'赵亚
（中国水利水电第七工程局有限公司一分局，四川彭山，620860）
【摘要】地下洞室工程施工，出渣环节是制约进度的主要因素之一，对安全影响也大。出渣系统和设备对工程进度和造价影响大，选择适当，往往事半功倍，其选择一般根据洞室断面大小、工程进度要求和施工经济效益等方面确定。本文以开挖断面尺寸宽X高为3.5503.5m的城门型小断面中长水工隧洞为例进行分析，浅述小断面中长水工隧洞工程采用全断面一次爆破成型后，如何快速地出渣并进入下一循环的施工技术和优化方案。
【关键词】小断面中长水工隧洞快速开挖优化施工
中图分类号:TV554.11文献标识码:H文章编号：2095-1809（2019）03-0043-04
1引
国内现有水电站的输水隧洞、泄洪隧洞、导流隧洞、廊、排水洞洞的
，设均进行济的论证。《水工隧洞设》第4.3.6条 ：水工隧洞
面的最满足运行要，符合施工要求。圆形断面的内径不宜小于1.8m；非圆形断面的高度不宜小于1.8m，宽度不宜小于1.5m。结合有在建水电站的情况，水工隧洞满足运行要求的情况下，通过济〕确定的开挖断面为3.5mX3.5m（长X宽）的城门型小断面水工隧洞比比皆是。
长期以来，由于小断面水工隧洞断面小，施工
与衬砌平行作业，长隧洞方案施，故小断面中长水工隧洞为
选的重点，也是施工的点。如何.配套的设备组、砌业线，提高单项工序的能设备利，工、降低本，预的质量、安工标是中长水工隧洞施工所面临的挑战%然而，小断面中长水工隧洞爆破施工后的出渣环节是制约的主要因素％
2小水工隧洞的开挖施工设计
小断面中长水工隧洞开挖主要采用全断面一次爆破成型，简易台车配YT-28气腿钻造孔，孔径）42mm；直孑L或斜孔掏槽，光面爆破；一般情况下：距为0.50m〜0.52m，边墙光爆距为0.55m，底距为0.50m；V类围岩掏槽孔孔深为2.2m，其余为2.0m，每环约2.0m，月约80m；2类围岩掏槽为1.8m，其余为1.6m，每环
约1.5m，月约50m；火工品选用2号岩
，槽选卷）32mm，周边孔选卷）25mm，非电差，电：起爆。洞内出渣采用ZL30装载机配合5t小型汽车，并可情况的需要置电油电的履带式％渗透印章
于中长水工隧洞的，为便施工和提高施工，扒
每400m设置一错车道，装载机出渣则采用100m设置错车道，以便于错车％错车道断面为：长6.0m，宽3.0m，高3.4m。
/―z350
图1典型断面钻孔布置示意（单位：mm ）
3问题的提出
小断面中长水工隧洞横断面净空小，不利于大型钻爆、出渣设备施工，施工进度缓慢。
若采用开挖与衬砌逐段顺序作业，则工效低，工作面转换时间长，且难以选配机械设备；仅靠小型机具操作，进度慢，随着洞身的延伸，运输困难，施工难度更大。针对这种状况，小断面中长水工隧洞难以组织开挖与衬砌实施平行作业，常常确定的基本施工顺序为：洞身开挖完成后再进行混凝土衬砌。
隧洞开挖期间组织开挖及初期支护两条作业线，两工作面平行向纵深掘进，以保证在隧洞未衬砌之前的洞身稳定。为此，小断面中长水工隧洞如何快速开挖成为制约整体工期的主要因素之—％
中长水工洞采设
技术组成隧洞开挖作业线，要求运输设备横截面小、机动性强，减小与洞内其它设施之间的干扰，且要求洞内运输设备容量大、运输能力大，如此方可减少工序衔接施工。
4小断面隧洞的快速开挖优化施工
4.1改进简易钻爆台车提速
利用小断面洞室开挖阶段配置的现有出渣汽车改装成钻爆台车。
小断面水工隧洞出渣车辆配置为东风天锦5t 自卸汽车，利用后部的车斗改装，车厢具体的尺寸：长2.96m、宽1.78m、高1.25m。具体改装的形式如下：在车厢斗的两侧用外径)102mm的焊接钢管做立柱，车厢的两侧各焊接3根，每根钢管的长度为1.5m，间距为1.26m；在车斗底部向上0.9m的部位沿车斗宽度方向布置3根外径)102mm的焊接钢管分别和两侧的焊接钢管焊接成为一个整体，每根焊接钢管的长度为1.95m'再在横向两侧的钢管顶部分别沿车斗长度方向各焊接布置一根外径)102mm的焊接钢管，每根长度4.4m。在整个框架焊接好后的顶部铺设直径16mm@15cm X15cm的钢筋网片，与顶
部两侧的钢管焊接成一个整体，使上部形成为一个整体平台，此部分即为隧洞拱角以上的部位施工时所用的施工平台。两侧立柱顶部向下0.6m的部位向外延伸0.2m，作为第二层施工平台的支撑点，施工时在此处搭设平台。车厢与框架中间的空间部位设置一个移动水箱，移动水箱采用钢板制作，移动水箱的尺寸为：长2.36m、宽1.4m、高0.85叫移动水箱可以装水2.8m3左右，移动水箱的作用是在钻爆作业时提供钻机的供水，能够满足钻爆的施工用水。
改进后的钻爆台车具有以下明显的优点：
(1)移动灵活方便
因为此台车是汽车改装，移动灵活方便。在钻爆时，台车可以直接开到开挖掌子面实施钻爆作业；等钻爆及装药完成后，汽车开到安全地带，待出渣测量完毕后再进行下次的开挖作业。在隧洞支护时利用此台车可以做喷锚、挂网、支格栅等工序，不需要再另行搭设施工平台％
(2)节省材料的消耗
因为改进后的台车为固定模式，周期使用率高，在各种施工工序中不需要重新搭设施工平台，降低了材料的消耗％
(3)及工序的工
此台车灵活方便，一次性转移到位，避免了传统台车多次转运的次数而耽误时间，大大缩短了各工序的衔接时间，提高了工作效率。
(4)的车
除用做钻孔，装药，还可以用做支护。
机器人焊接
(5)改进后的钻爆台车可节省钻孔供水系统的费用
的车有水箱，可
省钻爆钻孔时的水管铺设。传统的施工是由洞外设供水施工，而的车
带水箱并设置分水包，能够满足各种作业所需的水量，节省了水管的铺设，经济上可以节约一笔费用％
4.2优化为锥形掌子面提速
全断面开挖炮孔分掏槽孔、辅助孔、光爆孔，即中间掏槽，周边光面爆破。根据隧洞的岩石地
质条件和爆破参数的设计进行炮孔布置。按照爆设计布孔图，采用卷各位样，并用红油漆实地标识。
YT-28气腿钻造孔时，严格钻孔精度，，以达形掌子面的效果。
图2锥形掌子面形状示意
锥体深度h$的确定与洞径大小、循环进尺、掏槽方式、岩、岩理等均有关系。锥形掌子面形状示意图中H为隧洞高度,h为掏槽孔超深,h$为锥体深度,h"为掏槽区距地面的最大高度,h）为掏槽区距地面的最小高度丄为循环长度,V为崩落孔、周边％
洞接影响到h$值的大小，孔深L与洞径D的比值大小，直接反围岩对爆破区约束力的大小。比值越大，约束力越大；比值越才约束力越才、。L与洞径D的比值大小已的情况下，形子面，可通过子面的形状，进而改变爆破区周围介质的边界条件，达到降低围岩对爆破区约束力的目的。
人民长江文献《小洞径洞室开挖的施工优化》中已明确：洞锥形掌子面的优化，进度可加快10%，爆落量可增加11%，钻孔利用率可达99.2%。
另外，隧洞开挖中，每一循环钻孔时，保持周边孔、崩落长致，掏槽槽效果超，在掏槽孔爆破后形成突出的掌子面，可落孔、周边孔的长低。
4.3优化光爆孔装药时段提
抽纸盒
水工隧洞装药为间隔装药结构。为加快光爆孔的装药进度，在小断面水工隧洞完毕的洗孔过程中，专职
可于安全地带提的卷按设计的间距提；待洗孔验收完毕后立即运输至施工现场进行光爆孔的装药，以此加快整体装药进度。
，可提于安地带的
用粘土卷，粘土卷用保鲜防中堆放。!4.4!优设提
小断面中长水工隧洞开挖阶段的出渣工序是制约的主要因素之一。然而，皮带非合小断面洞室业、生产规非矿山的碎石料采集及输送装车施工，以及露天散碎物料装车作业。它是由机手与输送机相结合，送装车功能合二为一，采用电动全液系统的生产装置，具有安全环保、能耗才、、高的特点。是
面洞室出渣工序必不可少的先进设备，替代人工作业，将爆破后的各种石料扒装车辆上，是人工的替代产品，填
内无机械作业的空白。美团配送箱怎么安装
皮带含液压行走、挖掘采集、输送、装车、清底五种功能。其中液压行走功能是通过液压马达、减速
机、传动轴、再到减速机输送驱动车轮，液压马达具有前行、后退、自动刹车三种功能；挖掘采集功能手完成，机械手具有挖掘、伸臂、装料、卸料功能，大臂可上升、下降、左右回转，挖掘采集的操液，手柄操作，操作方式与挖掘机类似，此综合采用大型挖掘机操作流程改进而成，使用方便，易操；输送、装车功能由输送机系统完成，其输送架由液压缸控制升降，输送架下降时可轮支起，同时输送架前接料口与矿石接触紧密，工作时稳定性更强，同时可以接合散料，平整场地，传送带宽度为650mm~700mm，传送速度为800mm/s~ 900mm/s，传送带有一台2.24W电机带动减速机驱动主动滚筒，此方式传动性能更稳定，使用寿命更长，维修便
。
图3小断面洞室开挖阶段配置的履带式扒渣机
小断面水工隧洞的出渣工序使用扒渣机，它是装设备代工式的替代新，是安的地下工程施工的％
原来施工的半机械化、间断出渣装并工协同的低高安全风险、高
本的状态。、、、装、运、、行走于体，具有行走、挖掘、采集、输送、装车、清理场地功能，连高。它是地，空间狭矮作业施工时高产、高、低安全风险、低成本的证；具有增强市，提高、快速占领市场，提前超额完成工显著。4.5强工序安提
由于爆破施工具有一定的危险性，对工作的
要求很高，因此要求所有参与施工的工作都必须有相应的资质，严禁证上岗％
物品的管理工作，从物品的、分发、取及，必要负责，做取，当没有的必须退库房。
装药时需由值班人员核对装药数量并做好记录，如装湿或积水，则采取防潮处理。
装药完毕的堵孔过程中，需先将塑料导爆
洞外，过程必须要的安%洞，再业预先设计的“网图”进行网接。
业于高危地区，因此，严禁火种入内，别是必须是低压电，严禁
有的式；点炮前，要行清点，确保人员安全后方可点炮％
，要及时进行通风工作，只有烟雾等污染物排出干，安全员方可，并行通风和洞顶的情况检查，特别是洞顶的，要及时处理，方可行业。
操是活，未经培训，非专业人员不操作，的工非工
要斗落地，防止意 ％
操作手在上、下必须检查涉及安全的位，安全运转，设处于完好工作状态。
操作手务必牢记每一项手柄对应的工作，手要稳％
工作时，禁止安全距离内有人，出现故障或有异常杂音，停车检查，并总电源％
继电器延时电路
4.6加强调度站的管控提速
由于洞，业工作带来极大的不便。在施工过程中出于达到安全施工，施工工期的目的，洞洞口设立施工站，统一安排施工作业工作％站值班行“三班制”、交接班的作业，紧工序衔接，洞室施工过程中工序衔接侵占工期的现象出现。
5结语
的小断面中长水工隧洞施工主要依赖小型机具施工，工低、工长，工、劳动低的制约，中长水工隧洞施工都是制约的，而洞施工中的阶段是约的阶段％为此，洞的施工中，为高的、的能力，合理配置设备、优施工方、紧工序衔接，形洞
业线是十分必要的。
作者简介：
刘福友(1974.02-)，男，北京燕郊人，项目经理，高级工程师，大学本科，从事项目管理工作；
柿子去皮机
赵亚(1984.12-)，女，重庆涪陵人，工程部主任，工程师，大学本科，从事项目技术指导工作。
■
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议