小断面粘土岩铣挖施工技术分析

王 宁

（甘肃省水利水电建筑安装工程有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

1 工程概述

1.1 工程特性

文章选择青海省贵德县拉西瓦灌溉工程作为主要参考工程，在该工程中，所涉及的参数标准大体如下：

（1）支渠六标段17#。

（2）有关支渠的隧洞全长满足628 m的施工要求。

1.2 主要施工内容及主要工程量

在进行青海省贵德县拉西瓦灌溉工程中，本标段所涉及的隧洞情况以开挖工作为主，通过合理的手段进行支护处理，以此来完成相应的工作内容，详细情况如下所示：

（1）有关Ⅴ类的围岩开挖工作内容。

（2）有关钢拱架的施工内容。

（3）有关钢筋网的安装工作。

（4）利用C20喷砼来完成相应的工作任务，有关17#支渠隧洞主要工程量如下所示：

表1 17#支渠隧洞主要工程量

2 施工部署

（1）施工通道。在本标段中，共涉及隧洞数量为1个，并选用进口与出口的同步掘进方式，为了满足施工需求是以临时道路的修建为主。

（2）在开展通风系统的设计的过程中，需要严格遵循相关标准，并依照实际情况进行内容上的调整，进而来确保后续工作能够顺利开展。而在水资源管控以及电力资源管控方面，则要施工总平面布置要求作为核心内容，以此来满足施工单位的施工需求，在成本管控效率方面也能够得到有效保障，对于施工人员自身的生命健康安全也会产生较为有效的影响。

（3）对于施工单位而言，想要确保小断面粘土岩铣挖施工技术能够顺利开展，则需要对有关洞内出渣车的错车道进行相应的设置与调整，既要满足铣挖机掘进以及出渣工作的要求，同时在布置合理性方面也要加以调整，以此来确保隧洞的整体质量能够得到有效提升。在这一过程中，施工单位应当对隧洞结构的出口以及进口区域进行200 m的位置捕捉，并在这一区域内完成错车道的设计，以此来满足后续的工程需求。

（4）临时弃渣场布置。在开展本标工程施工时，由于该工程所涉及的隧洞断面数值相对较小，选用大型机械显然无法达到预期标准，且在工作效率方面无法得到有效保障。为了确保隧洞断面处理工作能够顺利开展，同时也是未来满足临时存渣场的布置需求，施工单位需要以铣挖机装渣，并利用三轮自卸车进行出渣，以平地作为基础来完成临时存渣场的布置，该区域最好在洞口区域附近，在这一过程中，需要施工单位依照实际情况进行地形内容的分析，并增强对施工条件的调整，以此确保整个工程能够顺利开展。

3 小断面粘土岩铣挖施工技术应用

3.1 施工程序安排

（1）为了确保整个隧洞施工工作能够顺利开展，施工单位在完成进点工作后，需要依照实际情况开展道路的建设与调整，增强临建设施的安全性管控，加强监督管理，以此来确保通风系统、水资源系统以及电力系统能够正常运行，不会危害人员的生命健康安全，以此来为后续的隧洞施工奠定良好的施工环境基础。

（2）通常情况下，施工单位在开展隧洞洞口的施工作业中，会根据实际情况进行掘进方法的选择，为减少隧洞洞帘开挖对生态环境的破坏，隧洞以“零劈坡”进洞，完成锁口后进行隧洞掘进，在完成一系列的工作内容后，还需要施工人员加强对锁口支护的操作，利用相应的设备完成支护工作后再进行后续的洞口开挖，这样不但能够有效提高进洞环节的安全性，同时还能够对整个工程进展产生积极有效的促进作用。

（3）上述提到，本标隧洞工程是以双向掘进模式为主，与其他方法相比，双向掘进模式能够满足同步性的操作需求，缩短施工周期，对整个工程质量也会产生积极有效的促进作用，在这一工程中，施工单位需要根据整个工程内容进行总进度的安排与分析，进而为后续工作奠定良好的基础。

3.2 洞身开挖施工方法

洞身开挖施工工艺是小断面粘土岩铣挖施工技术中不可或缺的重要组成部分，施工单位在进行工程设计时，会以粘土岩为施工环境，因而需要以铣挖机进行相应的挖装工作，铣挖机的功能同时具备铣挖和装渣，三轮自卸车配合。在开挖轮廓线方面，需要施工人员在施工中通过全站仪测量控制开挖轮廓，通过合理的手段进行10 cm的余量管控，最高的数值偏差不得超过20 cm，再加上人工配合的方式开展修整作业，能够极大程度上提高铣挖机的施工效率。比如在施工作业中，所涉及的区域为粘土岩段，则需要考虑该土质的特性，这时便不能够选用传统的可挖方式。在这一过程中，为了确保后续工作能够顺利开展，则需要将尺寸控制在1.0 m左右。

3.3 粘土岩开挖方法

3.3.1 施工准备

在开展粘土岩身开挖工作前，需要施工人员进行相应的准备工作，并在半个小时内完成水资源系统、电力系统的布设作业，确认安全性达到预期标准，所要使用的机具在性能方面满足预期要求，以此来确保开挖工作的整体效率与质量都能够达到预期标准。

3.3.2 测量放线

测量放线是开挖工作前不可或缺的重要内容，与最终质量有着极为密切的联系，施工单位在进行该工程应用时，应当以全站仪为基础，通过合理的手段进行导线控制与测量工作，明确放线要求，以此来确保所获取的数据精度能够满足预期标准。通常情况下，在开展测量作业的过程中，需要以专业人员为基础，通过循环作业的方式来完成相应的测设放样工作。在这一过程中，所要花费的时间也不能够超过半个小时，以免对后续的工作进程产生较为不利的影响。

3.3.3 超前支护

同样也是粘土岩身开挖前的准备措施，施工人员需要通过超前支护来完成相应的处理工作，在施工时间上，则要控制在两个小时以内，从而来确保后续工作能够顺利开展。在开展超前支护时，是以注浆小导管作为主要应用材料，因其本身满足单排孔的标准，且孔距上达到30 cm，能够有效满足粘土岩的洞身开挖需求。在导管的选择上，为了满足注浆循环的段长需求，则要将孔深数值控制在3.0 m，排距方面也要达到2.0 m，这样才能够确保后续工作能够顺利开展。此外，在浆液的选择上，则要以水泥浆为主，以此来确保相应的支护质量能够达到预期要求。

（1）在拱架型号方面，则是选用l14的工字钢作为主要内容，同时在顶拱的腹板区域上进行孔眼的设计，预处理。

（2）对于施工人员来讲，想要确保支护工作质量得到提升，且不会发生浆液倒流的情况，则要选用厚度达到10 cm的喷射砼开展全封闭工作，这样不但能够有效提高注浆压力的承受能力，还能够对人员的生命健康安全产生较为有效的保护工作。

（3）铣挖机开挖、出渣。正常情况下，施工单位在选用铣挖机开展相关工作时，所涉及的施工时间不能够超过4个小时，并要严格遵循开外轮廓线的规划标准，并以此为基础进行三马车的装载机出渣工作，进而来完成循环进尺的各项要求。

（4）设计轮廓线修整。该过程需要以人工开挖手段为主，施工人员需要等待铣挖机完成开外工作后，对相应的轮廓线进行预留处理，厚度上则需要满足10～20 cm的标准。而后，在进行轮廓线的修整与设计时，则要以YT28气腿式凿岩机作为主要的机械设备，加强对间距数值的控制，使其满足20 cm的数值要求，进而来确保凿岩工作能够顺利开展。由于整个工程是以人工开挖手段为主，因而需要施工单位及时进行安全防护的展开，避免人员的生命健康安全受到不利影响。

（5）钢支撑、挂网、锚杆。通常情况下，有关钢支撑的加工工作都是要由加工车间来完成相应的工作内容，整个过程会分为两部分，一部分是圆弧，另一部分则是拱腿，并利用钢板螺栓（1 cm厚度）来完成相应的连接工作，以此来满足钢支撑的加工需求。在进行拱腿结构的加工过程中，需要工作人员依照实际情况下料处理，而圆弧结构则是要以局部加工的方式为主，通过合理的手段来完成弯拱机的成型作业，确保最终的弧度能够满足预期标准。

由于整个隧洞工程所涉及的围岩种类具有差异性，在开展支护工作的过程中需要对相关设备的位置进行适当的调整，并对行走轮加以锁定，完成边支撑腿的安装工作，从而来确保相应的拱架装置能够维持在稳定的状态。

（6）喷混凝土。喷混凝土是小断面粘土岩铣挖施工技术中不可缺少的重要措施，施工人员在开展喷射工作之前，则需要对整个喷射面开展相应的检测，确认无误后才能够进行开挖面的清理，明确附石完全清楚后还要对堆积物以及渣滓加以清理，在确认石质情况满足相关标准的前提下，通过对高压水枪的利用来完成受喷面的吹洗作业。通常情况下，为了确保喷混凝土作业能够顺利开展，施工单位需要对整体的通风系统进行严格管理，加强对照明系统的管控力度，并根据不同类型的喷射需求进行局部性操作，严格遵循由下而上的施工要求，这样不但能够有效提高混凝土的施工效率，同时还能够为后续工作奠定良好的基础。此外，在开展施喷作业前，需要施工单位对喷层的厚度进行检测，确认无误后才能够进行相应的工作内容，以此来确保喷层厚度能够得到有效控制，进而来确保工序的设计内容能够顺利开展。

3.4 洞身支护施工

（1）施工人员需要针对V类围岩进行相应的支护处理，通过钢支撑装置、锚杆装置以及喷砼来完成联合性的支护工作，其中有关钢拱架设计支护间距应当满足80 cm的标准要求。

（2）钢拱架用锁锚杆进行锁定，锚杆采用Φ18的HRB400级钢筋，长度1.5m，入岩1.2 m，外露部分加工成“L”型与钢拱架翼板进行焊接。拱架之间采用Φ22钢筋连接间距40 cm。网片采用I级钢筋，钢筋网格需要遵循20 cm×20 cm的尺寸要求，同时，在全断面波浪形喷射方面，也需要使C20砼的厚度达到10 cm，进而来确保整个工程能够顺利开展，在施工效率方面也能够因此得到有效保障。

有关隧洞支护程序及方法详细情况如下所示。

表2 隧洞支护施工方法一览表

4 结论

综上所述，隧道工程对于我国社会发展而言有着极为重要的作用，施工单位在进行工程施工的过程中往往会受到不同因素的干扰，加上土壤地质的差异性明显，很容易会对后续工作产生较为不利的影响，使得工程质量与安全无法得到有效保障。为了避免类似的情况，则需要施工单位在面对小断面粘土岩时，依照相关标准开展铣挖技术的应用，明确钢拱架施工标准，增强支护效果，制定较为完善的资源管理手段，强调水资源与电力资源的系统应用需求，提高人员的安全意识，这样不但能够有效提高工程的施工效率，降低风险系数，同时还能够对施工单位自身的经济发展产生经济有效的促进作用，同时也是我国实现现代化工程建设中不可或缺的重要组成部分。