蘇承月

(江西省水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，江西 南昌 330001)

1　工程概況

江西省德興潤(rùn)泉供水工程引水隧洞位于樂(lè)安河水系支流長(zhǎng)樂(lè)水的上游，輸水線路從盤(pán)石山水庫(kù)大壩至塢石村后山總長(zhǎng)2983 m，其中進(jìn)口明鋼管段長(zhǎng)139 m，跨長(zhǎng)樂(lè)河倒虹管長(zhǎng)49.5 m，隧洞長(zhǎng)2748.5 m。輸水隧洞布置在盤(pán)石山水庫(kù)左岸，隧洞進(jìn)口布置在大壩下游139 m處，出口布置在烏石村后，洞身分為兩段，1#洞長(zhǎng)1079 m，從隧洞進(jìn)口樁號(hào)K0+139至倒虹管樁號(hào)K1+218，該洞段縱坡為i=2.623%；2#洞長(zhǎng)1669.5 m，從樁號(hào)K1+313.5至隧洞出口樁號(hào)K2+983，該洞縱坡i分為兩段，其中樁號(hào)K1+313.5～K2+395.6洞段坡比i=-3%，樁號(hào)K2+395.6～K2+983洞段坡比i=-1%。

2　小斷面隧洞開(kāi)挖存在的問(wèn)題

隧洞進(jìn)口50 m范圍內(nèi)的開(kāi)挖施工，基本上可以按照常規(guī)施工要求進(jìn)行開(kāi)挖和臨時(shí)支護(hù)工作。但是，在隧洞開(kāi)挖50 m之后，施工操作就比較困難，直接影響到施工周期，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

2.1　出渣方面

本工程在進(jìn)行隧洞開(kāi)挖過(guò)程中，有大量的石渣需要運(yùn)出，必須借助運(yùn)輸車輛來(lái)進(jìn)行裝運(yùn)。但是，小型隧洞只能使用小型農(nóng)用自卸車，無(wú)法有效地對(duì)開(kāi)挖出來(lái)的石渣進(jìn)行外運(yùn)。并且，運(yùn)輸車輛在連續(xù)使用一段時(shí)間之后，容易出現(xiàn)故障。

2.2　通風(fēng)排煙方面

在隧洞開(kāi)挖過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一系列的煙塵，主要來(lái)源于農(nóng)用車輛排出的尾氣和隧洞爆破開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)的煙塵。在施工過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置通風(fēng)排煙設(shè)備[1]。

隨著隧洞開(kāi)挖工作的不斷進(jìn)行，需要更多的時(shí)間來(lái)對(duì)煙塵進(jìn)行排放。雖然，對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，但是，由于受電壓、空間等方面的影響，使得通風(fēng)機(jī)的效果無(wú)法充分的發(fā)揮起來(lái)。隧洞開(kāi)挖進(jìn)尺不斷的延長(zhǎng)，通風(fēng)機(jī)需要進(jìn)行排煙的時(shí)間越長(zhǎng)，這直接影響了施工周期[2]。

2.3　洞內(nèi)動(dòng)力電源電壓方面

隧洞在進(jìn)行開(kāi)挖過(guò)程中，開(kāi)挖的進(jìn)尺不斷地延長(zhǎng)，隧洞內(nèi)設(shè)備的電壓也在不斷的下降。如果在開(kāi)挖之前，電纜所架設(shè)的斷面太小的話，在后續(xù)的隧洞開(kāi)挖過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)電壓下降的情況，導(dǎo)致施工過(guò)程中的機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常的運(yùn)行。

3　小斷面隧洞開(kāi)挖施工技術(shù)

3.1　通風(fēng)、排水布置

3.1.1通風(fēng)布置

在進(jìn)行通風(fēng)設(shè)備布置時(shí)，設(shè)置兩個(gè)水平彎段可以有效延長(zhǎng)通風(fēng)時(shí)間。將出風(fēng)口設(shè)置在主洞斜井的施工區(qū)域，可以逐漸增加隧洞上下游的高度差，使得煙塵不斷的向上游匯集，無(wú)法走向出口方向。通過(guò)對(duì)實(shí)際的情況進(jìn)行分析之后，為了更好地將隧洞內(nèi)的煙塵排出洞外，需要借助2×55 kW軸流通風(fēng)機(jī)將新鮮空氣輸入洞內(nèi)。在進(jìn)行斜井施工過(guò)程中，需要在隧洞內(nèi)架設(shè)風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)設(shè)備相結(jié)合能夠順利排出煙塵。

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頂，并且須要在排水出口外部設(shè)置圍擋來(lái)進(jìn)行水流的阻擋，這樣才能確保不會(huì)出現(xiàn)倒灌的現(xiàn)象。此外，須要在排水口的出口位置設(shè)置集水井，借助55 kW的離心泵將積水的水位下降到要求為止。

3.2　爆破方案設(shè)計(jì)

3.2.1洞臉明挖

實(shí)施爆破工作的基本原則：在爆破操作之前，須要對(duì)爆破區(qū)域進(jìn)行淺挖，分段來(lái)進(jìn)行起爆；為了有效地保證邊坡質(zhì)量，減少爆破對(duì)其的干擾，保證邊坡的穩(wěn)定性，需要在靠近邊坡區(qū)域來(lái)進(jìn)行爆破。

爆破設(shè)備的選擇：需要選擇風(fēng)動(dòng)鑿巖設(shè)備、電動(dòng)空壓機(jī)等設(shè)備配備人工裝藥，借助起爆器來(lái)對(duì)炸藥進(jìn)行起爆。

爆破具體參數(shù)的確定：炮眼的直徑以選擇的施工機(jī)具為標(biāo)準(zhǔn)，選擇直徑為42 mm的設(shè)備；爆破采用的方式為開(kāi)挖淺孔，安裝炸藥來(lái)進(jìn)行爆破；炸藥的單耗q=0.5 kg/m3；炮孔的開(kāi)挖深度大約為2 m；炮孔之間的孔距大約為1.5 m；炮孔之間的排距大約為1.5 m；單孔裝藥量大約為2.25 kg；光爆孔的炮孔深度大約為2 m，炮孔之間的間距大約為0.8 m；線裝藥密度取q線=0.25 kg/m。

3.2.2施工方法

為了保證邊坡面的平整性，減少對(duì)邊坡不必要的開(kāi)挖操作，須要借助光爆法來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖操作[3]。按照施工要求來(lái)對(duì)開(kāi)挖邊坡線和坡比進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助鑿巖機(jī)來(lái)對(duì)炮孔進(jìn)行鑿孔，炮孔之間的距離為0.8 m，井炮孔的斜率控制在要求范圍內(nèi)，并且孔與孔之間的誤差控制在10 mm以內(nèi)。最后再安裝炸藥，進(jìn)行起爆。

3.3施工測(cè)量3.3.1平面控制網(wǎng)

甲方需要提供一些測(cè)量數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)等，施工人員需要對(duì)其提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的復(fù)核，確?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的準(zhǔn)確度和精度，這樣才能有效的保證后續(xù)的施工質(zhì)量。對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核之后，需要進(jìn)行施工平面控制網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)置，并且計(jì)算出各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)差，全面地分析出控制網(wǎng)的精準(zhǔn)度，然后上報(bào)給監(jiān)理進(jìn)行復(fù)核。

3.3.2隧洞測(cè)量

對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)之后，需要對(duì)隧洞的控制網(wǎng)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置方式如下：基本導(dǎo)線主要用于對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行測(cè)量；二級(jí)導(dǎo)線主要是用于施工的放樣工作。本階段需要借助全站儀來(lái)對(duì)中線進(jìn)行標(biāo)定，之后再進(jìn)行開(kāi)挖工作。每次完成爆破工作之后，需要再次對(duì)中線、腰線進(jìn)行標(biāo)定，并且繪制出開(kāi)挖的輪廓線。

3.4　隧洞開(kāi)挖

3.4.1單孔裝藥量和裝藥集中度計(jì)算

本工程由于隧洞面積較小，需要按照“短進(jìn)尺，多循環(huán)”的方式來(lái)進(jìn)行操作，并且采用全斷面光面爆破的方式來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖工作。采用型號(hào)為YT-28手持氣腿式風(fēng)鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行鉆孔操作，并且在進(jìn)出口處需要設(shè)置電動(dòng)空壓機(jī)，確保在進(jìn)行隧洞開(kāi)挖過(guò)程中能夠?qū)L(fēng)接入到洞內(nèi)，并且供風(fēng)管道需要沿著洞的一邊進(jìn)行鋪設(shè)，洞內(nèi)照明設(shè)備需要配置低壓電源。

炮眼直徑為42 mm，藥卷直徑25 mm，則不耦合系數(shù)為42/25=1.68。根據(jù)巖性，孔距E取0.45 m，抵抗線W取0.55 m，則E/W=0.82。炮孔深度取L=1.8 m?？捎晒?1)計(jì)算：

Q=[(E+W)L+EW]×0.1×(Rb/1.4)1/2/ZD

(1)

3.4.2掏槽方法及炮孔布置

圖1為炮孔的布置圖，4、5空為空孔。為了有效地控制隧洞開(kāi)挖的面積和施工鉆孔操作，需要將孔口設(shè)置在圓周上，孔底落在圓周上，并且每一個(gè)炮孔都帶有一定的角度。

圖1　炮孔布置圖

3.4.3起爆網(wǎng)絡(luò)、起爆順序

借助掏槽、導(dǎo)爆管來(lái)進(jìn)行藥包的起爆工作。在進(jìn)行管道連接時(shí)，如果長(zhǎng)度不夠，可以采用導(dǎo)爆管串接的方式來(lái)進(jìn)行。但是，導(dǎo)爆管的連接處不得進(jìn)入雜質(zhì)和水分。

起爆的順序如下：先進(jìn)行中心槽眼的開(kāi)挖；開(kāi)挖一般槽眼；開(kāi)挖輔助眼；開(kāi)挖周邊眼；開(kāi)挖底腳周邊眼；最后開(kāi)挖光爆眼。

3.4.4安全處理

巖體進(jìn)行爆破之后，會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，因此，須要安排專業(yè)的人員來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理，并且及時(shí)開(kāi)挖爆破之后遺留下的盲炮。爆破工來(lái)對(duì)盲炮處理之后，須要有專門(mén)的人員來(lái)對(duì)其進(jìn)行復(fù)核檢查。

4　施工注意要點(diǎn)

(1)在施工過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際的施工情況來(lái)確定炸藥量。為了保證爆破效果，對(duì)于一些裂縫發(fā)育的地段，需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)孔距至350～400 mm，降低D值。

(2)龜裂掏槽與爆破的質(zhì)量有著直接的關(guān)系。為了保證爆破的效率，需要將掏槽孔偏差控制在允許偏差范圍內(nèi)。

(3)為了確保爆破炸藥的集中度，需要在底層安裝完炸藥后，填入200 mm深的炮泥，然后再進(jìn)行二層炸藥的填充，最后再用炮泥來(lái)對(duì)孔進(jìn)行密封處理。在進(jìn)行彈藥的安裝過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照爆破規(guī)程要求來(lái)進(jìn)行操作，不可擅自進(jìn)行改變。炸藥安裝完成的炮孔宜使用黏土對(duì)其進(jìn)行密封處理。

5　結(jié)　論

在小斷面隧洞開(kāi)挖施工時(shí)，通過(guò)采用上述方法取得了良好的效果，通過(guò)“短進(jìn)尺、多循環(huán)”的基本原則進(jìn)行光面爆破開(kāi)挖施工，保證了小斷面隧洞施工的安全性，隧洞圍巖未出現(xiàn)裂縫和坍塌現(xiàn)象，隧洞斷面殘孔率較高，取得了良好的施工效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李伯昌.小斷面隧洞開(kāi)挖施工方法[J].黑龍江水利科技，2014(1)：33-35.

[2]陳兵.小斷面隧洞機(jī)械開(kāi)挖與鉆爆法開(kāi)挖對(duì)比分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2017(9)：164-165.

[3]夏駿，丁曄，方宗友.小斷面隧洞光面爆破施工技術(shù)探究[J].西北水電，2017(4)：115-118.