小断面隧道开挖及初支施工方法

铁路小断面隧道施工作业面全面开展比较困难，通过合理的施工方法，压缩各工序衔接时间，保证工序施工平行作业。

施工工艺和方法

1.正洞开挖

（1）施工工序

上台阶开挖拱部拱部初期支护：初喷混凝土封闭、挂钢筋网、安装锚杆和钢架、复喷混凝土

下台阶开挖边墙初期支护：初喷混凝土封闭、挂钢筋网、安装锚杆和钢架、复喷混凝土

（2）施工方法

上台阶开挖采用6台YT-28凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，预留光爆层爆破。下半断面采用8台YT-28凿岩机钻眼，光面爆破。上台阶由CAT200挖掘机扒碴，下台阶采用挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运碴。上台阶开挖较下台阶超前4～6m，开挖后及时施作喷锚支护，下台阶开挖后仰拱施工紧跟。

施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。

（3）施工注意事项

A.开挖采用光面爆破，一次进尺控制在0.8m左右；

B.格栅拱架安装就位后与拱腰、拱脚、锁脚锚杆、径向锚杆焊接牢靠，如遇拱脚位于软弱围岩上时，则应加强拱脚处理，采取支垫浇筑垫脚混凝土。勤量测拱顶下沉、周边收敛。

C.下台阶开挖为保证一次支护钢拱有可靠的支撑力，施作锁脚锚杆，一次开挖控制在3m之内。

2.隧道开挖光面爆破的施工工艺

（1）爆破器材的选用：起爆雷管选取用非电毫秒雷管。掏槽眼、掘进眼选用大药卷。周边眼选用小药卷及导爆索。

（2）掏槽方式：根据洞内围岩的地质特性，选用直眼掏槽法。光面爆破施工工艺框图（见图）。

（3）光面爆破的主要参数：

光面爆破参数表

岩石类别 周边眼间距E

（cm） 周边眼抵抗线W

（cm） 相对距离

E/W 装药集中度

q（kg/m）

极硬岩 55～70 60～80 0.7～1.0 0.30～0.35

硬 岩 45～65 60～80 0.7～1.0 0.20～0.30

软质岩 35～50 45～60 0.5～0.8 0.07～0.12

施工前根据围岩级别情况进行施工区段的钻爆设计，进行详细的技术交底，对风钻台数明确分工、分区，依据爆破效果及时调整各项参数。

（4）装碴运输

隧道洞内出碴采用挖掘机排险扒碴，装载机收碴配合，自卸汽车运输。衬砌台车采用中空式，出碴车可直接从衬砌台车下部通过，洞内弃碴按要求运往指定碴场并防护。派专人对运输道路进行养护、洒水维修，以保证出碴正常进行。洞内出碴防尘采用通风机辅以喷水水幕降尘法进行。

3. 超前支护

（1）超前支护措施为：φ42超前注浆小导管，在开挖之前完成。方法如下：

φ42超前注浆小导管工艺流程图

（2）小导管制作：小导管采用直径42mm，长3.5m无缝钢管制成，管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径6～8mm，具体见图。

小导管制作图

（3）钻孔：外插角一般5～7度，孔眼较钢管管径大2.0cm以上，钻孔做到：孔壁圆、角度准、孔身直、深度够、岩粉清洗干净，且沿隧道纵向两组小导管间保证有1.0米以上的水平搭接长度。

（4）注浆材料一般采用水泥砂浆（水灰比0.5～1.0），当围岩破碎，也可以采用水泥一水玻璃双液浆。并随施工情况随时调整技术参数和技术措施，以便确保施工的顺利进行。

4. 初期支护

隧道初期支护包括径向锚杆（φ22砂浆锚杆、φ25中空注浆锚杆）、格栅钢架、钢筋网、喷射混凝土，依据地质情况分别设置。初期支护施工程序图（如图）。

（1）砂浆锚杆工艺

测量定位：锚杆与岩体主结构面垂直布置，当主结构面不明显时，与隧道周边轮廊垂直布置，采用梅花形布置。根据设计及规范要求确定出锚杆位置后，做好标记。

钻孔及质量检查：用风动锚杆钻机或风钻钻孔在指定位置钻孔，并检查钻孔角度及钻眼深度，符合设计及规范要求后用高压水冲洗干净孔内石粉。

注浆：将注浆管插入孔底，随注浆缓慢拔出注浆管，根据注浆效果，随时调整注浆压力，以取得最佳效果，注浆压力达到设计压力后，稳定1分钟，即可终止注浆。为使锚杆尽快发挥作用，注浆用水泥宜采用早强水泥或掺加早强剂。

插入锚杆：砂浆注满孔口后，立即插入锚杆，封堵孔口。杆体插入杆孔时，保持位置居中，插入深度满足设计要求。

（2）格栅钢钢架工艺流程（见图）。

施工注意事项：钢架安装过程中严格控制中线及标高，防止钢架安设超限。钢架与岩面之间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢架密贴。钢架安设间距严格按照设计执行。

（3）钢筋网

挂钢筋网在径向锚杆施作后安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作，钢筋网采用φ6HPB235钢筋，网格为25×25cm。钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状铺设，并在初喷混凝土后进行，与被支护岩 间隙约3cm，钢筋网连接处与锚杆连接用细铁丝绑扎或点焊在一起，网片搭接不小于一网格，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网安设时应注意：施作前，初喷3cm厚混凝土形成钢筋保护层；制作前进行校直、除锈及油污等，确保施工质量。

（4）喷射混凝土工艺流程（见图）。

结束语

小断面隧道初期开挖支护施工不仅取决于施工机械配置，还与施工模式、施工方法有关。使用合理的施工方法，我们就能较快的施工，保证工期。

（作者单位：中铁十八局第四工程公司）

作者简介：叶渝，（1974-）男，毕业于石家庄铁道学院，邮编：072750。