

隧洞工程进、出口土方开挖通道道路以现场已形成交通道路为基础，开挖面道路用推土机修筑，土方用1.60m3挖掘机自上而下分层开挖，每层开挖高度控制在3m，开挖料用20T自卸汽车运输至规划内的弃渣及利用料场。机械设备开挖前，首先人工清除开挖区内的植被、杂物，同时进行测量放样设计开挖边线，核实开挖断面，按设计开挖坡外截水沟。在进、出口上游外侧设临时挡渣及排水沟设施，以防止开挖土料及雨水对进、出口建筑物的影响，马道和岸坡清理用推土机，液压挖掘机及人工开挖为辅助的方式进行清除。

2隧洞洞室开挖施工技术

2.1技术方案

在隧洞洞室开挖过程中，上半洞开挖过程中采用的是人工配合机械分断面作业模式，上半洞开挖断面为半圆段,采用人工风镐方式凿出，然后用车将渣土运走。下半洞为边墙段，施工过程中用人工辅助配合短臂挖掘机开挖，开挖料用5T自卸车运输到指定料场。洞室上半洞开挖的过程中，安装钢格栅支撑联合体，挂网、喷护施工紧随洞石开挖后施工作业。

2.2开挖施工

在隧洞洞室开挖施工过程中，主要的工艺流程是准备工作、测量放样、上半洞开挖施工、出碴、圆弧钢支撑、挂网施工、喷护施工、下半洞开挖施工、边墙钢支撑、挂网施工、喷护以及延伸风水电线路转入下一道施工工序。

2.3开挖施工技术方法

隧洞洞室开挖控制测量过程中，主要用全站仪、红外测距仪等设备，导线控制网，具体施工测量过程中用到的仪器设备是全站仪配水准仪。实际测量操作过程中，专人负责，而且每月需复测一次，以此来确保测量质量。在开挖上半洞时，由熟练风镐技工按设计要求进行断面操作，并且分区和分部位施工作业，采取风镐作业责任制。在风镐作业过程中，采取人工装车的方式，用自卸车将渣土运出洞外。在上半洞边缘位置，应当优先进行开挖施工操作，对支护钢拱架进行优化安装，并且在上半洞断面中下部位置预留出平台，其尺寸大小以便于拱架施工安装、以开挖施工操作不产生影响为前提。在开挖下半洞时，首先应当采用人工风镐方式对两边墙位置进行开挖，以确保能够有效安装边墙支承。其中，宽度大约1~1.50m为宜,边墙拱架施工安装后，短臂挖掘机机械施工开挖剩余工程量，开挖料采用自卸车运出，考虑高度因素边墙拱架和机械开挖分两次完成，下半洞支护和上半洞采用钢网绑扎焊接及混凝土喷护。该工程围岩颗粒级配连续均匀，大颗粒少，密实度较高，局部存在少量流砂层，开挖采用钢钎及锹等普通工具比较经济适用，顶拱80~120cm范围及周边轮廓线20~30cm范围内采用人工开挖，中间采用挖掘机开挖。开挖分两台阶开挖，即顶拱为一台阶，直墙一次开挖到设计高程，但左右边墙立腿相错2~3m，不应同时开挖，待一边拱架立腿安装完成，一定时间后再进行另一侧立腿施工。洞内开挖根据围岩及地表建筑物情况，按照40~80cm每循环进尺控制。若遇到岩石存在流沙层时，缩短进尺一般按40cm开挖，顶拱部位增加Φ32mm自进式中空注浆超前锚杆，因造孔制约，一般锚杆长度不超过2m，间距30cm，沿洞顶120°范围径向布置。地质条件较好，时每循环进尺按80cm控制。隧洞开挖后，立即进行拱架支护，支护中关键做好锁脚锚杆及立腿底部防护施工。锁脚锚杆采用Φ25螺纹钢，用风镐冲击力将其打入砂砾岩层，长度一般为120~150cm，再深打入就非常困难，不可操作。锁脚锚杆起到临时支撑，关键是拱架立腿一定要支撑在原状土之上，根据以往隧洞施工经验，为使拱架真正起到与围岩变形一致。特意在立腿底部再浇筑30cm宽，40cm深的护底混凝土。这项工作由工人施工，也是支护工作中需重点检查和容易出问题的一个关键部位，该项措施也是吸取以往软岩隧洞失稳的经验教训，在该工程中的一个特殊应用。

3隧洞开挖技术措施分析

3.1降低污染物主要措施分析

隧洞开挖过程中加大风机风量，对洞内油烟浓度进行降低，出渣时应确保排烟风机风量，风管出口风速稳定，油烟可随时从洞内排出；轴流风机、管道等应不断地进行维护和保养，避免出现沿途漏风现象，以确保最低风速在0.15m/s以上；风速在1.50~3m/s时，油烟粉尘浓度可以有效降到最小。实践中，利用喷雾洒水方法可以有效减少烟尘，当排烟尘效果不明显时，巷道中的积聚烟尘非常多，利用喷雾器可以通过制造水幕的方式射向烟尘源。对于喷雾器而言，可分为单水型、压气型两种，其中前者采用的是高压水，喷嘴将水雾化后对内燃机进行降尘，有效率可达40％以上。开挖过程中及时将拱顶喷浆封闭起来，有效减少未喷面受污染时间，因排除的油烟多集中在拱部位置，即断面上部，可顺风流将其有效地排出。在实际施工过程中，利用拱顶喷浆以及断面开挖工序，进行平行作业。其中，拱顶喷浆作业过程中，应当紧跟开挖面30~50m，这样可以确保拱顶砂浆不受掌子面开挖操作时的爆破冲击,对防止喷面砂浆脱落具有非常重要的作用。实际施工操作过程中，可通过实验获得距离参数，缩短喷浆面、掌子面之间的距离，从而使拱部岩面在受到污染前就封闭起来。

3.2通风技术措施分析

隧洞开挖通风利用混合式通风措施，利用轴流通风型号YZF—200L—2，功率45kW，在进出洞口时设压入通风机及吸出风机。其中，压入通风的主要作用范围是整个隧洞，压入风口、排出风口之间的距离以25m为宜。油烟和粉尘浓度较大时，在隧洞中部位置适当地增设一个中继站，确保压入风管风口压力以及作业点风量足够大，这样就可以为掌子面提供高质量空气。

4结语

总而言之，隧洞开挖后支护部位经安全处理以及平碴等施工工艺，需立即进行支护，并且采用砂浆锚杆以及挂网喷混凝土支护方法，形成柔性封闭环。隧洞开挖工期满足了工程总进度计划要求，整个隧洞开挖效果良好，确保了工程整体施工质量，施工技术正确合理的应用使得本工程能够快速、保质、保量和安全顺利完工。根据隧洞工程开挖施工的总结分析，本施工技术可行，且既经济又合理。

作者：闫星涛 单位：新疆建源工程有限公司