論隧洞貫通的施工安全技術(shù)

摘? ? 要：隧洞施工貫通時(shí)出現(xiàn)對(duì)接偏差，發(fā)生安全事故的機(jī)率較大，風(fēng)險(xiǎn)較高。掌握隧洞貫通的施工安全技術(shù)、監(jiān)控量測(cè)手段，對(duì)積累隧洞施工經(jīng)驗(yàn)、減少安全事故的發(fā)生有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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

1? 引言

隧洞貫通時(shí)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(shí)技術(shù)交底不到位，測(cè)量誤差大，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不準(zhǔn)，準(zhǔn)備工作不到位而造成隧洞對(duì)接偏差大、安全事故多等等問(wèn)題。本文將結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)隧洞貫通的施工安全技術(shù)進(jìn)行分析。

2? 工程概況

某礦山尾礦庫(kù)工程截排洪系統(tǒng)主隧洞全長(zhǎng)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(kāi)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(hù)、現(xiàn)澆C25砼二次襯砌的組合式支護(hù)方式。由于該隧洞較長(zhǎng)，工期緊，在隧洞中部K1+065樁號(hào)處設(shè)一措施洞，形成四個(gè)作業(yè)面面掘進(jìn)，將形成兩個(gè)隧洞貫通點(diǎn)，初步選定為樁號(hào)K0+700及K2+000。

3? 貫通點(diǎn)地質(zhì)條件分析

樁號(hào)K0+700處為V1類(lèi)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(kāi)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(yán)重，容易出現(xiàn)大面積塌方現(xiàn)象。

樁號(hào)K2+000處為V2類(lèi)圍巖，隧洞埋深119m左右，圍巖以震旦系下統(tǒng)蘇雄組強(qiáng)風(fēng)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(kāi)挖后呈雨滴狀或線狀流水從裂隙中滲出，開(kāi)挖至斷層破碎帶附近時(shí)會(huì)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(yán)重，局部出現(xiàn)冒頂、塌方現(xiàn)象。

通過(guò)兩處貫通點(diǎn)的地質(zhì)狀況分析，兩處貫通點(diǎn)的地質(zhì)條件都不是很好，V類(lèi)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(jiān)持“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則。

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

（3）貫通應(yīng)小斷面進(jìn)行，在距離貫通5m時(shí)應(yīng)采用鉆桿在隧道中部探穿，探穿后及時(shí)調(diào)整炮眼布置，采用小導(dǎo)洞貫通，小導(dǎo)洞的半徑控制在1.0m，待貫通后擴(kuò)刷至設(shè)計(jì)斷面。

5? 貫通前的施工測(cè)量控制和變形監(jiān)控量測(cè)

（1）在貫通距離50m時(shí)，由施工單位測(cè)量隊(duì)對(duì)洞口進(jìn)行導(dǎo)線和水準(zhǔn)復(fù)測(cè)，滿足四等導(dǎo)線和四等水準(zhǔn)的精度要求。在嚴(yán)格控制洞外平面控制測(cè)量精度的前提下，洞內(nèi)平面控制測(cè)量對(duì)于隧洞的順利貫通起決定性作用。隧洞內(nèi)高程控制測(cè)量可采用光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，能較好的提高工作效率。

（2）隧洞貫通前應(yīng)加密布置變形監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，間隔5m布置一處凈空變化、拱頂下沉觀測(cè)樁，每天進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。

①水平收斂。在確定量測(cè)的斷面開(kāi)挖支護(hù)后2小時(shí)內(nèi)，在隧道各臺(tái)階分界面以上1.5m位置各埋設(shè)1組測(cè)樁，并進(jìn)行初始讀數(shù)。量測(cè)方法采用全站儀無(wú)接觸量測(cè)。②拱頂下沉。在確定量測(cè)的斷面開(kāi)挖支護(hù)后2小時(shí)內(nèi)，在隧道拱頂部位埋設(shè)1個(gè)測(cè)樁，并進(jìn)行初始讀數(shù)。量測(cè)方法采用全站儀無(wú)接觸量測(cè)。③量測(cè)數(shù)據(jù)整理、分析與反饋。每次量測(cè)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并報(bào)項(xiàng)目總工程師審核，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。當(dāng)拱頂下沉、水平收斂速率達(dá)5mm/d或位移累計(jì)達(dá)100mm時(shí)，應(yīng)暫停掘進(jìn)并分析原因，根據(jù)具體情況及時(shí)采取加厚噴層、加密或加強(qiáng)超前支護(hù)、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(yīng)派專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)貫通點(diǎn)上下游的圍巖變化、涌水量情況進(jìn)行收集、整理、對(duì)比，判斷是否會(huì)有斷層、空洞等不利地質(zhì)狀況，是否采取加密、加強(qiáng)初期支護(hù)等方案保證順利貫通。

6.1? 超前小導(dǎo)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(dǎo)管超前支護(hù)，環(huán)向間距25cm，長(zhǎng)4.5m，每3榀鋼架設(shè)置一個(gè)循環(huán)。小導(dǎo)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(jìn)行，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量或注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓（1.5MPa）時(shí)方可結(jié)束注漿。注漿后要將注漿孔堵塞密實(shí)，漿液強(qiáng)度達(dá)70%以上，或4小時(shí)后方可進(jìn)行開(kāi)挖面工作。

6.2? 開(kāi)挖施工安全技術(shù)

貫通前5m范圍開(kāi)挖嚴(yán)格按照每循環(huán)開(kāi)挖長(zhǎng)度不大于1榀鋼架間距，采用弱爆破機(jī)械輔助開(kāi)挖方式，減少對(duì)圍巖擾動(dòng)，接近外輪廓的部分采用人工開(kāi)挖修整。對(duì)于不能直接使用弱爆破或機(jī)械開(kāi)挖的部分，人工使用風(fēng)鎬鑿除。嚴(yán)格控制超欠挖，開(kāi)挖結(jié)束后應(yīng)立即進(jìn)行初期支護(hù)。

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(yàn)認(rèn)可后方可用于施工。鋼拱架的架設(shè)在隧道初噴混凝土后進(jìn)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(shè)置。為保證鋼架置于穩(wěn)定的地基上，鋼架兩側(cè)底角設(shè)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(shè)后要盡快噴射混凝土將鋼架全部覆蓋，保護(hù)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(zhǎng)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(shí)對(duì)準(zhǔn)布設(shè)的孔位慢慢鉆進(jìn)，直至設(shè)計(jì)深度。孔位鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，用水和高壓風(fēng)洗孔。檢查錨桿間距、長(zhǎng)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(shè)置，網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度不小于1個(gè)網(wǎng)格。鋼筋焊接前先將鋼筋表面清理干凈，鋼筋條交點(diǎn)必須焊接。加工后的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)平整，鋼筋表面無(wú)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(jìn)行。鋼筋網(wǎng)片隨初噴面的起伏鋪設(shè)，與受?chē)娒娴拈g隙不小于4cm。

6.6? 爆破安全措施

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

（2）在距離貫通50m時(shí)，兩個(gè)工作面裝藥前必須相互通知，提前撤人，做好警示標(biāo)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(zhuān)職爆破員必須認(rèn)真檢查連線情況，防止錯(cuò)聯(lián)、漏聯(lián)現(xiàn)象的發(fā)生。

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

（5）當(dāng)出現(xiàn)瞎殘炮時(shí)必須通知專(zhuān)職爆破員處理，嚴(yán)禁私自處理。

7? 結(jié)束語(yǔ)

隧洞貫通必須制訂詳細(xì)的專(zhuān)項(xiàng)施工方案，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況及時(shí)調(diào)整、完善方案，同時(shí)對(duì)施工班組進(jìn)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(diǎn)由于施工編制完善、施工安全合理、技術(shù)交底扎實(shí)、監(jiān)控量測(cè)到位，實(shí)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(yù)期目標(biāo)。為V類(lèi)圍巖中的隧洞施工提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：

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