全断面隧道掘进机施工策略分析

谭光华

[摘要]随着社会经济的不断发展，工程建设也在不断发展。通过隧道建设可以促进国家的经济技术发展，在隧道施工过程中，全断面隧道施工是比较重要的，要想促进全断面隧道施工的正常有序进行，必须选择科学合理的施工方法。其中全断面隧道掘进机施工方法应用范围是比较广泛的。隧道施工环境往往都比较恶劣，只有掌握隧道具体施工情况，建立全断面隧道施工模型，才能最终确定出科学合理的隧道施工方案。本文主要进行全断面隧道掘进机施工策略分析。

[关键词]全断面隧道；掘进机；施工策略；分析

近年来，随着我国施工技术的不断发展，隧道开挖技术也得到了完善和创新，在全断面隧道施工当中，具体的施工技术方法越来越多，施工技术也越来越先进，有效提升了隧道施工质量。在全断面隧道施工过程中，施工方法选择是关键，要想选择科学合理的全断面隧道施工方法，必须在了解隧道形状以及大小的基础上，进行数学模型有效建立，再通过对模型求解的方式对比多种施工方法的优缺点，最终选择最佳施工方法。但在当前的全断面隧道施工策略研究当中，还存在一系列尚待解决的隧道开挖问题以及施工技术应用问题。

一、全断面隧道施工方法研究

在当前的全断面隧道施工当中，经常用到的施工方法主要有三种，第一种隧道施工方法是掘进机施工方法，第二种施工方法是钻爆法，第三种施工方法是两者结合施工方法，在隧道施工方法选择当中，要根据隧道地质地层实际情况进行合理选择。

全断面隧道掘进机主要有三种，第一种是岩石掘进机，在岩石掘进机当中，敞开式掘进机适合应用在围岩相对稳定的地质条件下，护盾式掘进机适合应用在破碎性围岩当中；第二种是盾构，其中有加压盾构，适合应用在承压水强度比较好的地当中和软土底层当中，平衡式盾构又分为改良型盾构和一般型盾构，前者主要应用在压力较强、粘土含量少的地层中，后者主要应用在粘土含量高的岩层以及砂层当中，另外还有气压式盾构，其应用次数是比较少的，第三种是混合式盾构，是由多种盾构组成的，其主要应用在砂卵石以及土层等各种混合底层当中。

二、全断面隧道施工方法的具体应用情况研究

在隧道施工策略选取当中，还要结合隧道施工具体进展情况，在考虑隧道施工所用成本的基础上进行合理选择。影响隧道施工成本以及施工进展的因素主要有隧道附近环境条件、隧道底层情况以及隧道大小等。

（一）隧道附近环境条件影响研究

在具体的隧道施工方案设计和施工方法选择当中，必须结合隧道环境条件进行选择，比如在河海地下以及陆地地下隧道具体施工当中，最好不要选择钻爆法进行隧道施工。在以往的隧道施工过程，因为施工技术和设施不完善，导致隧道施工无法正常有序进行。如今，盾构技术得到了良好发展和应用，大大提升了隧道建设质量和水平。在很多地区隧道建设当中都已经应用了先进的盾构技术，取得了比较显著的应用效果。

（二）隧道经过地层地质情况影响研究

在具体的隧道施工过程中，隧道经过地层地质情况对隧道施工质量的影响力是比较大的，会直接影响到全断面隧道施工的正常有序进行。

在全断面隧道施工方法的具体选择当中，应当选择钻爆法还是应当选择掘进机施工方法，必须在掌握相关施工条件的基础上进行确定。

要想确定选择全断面隧道岩石掘进机施工方法，一方面，要掌握具体的选用标准要求，选择全断面隧道掘进机施工法的通常都是圆形隧道。其隧道开挖直径控制在6米左右，其具体长度是直径的700倍之上，在这种条件下，选用全断面隧道掘进机施工方法进行施工的成本最低，另外还要保证围岩抗压能力60-105MPa之间，通常来说，如果选择钻爆施工方法的，需要用到前期准备时间在98天，如果选择掘进机施工方法的话，需要用到的前期准备时间在280天。

另一方面，要想准确选择全断面隧道掘进机施工方法，还要了解哪些地质条件不适合掘进机方法应用。对于断层破碎带地质条件下的地层来说，是不适合应用掘进机隧道施工方法的，在那些穿过涌水以及暗河等的地层来说，也不适合应用掘进机隧道施工方法。因为如果应用掘进机方法进行隧道施工的话，会导致经常性停机事故发生，阻碍隧道施工正常有序进行。

（三）隧道大小差异性影响研究

对于引输水隧道断面来说，其往往都是圆形的，在隧道尺寸大小符合相关标准要求的基础上，可以选择掘进机隧道施工方法进行施工。当隧道断面过大之后，可以进行二次成洞操作，首先选择一台小掘进机进行导洞操作，然后在使用相关扩张设备的基础上进行尺寸扩大化操作，其中通常用到的扩大设备是扩孔机。

相关研究结果表明，在公路以及铁路隧道施工过程中，掘进机首次成洞需要的开挖量是比较大的，往往都会选择混合施工方法进行隧道施工，要使用掘进机进行导洞有效开挖，再使用钻爆设备进行扩挖操作，最终完成成洞操作。在这个成洞过程中，主要应用到单导洞方法和双导洞方法。

在全断面隧道施工方法选择当中，两种施工方法各有利弊，各有应用优点和缺点，所以，如果能够满足相关施工环境和其他标准条件的话，最好使得两者并存應用。

三、隧道施工技术综合应用研究

至今为止，隧道施工技术方法变得越来越多，越来越先进，因此综合应用效率也在不断提升。在综合技术力量当中，不仅有相关施工设备，还有施工技术人员，只有保证施工设备完善、施工技术人员综合素质足够高，才能保证隧道施工正常进行。以往我国的全断面隧道掘进机施工技术还尚待发展，掘进机属于一种高端产品，专业技术人员比较少，因此，由于各方面因素的限制，掘进机隧道施工方法的应用范围还尚待扩大。

如今，随着我国综合实力的不断增高，我国隧道建设技术得到了快速发展，施工范围也在不断扩大，因此全断面隧道掘进机的数量也在不断增多，应用范围也在不断扩大，给我国隧道施工正常有序进行增添了一份技术保障。相信在不久以后，我国的全断面隧道掘进机施工水平会有突飞猛进的增长。

四、结语

随着科学技术的不断发展，隧道建设也变得越来越重要，隧道问题会给人们的生活带来严重的危害，因此必须根据隧道施工实际情况选择科学合理的施工方法。在全断面隧道施工方法选择当中，必须结合隧道环境、地质以及大小等情况，在增强隧道施工技术的基础上进行隧道施工方法合理选择。还要保证施工方案设计部门和施工部门密切配合，促进全断面隧道施工的正常有序进行。