单线铁路长隧道快速掘进施工模式的探究

李征文

摘要：此次就隧道爆破技术发展情况以及基于钻爆法施工技术上，对单线隧道爆破掘进技术形式以及未来发展方向进行分析，对当前我国在隧道爆破环节常见问题点进行阐述分析。

关键词：隧道 快速掘进 施工

作为常见的地下长细结构，隧道工程施工难度以及施工周期往往较长。此外，由于无法通过不断增加资源投入而缩短施工周期效果，因此对于长大隧道施工周期通常是整个线路乃至整个工程项目发展的咽喉。该部分的施工效率同时对整个工程的施工周期以及工程项目收益等带来一定影响。探索更为有效的长隧道快速掘进模式，已然成为时下行业发展的迫切需求。

一、钻爆法技术分析

包括钻爆法、机械开挖法以及机械结合钻爆开挖法三种为当前隧道施工主要有效形式。通常对于常规岩石隧道而言，往往采用隧道掘进机进行开挖，而由于掘进机在较硬的岩石环境下其开挖效率往往不高，且整个设备造价昂贵，每次运行对于动力能源等的消耗巨大，整个设备在运输以及组装等方面均存在一定的阻碍。因此，对于国内一些工程项目而言，目前仍然采用钻爆法进行隧道的掘进施工，特别对于长度在4公里左右的短隧道工程项目，钻爆法的施工形式占比达到70%以上。

基于钻爆法施工形式，主要分为钻孔、装药、爆破、施工通风、施工支护以及装碴运输等六个步骤。基于钻孔流程应当预先对炮孔方案进行设计，包括炮孔位、方向以及深度等进行计算分析。针对单线隧道全断面开挖，选用钻孔台车装备中型凿岩机，实际钻孔深度达2.5-4米;在隧道掘进过程中往往需要进行掏槽孔以及周边空内炸药的填充。通常以硝胺炸药为主要装填料，一些情况下也会选用胶质炸药。实际炸药的装填效率通常为70%左右的炮眼长度，对于周边孔的炸药装填量则会相对小些。此外，为了进一步缩短整个装药过程，通常可以将硝胺炸药研制成长的管状药卷，从而更为方便装载，基于特定的装药设备将药粉射入炮孔内也是较为有效形式之一。对于爆破环节而言，在进行全断面的开挖过程中，为了进一步避免爆破可能对周边围岩造成的影响，同时为了确保整个爆破的效果，因此多采用分时间区间爆破的电雷管以及毫秒雷管来起爆。在拱部位置往往采用光面爆破形式，对于边墙则采用预裂爆破形式，非電引爆的导爆索形式最近也逐渐为业内所接受，逐渐应用开来。对于施工通风而言，其主要目的视为了更好的有效的排出隧道内存在的有害气体以及设备所排放的一氧化碳等气体，并给隧道不断补给新鲜空气，确保隧道内作业人员安全以及工作环境的改善。除此之外，在隧道开挖过程中务必做好相关隧道支护工作，从而降低围岩松动可能，避免工程塌方事故。构件的支撑以及喷锚支护是当前施工支护重要两种形式。而木材、金属件以及钢木混合构件等均是常用的构件支撑形式。装碴运输环节是整个隧道掘进必不可少的过程。实际在隧道掘进过程中，装碴机有多种类型方案。对于运输使用机车主要由内燃机牵引车、电瓶车等;而用于运输的车辆则主要有槽氏列车、大斗车以及较为大型的自卸汽车等。而运输线路又分为有轨以及无轨两种形式。

二、单线隧道的爆破掘进技术分析

2.1爆破器材选择

实际爆破器材的技术发展是当前影响隧道爆破技术向前发展的主要原因之一。常见的比如在作业现场往往会遇到采用光面爆破形式实际所需要的小药卷炸药存在供应困难方面的问题，而为了克服该问题则通常将其改装为直径范围在20毫米、22毫米以及25毫米等不同直径的大小的炸药药卷，随后基于一定的施工要求进行作业。而基于该方案因为只是简单将其直径减小，因此整个炸药最终的稳定性以及最终爆破所产生的威力等方面未必能够满足实际需要。当前，大都需要隧道光面爆破的依然采用导索爆以及竹片等间隔装药形式。所以，对于当前隧道以及地下工程施工的需要，探究更为适合的爆破器材是必须的。通常而言，具备50毫秒至200毫秒微差间隔，半秒、秒查等多个样式雷管可以在20段之上的产品，从而确保大断面隧道爆破需要。除此之外，炸药还应当分为常规型、耐水型以及瓦斯隧道使用等不同方案，在爆破威力方面则可以依据爆破实际需要分为高威力、中等为例以及低爆速光面等形式炸药。对于炸药直径则应当兼具10-40毫米，长度为20-60毫米不同规格的成品药卷。

除此之外，依据不同的断面尺寸，对于钻爆机械的选择以门架液式钻孔台车以及二臂全液压钻孔台车。例如TH568-10门架式凿岩台车，该设备钻眼速度极快，且工况质量方面表现也较为稳定。往往打眼、装药平行作业，并基于其它快速装药形式，工作面各道工序之间的衔接较为紧凑，大大节省了实际循环时间。此外，单线隧道没有加宽，V类围岩开挖断面宽度达到5.4米，高度则有7 2米，二臂液压钻孔台车其高度达到3.05米，宽度达2.5米，实际液压臂覆盖面积可以达到12-90平方，因此完全适用于单线铁路的隧道施工钻孔中。

2.2机械化炸药装填

现阶段，依然存在相当一部分隧道爆破作业采用人工炸药装填形式，即便对于当前要求极为严格的高铁线路隧道爆破作业也存在一部分人工炸药装填的形式，这也给整个隧道的施工以及爆破效率等方面造成极大影响。因此，依据不同隧道爆破需要研发出更为合适的机械化装药形式，是当前迫切需求。

2.3爆破技术创新

掏槽爆破以及周围轮廓线的控制是整个隧道爆破施工环节最为关键控制要点。实际由于现阶段大多数的隧道施工爆破循环进尺为3-5米。往往选用设计相对简单的复式楔形掏槽后实际效果相对较好，因此基于复式楔形掏槽形式已然成为当前最为常用的掏槽形式。

2.4施工模式与管理

目前，我国在隧道掘进技术方面已经取得一定进步，大量先进配套设备均得以应用于实际施工中。而在先进的施工设备以及技术的配套环境下，要想更为快速的实现隧道的掘进，则应当注重管理。拥有先进的机械设备以及施工技术只是说明当前工程项目具备快速掘进的条件，而最终能否达到高效以及高产的效果则主要受制于现场管理手段的科学性以及合理性。唯有构建一套相对完善、科学的管理方案以及管理体制，对现场各项工作进行统筹规划，最终方能实现隧道的快速掘进效果。此外，在工程开始前对整个隧道掘进技术档案综合性评估十分必要，如若未经过科学论证以及可行性分析的设计方案，在实际施工中需要有轨以及无轨交错进行，势必对于配套设备需求更为复杂，严重影响整个工程的施工效率以及工程进度。

三、结束语

单纯就施工设备而言，我国目前已经具备当今世界全部的先进设备，并同时掌握了一些核心技术。此外，在隧道的修建长度、掘进开挖速度、隧道工程施工质量以及科研技术水平等方面均以及达到世界先进水平。无论基于有轨还是无轨施工方案，相关技术均已较为成熟。未来随着隧道开挖环境等越来越复杂，一些潜在问题将逐渐暴露，因此对于一些潜在问题隐患等，应当及早发现，并采取有效措施进行规避，尽可能缩减工程费用支出，继而达到工程效益最大化，为企业发展谋取更多基础条件。

参考文献

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