供水工程小断面隧洞开挖技术的应用

Hydro Science and Cold Zone Engineering

水利科学与寒区工程

Vol. 1! No. 2

Feb. ! 2018

供水工程小断面隧洞开挖技术的应用

苏承月

(江西省水利水电开发有限公司，江西南昌330001)

摘要：在进行隧洞开挖施工时，为了保证隧洞开挖施工效果，确保隧洞断面开挖质量，必须选择合理的开挖方

式。文章以实际工程为例，针对开挖中存在的问题，对小断面隧洞开挖施工技术进行了分析，最后提出了施工中 的注意要点，保证了供水工程小断面隧洞开挖质量。关键词：供水工程；小断面隧洞开挖；平面控制网中图分类号：TV5

文献标志码：B

文章编号：2096-19(2018)02-0063-03

1工程概况

江西省德兴润泉供水工程引水隧洞位于乐安

是，小型隧洞只能使用小型农用自卸车，无法有 效地对开挖出来的石渣进行外运。并且，运输车 辆在连续使用一段时间之后，容易出现故障。

2. 2通风排烟方面

在隧洞开挖过程中，会出现一系列的烟尘， 主要来源于农用车辆排出的尾气和隧洞爆破开挖 过程中出现的烟尘。在施工过程中，需要根据实 际情况设置通风排烟设备[1]。

随着隧洞开挖工作的不断进行，需要更多的 时间来对烟尘进行排放。虽然，对通风机进行不 断的改进和优化，但是，由于受电压、空间等方 面的影响，使得通风机的效果无法充分的发挥起 来。隧洞开挖进尺不断的延长，通风机需要进行 排烟的时间越长，这直接影响了施工周期2。2.3洞内动力电源电压方面

在进行

程中，

的进 不

延长，隧洞内设备的电压也在不断的下降。如果 在开挖之前，电缆所架设的断面太小的话，在后 续的隧洞开挖过程中，会出现电压下降的情况, 导致施工过程中的机械设备无法正常的运行。

河水系支流长乐水的上游，输水线路从盘石山水

库大坝至坞石村后山总长2983 m，其中进口明钢 管段长139 m，跨长乐河倒虹管长49. 5 m，隧洞 长2748. 5 m。输水隧洞布置在盘石山水库左岸， 隧洞进口布置在大坝下游139 m处，出口布置在 乌石村后，洞身分为两段，1#洞长1079 m，从隧 洞进口桩号K0 + 139至倒虹管桩号K1 + 218,该 洞段纵坡为z = 2.623%# 2#洞长1669. 5 m，从桩 号K1 + 313. 5至隧洞出口桩号K2 + 983，该洞纵 坡i分为两段，其中粧号K1 + 313. 5\"K2 + 395. 6 洞段坡比 i=—3〇，粧号 K2 + 395. 6\"洞段坡比一 1〇。

K2 + 983

2小断面隧洞开挖存在的问题

隧洞进口 50 m范围内的开挖施工，基本上可

以按照常规施工要求进行开挖和临时支护工作。 但是，在隧洞开挖50 m之后，施工操作就比较困 难，直接影响到施工周期，主要体现在以下几 方面：

21出渣方面

本工程在进行隧洞开挖过程中，有大量的石 渣需要运出，必须借助运输车辆来进行装运。但

3小断面隧洞开挖施工技术

3.1通风、排水布置3. 1. 1 通风布置

在进行通风设备布置时，设置两个水平弯段

作者简介：苏承月（1972-)，男，江西上饶人，高级工程师，主要从事水利施工管理工作。-

Email: 183230586@qq.com。

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水利科学与寒区工程第1卷

可以有效延长通风时间。将出风口设置在主洞斜 3.3施工测量

井的施工区域，可以逐渐增加隧洞上下游的高度 差，使得烟尘不断的向上游汇集，无法走向出口 方向。通过对实际的情况进行分析之后，为了更 好地将隧洞内的烟尘排出洞外，需要借助2X 55kW轴流通风机将新鲜空气输入洞内。在进行斜 井施工过程中，需要在隧洞内架设风机，两台设 备相结合能够顺利排出烟尘。3. 1. 2排水布置

地下水位的高度要高于排水的出口和下平段 洞顶，并且须要在排水出口外部设置围挡来进行 水流的阻挡，这样才能确保不会出现倒灌的现象。 此外，须要在排水口的出口位置设置集水井，借 助55kW的离心泵将积水的水位下降到要求为止。 3.2爆破方案设计 3. 2.1 洞脸明挖

实施爆破工作的基本原则：在爆破操作之前， 须要对爆破区域进行浅挖，分段来进行起爆#为 了有效地保证边坡质量，减少爆破对其的干扰， 保证边坡的稳定性，需要在靠近边坡区域来进行爆破。

爆破设备的选择：需要选择风动凿岩设备、 电动空压机等设备配备人工装药，借助起爆器来 对炸药进行起爆。

爆破具体参数的确定&炮眼的直径以选择的 施工机具为标准，选择直径为42 mm的设备#爆 破采用的方式为开挖浅孔，安装炸药来进行爆破# 炸药的单耗g=〇.5kg/m3#炮孔的开挖深度大约 为2 m#炮孔之间的孔距大约为1. 5 m#炮孔之间 的排距大约为1. 5 m#单孔装药量大约为2. 25 kg# 光爆孔的炮孔深度大约为2 m，炮孔之间的间距大 约为（8 m#线装药密度取^ =0. 25 kg/m。3. 2. 2 施工方法

为了保证边坡面的平整性，减少对边坡不必 的 操 ， 须 借 爆 法 进 行 操 作

。按照施工要求来对开挖边坡线和坡比进行设 计，借助凿岩机来对炮孔进行凿孔，炮孔之间的 距离为0.8 m，井炮孔的斜率控制在要求范围内， 并且孔与孔之间的误差控制在10 mm以内。最后 安 炸 ， 进行 爆。

3. 3.1 平面控制网

甲方需要提供一些测量数据、基准点的测量 数据等，施工人员需要对其提供的数据进行全面 的复核，确保基准点的准确度和精度，这样才能 有效的保证后续的施工质量。对基准点进行复核 ， 进行施工平 控 的 置， 并计算出各个网点之间的数据差，全面地分析出控 制网的精准度，然后上报给监理进行复核。3. 3. 2 隧洞测量

X对基准点进行检测之后，需要对隧洞的控制

网进行设置，设置方式如下&基本导线主要用于 对数据信息进行测量；二级导线主要是用于施工 的放样工作。本阶段需要借助全站仪来对中线进 行标定，之后再进行开挖工作。每次完成爆破工 作之后，需要再次对中线、腰线进行标定，并且 绘制出开挖的轮廓线。3.4隧洞开挖

3.4. 1单孔装药量和装药集中度计算

本工程由于隧洞面积较小，需要按照“短进 尺，多循环”的方式来进行操作，并且采用全断面 光面爆破的方式来进行开挖工作YT。采用型号为 -28手持气腿式风钻机来进行钻孔操作，并且 在进出口处需要设置电动空压机，确保在进行隧 洞开挖过程中能够将风接入到洞内，并且供风管 道需要沿着洞的一边进行铺设，洞内照明设备需 要配置低压电源。

炮眼直径为42 mm，药卷直径25 mm，则不 耦合系数为42/25 = 1. 68。根据岩性，孔距£取 0. 45 m，抵抗线 W 取 0. 55 m，则 E/W = 0. 82。 炮孔深度取L=1. 8 m。可由公式(1)计算：Q = *E + W)L + EW+X0.1X (Rb/1.4)1/2/ZD

\")式中& Q为单孔装药量，kg# E为孔距，mm# W 为抵抗线，mm# L为炮孔深度，mm# R6为岩石 抗压强度，花岗岩取180N/mm2# Z为每kg炸药 爆炸后产生的压力，2号岩石硝铵炸药可近似地取 1.0X107N/kg# D为不耦合影响值，取D=(K集中度 g=1〇(E+W)vR7 = 0. 17 kg/m。

第2期苏承月.供水工程小断面隧洞开挖技术的应用

3. B 2掏槽方法及炮孔布置

图1为炮孔的布置图，4、5空为空孔。为了 有效地控

的面积和施工钻孔操作，需

要将孔口设置在圆周上，孔底落在圆周上，并且

炮孔都带有一定的角度。

3. B 3起爆网络、起爆顺序

借助掏槽、导爆管来进行 爆管串接的方式来进行。 不得进入杂质和水分。

爆的顺序如下：先进行中心槽眼的开挖; 般槽眼#

3. B 4 安全处理

岩体进行爆 爆 边眼；

辅助眼# 爆眼。

，会出现松动现象，因此，

，并且及时

。

边眼#开挖的起爆工作。

：

在进行管道连接时，如果长度不够，可以采用导

，导爆管的连

安装完炸药后，填入200 mm深的炮泥，然后再进 行二层炸药的 照爆破规程 炸药安

。

，

用炮 程中，

对孔进行密

严格按

。在进行弹药的安

进行操作，不可擅自进行改变。的炮孔宜使用黏土对其进行

I*

&结论

在小断面隧洞开挖施工时，通过采用上述方

的效果，

爆 残孔率

“短进尺、多循环”的施工，保证了小 岩未出现裂缝和 ，取得了

丨丨

法取得了

须要安排专业的人员来对其进行 本原则进行 ，

果。参考文献：

遗留下的盲炮。爆破工来对盲炮处施工的安全性，

，须要有专门的人员来对其进行复核 的施工

4施工注意要点

(1) 在施工过程中，

根据

的施工情况果，对 些裂

孔距至350〜

的关系。

定炸药量。为了保证爆 缝 的 ， 适 400 mm，降低D值。为了保证爆破的效率，

*+李伯昌.小断面隧洞开挖施工方法*].黑龙江水利科技，

2014(1)： 33-35.

*]陈兵.小断面隧洞机械开挖与钴爆法开挖对比分析*].中国

高新技术企业，2017(9): 1-165.

*]夏骏，丁晔，方宗友.小断面隧洞光面爆破施工技术探究

*].西北水电，2017(4): 115-118.

(2) 龟裂掏槽与爆破的质量有

将掏槽孔偏差控制在

允许偏 内。

(3) 为了确保爆破炸药的集中度，需要在底层

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