发表时间：2014-11-19T16:38:50.700Z 来源：《价值工程》2014年第2月下旬供稿作者：王贞祥[导读] 在最初施工过程中，打眼放炮后上部围岩塌落严重，难以形成硐形，施工进展极为缓慢，每个循环进尺在0.5-1.0m。 王贞祥WANG Zhen-xiang（陕西凤县四方金矿有限责任公司，宝鸡721705）（Shaanxi Fengxian Sifang Goldmine Co.，Ltd.，Baoji 721705，China）北京青年报网站
摘要院四方金矿新建尾矿库排洪隧洞设计断面为4m伊4.2m，掘进断面虽不大，但由于施工工期紧，贯穿整个隧洞的岩性变化大，尤其是隧洞出口部位由薄层千枚岩组成，虽未发现明显变形破坏迹象，但由于节理切割及卸荷裂隙影响，表面拉裂松动现象发育，洞脸边坡开挖时产生滑塌，严重影响施工安全和进度。经过施工技术方案分析比较，采取超前锚杆和挂网喷浆、钢支架等临时支护措施后，为确保安全施工和提前完成施工计划赢得了时间。 Abstract: The drainage tunnel design section of new tailings in Sifang Goldmine is is 4m伊4.2m, which is not too large. However, dueto the tight construction schedule and the big lithology variation throughout the entire tunnel, especially the tunnel exit site is consists of thethin phyllite, although there are not obvious signs of deformation damage, affected by the joints cutting and unloading fissure, surfa
ce crackloosening is growing, and slump produced in the slope excavation of hole face, which seriously affects the safety and progress of construc原tion. After the construction technology program analysis and comparison, they take temporary support measures of advanced anchor, hangingnet guniting and steel bracket to ensure the safe construction and gain time for completed ahead of construction plan.
关键词院隧洞掘进；超前锚杆；挂网喷浆；钢支架支护；实践Key words: tunnel excavation；advanced anchor；hanging net guniting；steel supporting bracket；practice 中图分类号院TD3 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）06-0104-031 工程概况1.1 地质条件1.1.1 地形地貌隧洞横穿荒草沟左岸中低山至临谷的童家沟。主要延伸方向为西南2250 米，最大埋深356米，在隧洞中部沿垂直穿过的1 个冲沟低洼地段埋深为150 米。隧洞进口段位于荒草沟的支沟出口的嘴角坡脚处，该支沟呈“V”字型，沟底狭窄；出口段位于童家沟主沟中，沟谷呈“U”字型。
1.1.2 地层岩性和地质构造隧洞全线均在荒草沟背斜的南翼，底层整体北倾，但局部变化较大，围岩以微风化-新鲜岩体为主，少量弱风化和卸荷岩体主要分布在洞室的出口段。隧洞所穿过的主要底层为中重泥盆系红星铺组千枚岩，岩性为千枚岩，灰，中厚层夹薄层，或薄层夹中厚层，多呈强-弱风化状态。岩层主要呈北西-北东向延伸，与隧洞走向大角度相交。岩层倾角58毅-83毅，局部近直立。围岩类别为域-郁类，其中，郁类围岩分布在出口洞段。
地下水以基岩裂隙潜水为主，水位一般高出隧洞顶拱30m-200m，围岩多具微透水性。
1.2 施工总进度计划开、竣工时间：2008 年2 月18日-2008 年12 月31 日。
2 设计参数隧洞进口在荒草沟漆柴沟口，底板高程为1106.56m；出口在童家沟，底板高程为1043.00m，全长1842 米，底板坡度2.97毅，设计裸掘断面4m伊4.2m。施工方案根据现场情况分析比较确定。
3 施工总程序根据设计和现场施工的地质情况及施工条件，在进、出口两端同时开口掘进，视现场围岩类别和构造情况，掘进过程中分别采用锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢支架等单一支护或联合支护的临时支护措施，全断面一次性成洞。
4 施工队伍和机械配置进、出口各配置一个施工队伍，每个施工队各设一台装载机、两台轻型柴油汽车，一台德国进口15M3 空压机，两台对旋轴流式18.5KW 风机。配备8 个凿岩工、4 个出渣工，配备风镐、喷浆机等应备设备，三班倒作业。
5 吁类围岩破碎段掘进尧支护施工思路5.1 采用新奥法施工理论为指导：“短进尺、弱爆破、少扰动、紧封闭、勤量测”。
根据围岩情况，利用风镐或凿岩机打眼，视情况掌握布眼数量，钻凿深度一般掌握在50cm 以内，采
取间断装药、引爆，以尽量减少大的震动引起的超挖现象。开挖前要先打超前锚杆进行预支护、开挖后要进行及时支护，以达到快速循环的施工目标。
关键之一：开挖后要及时对周边围岩及掌子面实施一层3-5cm 的素砼封闭，以形成初期简单的柔性支护环，同时抑制围岩的进一步风化，增长围岩的自稳时间。利用掌子面的素喷封闭措施，保持开挖掌子面与洞轴线大致垂直，以方便机械出渣作业，加快循环进度。
关键之二：由于岩石破碎，素喷后要及时进行挂网、打设一定数量的系统锚杆，以发挥其悬吊及支承拱作用，进一步的加强围岩的稳定，同时快速的用人工进行槽钢拱架的安装，系统喷混凝土跟进；剩余的系统锚杆适时打设，以达到有效支护的临时工程措施，并确保隧洞贯通后至永久支护工作结束前此时间段内甚至更长时间内的安全可靠。
5.2 支护参数淤围岩破碎段临时超前支护。支护参数：拱顶超前支护采用椎22 螺纹钢充当锚杆，拱顶超前螺纹钢锚杆长2.0-4.0m，环向间距0.2-0.5m，外插角5毅-10毅。超前锚杆支护图（见图1、图2）：于吁类围岩破碎段临时加固支护。视围岩稳固程度，在每个作业循环进尺到1.0-1.5m 时，在已暴露的拱和墙首先进行喷射砼起到对围岩及时封闭的效果，然后在全断面进行挂网，再用锚杆加固（锚杆长度2.5m），同时采用槽钢作拱架进行系统支护加固，（槽钢拱架加工制作及安装方便快捷，易于及时支护的跟进）。临时加固支护的最后一道工序是喷射砼。
支护参数：网片规格1m伊1m，准6岳100伊100；加固网片用管缝式锚杆，其中拱顶锚杆长度2.0m，侧墙锚杆长度1.2-2.0m，间排距为1m伊1.2m；采用100 槽钢支架间距根据情况掌握在70cm-100cm 为宜；最终喷射砼厚度为200mm。破碎段临时加固支护图（见图3、图
4）：盂域-遇类围岩临时支护。除遇类围岩相对破碎，掘进后2 小时内要采取素喷砼对围岩进行封闭支护，个别破碎地段可采取挂网喷浆加固支护；域-芋类围岩相对较稳固，一般情况下不支护，个别地段视情况对围岩采取2.5m 管缝式锚杆支护。
6 采用锚杆和喷射砼支护的特性6.1 及时性新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。
在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。
6.2 封闭性由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。
巷道开挖后，围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落。
当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面，很好的充填围岩的裂隙，节理和凹穴，大大提高了围岩的
强度。（提高围岩的粘聚力C 和内摩擦角）。同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致围岩失去稳定。
6.3 粘结性喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用：淤联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联锁反应，相继丧失稳定，从而造成较大范围的冒顶或片帮。开巷后如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个别围岩活石滑移和坠落，从而保持围岩的稳定性。
于复和作用，即围岩与支护构成一个复合体（受力体系）共同支护围岩。喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力，同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统，具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用，从根本上改变了支架消极承担的弱点。
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盂增加作用，开巷后及时进行喷锚支护，一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不评引起的应力集中现象，避免过大的应力集中所造成的围岩破坏；另一方面，使巷道周边围岩由双方向受力状态，提高了围岩的粘结力C 和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。
playsc6.4 柔性喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩紧粘在一起共同作用，由于喷锚支护具有一定柔性，可以和围岩共同产生变形，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能力得以充分发挥。另一方面，喷锚支护在与围岩共同变形中受到压许三多是谁
缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。赵东宛
7 施工技术和组织7.1 施工总程序淤正常掘进时采用准32 直径合金钎头，长2.5m 六角空心钢，每个班次配备2 台7655 凿岩机同时作业，每天24 小时进尺完成4-5m，每个工作面月进尺保证在120-150m，达到快速掘进目标。30 或40 装载机装岩，汽车运渣，压抽式联合通风，三班倒作业，力争每个循环进尺保证在2-2.2m。于临时支护采用顶拱及边墙超前锚杆施工寅初喷5cm 素砼支护，掌子面周边2m 范围内素喷5cm 厚C20 砼封闭寅初期支护锚杆及钢拱架固定锚杆施工寅安装钢拱架寅分层喷素至设计厚度寅剩余系统锚杆支护。7.2 掘进淤吁类围岩区掘进，以滑塌或塌落的岩石作为掌子面上部作业平台，用风镐直接钻凿推进70-100cm，进行人工撬片石后，用装载机出完渣，掌子面下部突出岩石仍用风镐钻凿，孔深要求掌握在爆破后与上部掌子面保持在一个平面，同时使整个掌子面与巷道保持垂直。于域-遇类围岩区掘进，按常规施工方式进行全断面掘进。盂掘进平台设计：以改装的小型三轮车作为移动作业平台或在工作面附近架设钢架作业平台。
7.3 爆破采用光面爆破，尽量减少爆破对围岩的扰动。一般情况下，掏槽眼和中眼间断装药，药量要小，全断面一次性引暴。
7.4 通风如前述采用压、抽式联合机械通风，风筒悬挂在拱墙交接处，尽量减少风筒占用巷道的体积，以便于运输车辆通行。
7.5 运输为了压缩出渣时间，加快工程进度，实际生产中采用30 和40 装载机铲运，人工清底，同时每隔150m打一错车硐，便于装载机掉头，进一步节约时间。
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7.6 排水由于本工程涌水量较小，上行掘进时采用单侧临时水沟排水，下行掘进时，掌子面安装潜水泵，并利用废弃错车到做临时水仓接力将水排出硐外。
7.7 照明将设在硐外的高压电通过室外变压器、洞内变压器变为36 伏电压供硐内照明。
8 结语以上为笔者在指导四方金矿排洪隧洞掘进施工过程中的经验总结，由于排洪隧洞出口段约110m 范围内，围岩破碎，在最初施工过程中，打眼放炮后上部围岩塌落严重，难以形成硐形，施工进展极为缓慢，每个循环进尺在0.5-1.0m。经笔者查阅大量资料，并与施工队进行商讨后，决定采用上述施工工艺和技术，对采用何种形式的锚杆进行了试验，因市场上成品锚杆的长度最大长度一般在2.5m 以下，为了提高循环进尺，最终在拱顶超前支护时采用了螺纹钢代替常规锚杆，在实际应用过程中效果较好，每个循环进尺至少保持在1.2-1.5m，大大提高了施工效率，且安全可靠，实际施工工期比原计划提前了30 天，为四方金矿尾矿库建设赢得了宝贵的时间。在施工过程中，不足之处是由于采用铲车运输，会导致硐内在通风时间不够长时，硐内空气受污染严重，作业环境较差。为此笔者通过在网上查询，有一种在铲车排气管上安装尾气过滤的装置，可以达到净化尾气的效果，但由于该工程时间紧，未来的及实际采用，但在以后的施工过程中值得运用。
参考文献院[1]王洪勇.综合超前地质预报在园梁山隧道中的应用[J].现代隧道技术，2004（3）.[2]杨立财等.隧道施工超前地质预报技术应用研究[J].西部探矿工程，2004（12）.[3]李文林，王萍等.深埋长大隧道若干技术问题调查研究工作报告———隧道施工地质超前预报[R].水利部天津水利水电勘测设计研究院信息档案处科技信息室，2001，4.
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