论隧洞贯通的施工安全技术

摘    要：隧洞施工贯通时出现对接偏差，发生安全事故的机率较大，风险较高。掌握隧洞贯通的施工安全技术、监控量测手段，对积累隧洞施工经验、减少安全事故的发生有重要的现实意义。

关键词：隧洞贯通;监控量测;超前支护;爆破安全;技术交底

1  引言

隧洞贯通时的施工安全技术要求较高，往往由于施工单位在贯通施工时技术交底不到位，测量误差大，风险评估不准，准备工作不到位而造成隧洞对接偏差大、安全事故多等等问题。本文将结合工程实践对隧洞贯通的施工安全技术进行分析。

2  工程概况

某矿山尾矿库工程截排洪系统主隧洞全长2375m，主隧洞采用圆拱直墙式断面，净断面尺寸为底宽4.5m×高5.0m，开挖毛断面尺寸为宽6.2m×高6.7m，采用型钢拱架+锚喷联合初期支护、现浇C25砼二次衬砌的组合式支护方式。由于该隧洞较长，工期紧，在隧洞中部K1+065樁号处设一措施洞，形成四个作业面面掘进，将形成两个隧洞贯通点，初步选定为桩号K0+700及K2+000。

3  贯通点地质条件分析

桩号K0+700处为V1类围岩，隧洞埋深40米左右，围岩以第四系更新统一冰期冰碛及冰水沉积为含块石为主，局部少量块石，地下水以孔隙潜水为主，富水较差，洞身开挖后呈雨滴状从块石及含块石砂质粉土中渗出，围岩极不稳定，不能自稳，变形破坏严重，容易出现大面积塌方现象。

桩号K2+000处为V2类围岩，隧洞埋深119m左右，围岩以震旦系下统苏雄组强风化碎裂岩化凝灰岩为主，局部为断层碎粒岩，灰紫色，凝灰结构，块状构造，节理裂隙发育，裂面粗糙，岩体破碎～极破碎，呈碎裂状结构;地下水以基岩裂隙水、构造裂隙水为主，富水性好，洞身开挖后呈雨滴状或线状流水从裂隙中渗出，开挖至断层破碎带附近时会出现突然涌水、突泥，且水压高、水量大;围岩不能自稳，变形破坏十分严重，局部出现冒顶、塌方现象。

通过两处贯通点的地质状况分析，两处贯通点的地质条件都不是很好，V类围岩，围岩不稳定、有裂隙水、易塌方等，故该隧洞的贯通施工安全技术措施显得更加重要。

4  贯通总体方案

（1）贯通施工坚持“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

（2）贯通选择单方向进行，在该隧洞上游与下游贯通距离剩余20m时，主隧洞上游掘进工作面必须停止作业。

（3）贯通应小断面进行，在距离贯通5m时应采用钻杆在隧道中部探穿，探穿后及时调整炮眼布置，采用小导洞贯通，小导洞的半径控制在1.0m，待贯通后扩刷至设计断面。

5  贯通前的施工测量控制和变形监控量测

（1）在贯通距离50m时，由施工单位测量队对洞口进行导线和水准复测，满足四等导线和四等水准的精度要求。在严格控制洞外平面控制测量精度的前提下，洞内平面控制测量对于隧洞的顺利贯通起决定性作用。隧洞内高程控制测量可采用光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量，能较好的提高工作效率。

（2）隧洞贯通前应加密布置变形监控量测点，间隔5m布置一处净空变化、拱顶下沉观测桩，每天进行监控量测。

①水平收敛。在确定量测的断面开挖支护后2小时内，在隧道各台阶分界面以上1.5m位置各埋设1组测桩，并进行初始读数。量测方法采用全站仪无接触量测。②拱顶下沉。在确定量测的断面开挖支护后2小时内，在隧道拱顶部位埋设1个测桩，并进行初始读数。量测方法采用全站仪无接触量测。③量测数据整理、分析与反馈。每次量测后应及时进行数据整理，并报项目总工程师审核，预测可能出现的最大值和变化速度。当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进并分析原因，根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加强超前支护、增加钢架等加固措施。

6  隧洞贯通的施工安全技术

隧洞贯通前应派专业技术人员对贯通点上下游的围岩变化、涌水量情况进行收集、整理、对比，判断是否会有断层、空洞等不利地质状况，是否采取加密、加强初期支护等方案保证顺利贯通。

6.1  超前小导管施工安全技术

贯通段拱部135°范围内采用Φ42注浆小导管超前支护，环向间距25cm，长4.5m，每3榀钢架设置一个循环。小导管注浆材料为水泥浆液，水泥浆液水灰比：1：1（重量比），注浆压力0.5MPa～1.0MPa。注浆前先喷射混凝土厚度5m～10cm封闭掌子面，以防工作面坍塌，注浆由下至上顺序进行，注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压（1.5MPa）时方可结束注浆。注浆后要将注浆孔堵塞密实，浆液强度达70%以上，或4小时后方可进行开挖面工作。

6.2  开挖施工安全技术

贯通前5m范围开挖严格按照每循环开挖长度不大于1榀钢架间距，采用弱爆破机械辅助开挖方式，减少对围岩扰动，接近外轮廓的部分采用人工开挖修整。对于不能直接使用弱爆破或机械开挖的部分，人工使用风镐凿除。严格控制超欠挖，开挖结束后应立即进行初期支护。

6.3  钢拱架施工安全技术

钢拱架加工试拼合格，经监理工程师检验认可后方可用于施工。钢拱架的架设在隧道初喷混凝土后进行，必须垂直于隧道中线，钢架之间用纵向钢筋贯通联接，使各榀钢架连接成整体共同受力，纵向连接钢筋按环向间距1.0m设置。为保证钢架置于稳定的地基上，钢架两侧底角设置纵向贯通的20a槽钢，间隙必须用喷射混凝土喷填。钢架架设后要尽快喷射混凝土将钢架全部覆盖，保护层厚度不得小于3cm，使钢架与喷射混凝土共同受力。

6.4  锚杆施工安全技术

墙拱部采用Φ20砂浆锚杆，长3.0m，环向间距1.0m，纵向间距1.0m，梅花型布置，每延米10.5根;系统锚杆径向布置，尽量使锚杆与岩层面垂直。钻孔时对准布设的孔位慢慢钻进，直至设计深度。孔位钻进至设计深度后，用水和高压风洗孔。检查锚杆间距、长度、角度是否符合要求，发现不合格废弃重钻。

6.5  钢筋网片施工安全技术

采用Φ8钢筋，网格间距20cm×20cm，单层或双层设置，网片搭接长度不小于1个网格。钢筋焊接前先将钢筋表面清理干净，钢筋条交点必须焊接。加工后的钢筋网片应平整，钢筋表面无伤痕，表面不得有油污，片状锈蚀。安装网片在初喷混凝土终凝后进行。钢筋网片随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙不小于4cm。

6.6  爆破安全措施

（1）在隧洞贯通点上游工作面与下游工作面剩余20m时，隧洞上游工作面停止掘进，由下游工作面单向贯通。

（2）在距离贯通50m时，两个工作面装药前必须相互通知，提前撤人，做好警示标志，接到井下人员撤离至安全位置通知后再响炮。

（3）放炮前，专职爆破员必须认真检查连线情况，防止错联、漏联现象的发生。

（4）每次放炮后必须及时通风，通风30分钟以后，先由爆破员和通风员及班组长进入工作面，检查支护、爆破及有毒有害气体情况，确认安全后，方可通知其他人员进入工作面。

（5）当出现瞎残炮时必须通知专职爆破员处理，严禁私自处理。

7  结束语

隧洞贯通必须制订详细的专项施工方案，并根据现场具体情况及时调整、完善方案，同时对施工班组进行详尽的施工技术交底，避免出现贯通偏差及发生安全事故。该工程隧洞两处贯通点由于施工编制完善、施工安全合理、技术交底扎实、监控量测到位，实现了贯通中线误差小于10cm、高程误差小于10cm，未发生质量安全事故的预期目标。为V类围岩中的隧洞施工提供了实践经验。

作者简介：

罗昌民（1971—）汉族，籍贯：四川江安，高级工程师，主要研究方向：治金矿山工程技术。