长大隧道快速施工技术

汤旭

摘要：在隧道快速施工中，综合性地研究施工技术、施工环境、施工秩序管理和长隧短打等，对促进隧道的快速施工更具成效。基于多年的施工经验及对相关理论的应用，以综合观念为基本思路，对长大隧道快速施工的方法进行初步探索。

关键词：长大隧道；快速施工；技术研究

通常铁路隧道都是狭长的，只能采用进口、出口及坑道进入正洞，并分为多个工作面，往往采用对头掘进方案，但因工作面数量的制约，容易使工程工期难以掌握。为保证工程的施工质量以及加快隧道的施工进度，要灵活运行施工的关键技术，以实现对工程的快速施工。

一、施工技术

1、掘进方法选择

隧道掘进方法很多，在地铁建设中应用较多沉管法、顶挖法、明挖法主要用于修建水底隧道、城市地铁及埋深很浅的山岭隧道等。因此，可供长大隧道选择的施工方法以钻爆法、TBM法、钻爆和TBM相结合的掘进方法为主。其中，钻爆和TMB结合的掘进方法除同时具有两者的优点外，也存在两种掘进方法交替变换时带来时的工法转换问题。

2、出渣运输方式

目前隧道出渣运可以采用无轨运输和有轨运输两种方式。无轨运输以大型自卸汽车、大功率装载机为基础；有轨运输方式以大容量梭式矿车、大功率铲装机1为基础。选用何种出渣方式应根据现场施工条件、现有机械配备、通风条件、施工人员的素质等综合确定。隧道通风条件较好时，长度在3km以内的小断面隧道及大断面隧道应优先选用无轨运输；长度大于3km的小断面隧道应优先选用有轨运输。

二、长大隧道快速施工技术的应用

1、隧道测量放线

1）洞外平面控制测量。在隧道出、入口建立起一套平面控制网络，并保证我们布设范围内应当大于4个控制点来帮助我们更好的开展校核工作。其中，需要保证一个控制点能够对洞内第一个控制点进行观测，并保证其定向边不应小于洞内导线的长度。在控制点布置方面，需要我们将其布置在视野良好、稳固可靠的位置，且保证视线应当高于障碍物1m以上。

2）洞内平面控制测量。在洞内平面测量过程中，需要我们使用等边闭合导线环网的方式开展，并以由外至内的方式引测，且尽可能保证在夜晚和阴天开展工作。而在洞内导线点布设方面，则应当使其尽可能的靠近中线，且将导线的边长控制在400m左右，这是因为如果导线边长过短，就会增加累计误差，并最终对贯通精度产生影响，而如果导线边长过长，则也会因为洞内透视效果不佳而对我们测量工作的准确性产生影响。

3）施工放样测量。在洞内每隔一定的距离，就应当在墙上钉4个点，且根据洞内高程控制点以及导线控制点位置对其高程以及坐标进行测量。在出碴完毕之后，则应当在离掌子面20m至30m位置设置镜，并以后方交汇法对放线资料进行计算。在测量方面，我们使用全站仪开展测量工作，并由红外线照准掌子面放出轮廓线及其他各点。通过这种方式，能够较大程度的缩短我们放线工作所需的时间，通常来说20分钟左右即能完成。

2、全断面光面控制爆破

1）钻孔精度与速度。在掌子面凿眼方面，我们使用YT-28气腿式凿岩机，同时，也可以制作具有多种功能的简易钻孔支架，以多台钻机同时施钻的方式来进一步的提升钻孔速度。在简易台架搭设方面，我们应当根据炮眼实际布置的情况以及断面大小设置适当的层数，并在保证底层空间较为宽敞的基础上将其上面几层设置为伸缩类型的装置。在实际开钻时，我们则可以通过装载机的应用将台架抬至工作面，并由台架上安装的风枪、照明灯具、配电盒等大大的减少我们的施工时间。

2）光面爆破设计。光面爆破的起爆顺序由以下几个步骤组成：掏槽炮-扩槽炮-内圈炮-周边炮-底板炮。在掏槽方面，我们使用的是三级楔形斜孔掏槽，并将其底部炮眼长度的三分之一处安装高威力炸药、将其上部换为低威力炸药，将其顶部保留约20%的炮眼长度，并使用炮泥对其进行堵塞。在掏槽眼布置上，我们应当将其布置在开挖断面的中央略靠下的部位，以此在底部岩石破碎时能够减少飞石数量。

3）开挖控制。对超欠挖进行控制的方式最关键的就是要做好开挖轮廓线的控制，并在此基础上保证标高以及中线所具有的准确性。同时，如果放线精度不够，那么则会使断面出现整体偏移的情况，且会造成一侧欠挖、一侧超挖的情况的出现。对此，就需要我们在实际测量过程中借助高精度仪器的同时以合格的责任心保障测量结果的精确性。

3、建设良好施工环境

1）通风环境。在隧道施工中，对于我们作业环境产生影响的因素主要有爆破、钻孔、运碴以及由混凝土喷射产生的粉尘；爆破产生的有害气体以及机械设备运行过程中产生的废气等等。其中，粉尘可以说是对洞内环境影响最大的一项因素。而为了能够使洞内具有良好、健康的施工环境，最为重要，也是最为根本的一项措施就是尽可能的减少与消除发生源。而通风则是改善洞内作业环境的一个重要办法，尤其是对于长大隧道来说，通风更是对我们施工进度产生影响的一项关键因素。在具体实施方面，我们需要优先以压入的方式进行通风，且以变级多速隧道风机为主要通风设备，确保洞内具有足够的风量与风压。

2）施工照明。在长大隧道中，照明也是非常关键的一项因素，没有照明，就无法谈施工。在施工区域的照明方面，需要保证所使用的照明设备具有充足的亮度，且对于作业的工作面来说也需要具有充足的照明，以此来满足我们人员、设备的正常通行以及实际作业。另外，在对作业面照明设置时可以将移动照明同固定照明两者相结合的方式开展，并在危险区域设置标志灯。

3）降噪措施。在隧道施工的过程中，由于环境较为狭窄、设备数量较大，就会使隧道中施工所产生的噪音格外的大，并会使人们产生不舒适的感觉，如果长时间在这种高噪音的环境下施工，甚至会引起一系列的听觉疾病。不仅会直接对我们的作业效率产生影响，更甚至会因此出现一系列的事故。对此，就需要我们在对施工机械设备选择时尽可能的多选择噪音较低的设备，并通过良好防震、防噪设施的安装最大程度的降低施工噪音。

4、长隧短打

在有条件的地方设置辅助坑道，斜井、竖井、横通道或平行导洞，通过辅助坑道开辟隧道中间作业面，实现“长隧短打”是隧道建设者的惯用方法之一。以往在隧道工程施工中，强调合理工期，强调均衡生产，反对盲目加快施工进度、反对盲目多设辅助坑道。因为这些加大了工程量，加大了施工成本，工程完工后这些辅助坑道一点用处都没有，有的在工程进行中还形成包袱。对于工期紧迫的特长隧道工程，传统的方案是无法实现项目的预定目标。必须从工程实际出发，进行地质地貌详细调查，因地治宜的制定“长隧短打”的施工方案，以确保多个施工队伍、多套设备共同施工，开展大军团作战，提高施工效率。可以说“长隧短打”是实现以传统技术实现快速施工的必然选择，是符合我国现实情况的施工方法之一。但同时，在方案的制定中，要兼顾安全、质量、经济等方面的要求，不能无节制的开工作面。

结论

长大隧道在施工过程中应该针对不同围岩等级采用适宜的爆破技术，合理进行隧道爆破设计。同时应加强施工机械设备的组织管理，提高机械的使用率，合理选择通风方式，并进行详细地计算，确定合理的通风量和通风设备。加强施工信息化管理，这些施工组织可以提高长大隧道的施工速度。

参考文献

[1]刘世院.石鼓山長隧道独头掘进通风处理技术探讨[J].科技传播。2011

[2]王进志.长大斜井快速施工关键技术[J].铁道建筑技术2011