隧道銑挖法施工技術

高偉強

【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博爾塔拉蒙古族自治州精河縣境內，主要承擔艾比湖流域生態環境保護工程輸水隧洞工程出口端施工對外交通運輸任務，ABH隧洞出口D段公路隧道段原設計為路基挖方，因挖方后邊坡高度較高，為保證行車安全，此段設計變更為隧道。因此段隧道原為路基挖方段，巖質較軟，為保證施工質量、確保施工安全、加快施工進度，決定D段公路隧道進口采用銑挖法施工，出口采用新奧法施工。銑挖法所需施工人員較少，且因隧道地質為軟質圍巖，用銑挖法施工時進度較快，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，并對其施工過程進行了詳細解釋。

【關鍵詞】銑挖法施工技術

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博爾塔拉蒙古族自治州精河縣境內，隧道全長322米，圍巖等級全部為Ⅴ級圍巖。隧道所在區域出露基巖主要為第三系（N2）砂質粘土巖，表層全風化，不規則分布有小型落水洞，局部有角礫巖，泥鈣質膠結，堅硬。ABH隧洞出口D段公路隧道段原設計為路基挖方，因挖方后邊坡高度較高，為保證行車安全，此段設計變更為隧道。為確保艾比湖流域生態環境保護工程輸水隧洞工程出口端TBM按期進場，隧道施工同時從進口、出口進行施工。進口采用銑挖法施工，出口采用新奧法施工。

二、銑挖法施工的選擇

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

三、銑挖法施工機械人員的選擇

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

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

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

四、銑挖法施工步驟

1.施工工藝。施工準備（校核中腰線、標定輪廓線）→銑挖→洞內出渣→初期支護→（下一個循環）

2.放樣布點。開挖前用全站儀、鋼卷尺等準確繪出開挖輪廓線，控制好開挖精度。

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

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

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

五、銑挖法施工特點

1.銑挖法應用廣泛。銑挖法可在風化巖、砂質粘土巖、凝灰質砂巖等軟弱圍巖隧道使用，開挖速度可達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，將銑挖機裝在300噸挖掘機上的時候，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院、學校、居民聚居區等代替爆破施工，滿足施工周邊環境要求，不因施工造成噪音污染。

3.銑挖機精確施工。銑挖機可以根據測量放線的隧道輪廓線精準控制開挖，解決開挖過程中經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，用銑挖機取代了人工打風槍，放炸藥爆破的過程。減少了掌子面施工人數，避免了因使用炸藥造成的炸藥領用、炸藥保存、炸藥運輸、炸藥使用等各個環節有可能造成安全事故，極大了提高了隧道施工的安全。

5.銑挖機的便利性。銑挖機結構簡單，使用方便，可以安裝在所有液壓挖掘機上。

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

六、結束語

文章介紹了ABH隧洞出口項目D段公路隧道進口的銑挖法施工工藝，簡述了隧道銑挖法施工步驟及機械人員配置，并對銑挖法的應用范圍及施工特點進行了描述。如何根據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重要的作用，銑挖法的施工可以保證施工質量，提高施工進度，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，需根據隧道圍巖及斷面大小選擇正確的銑挖機械，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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