浅谈提高大断面导流隧洞开挖速度的方法

【摘要】在防洪大坝水利枢纽工程中，导流隧洞因地理位置特殊，受季节影响，必须在枯水期完成；如何快速完成导流隧洞施工，将影响整个水利枢纽工程的进程。结合在广东乐昌峡水利枢纽工程中导流隧洞工程的施工情况，就大断面导流隧洞快速开挖方法提出几点建议。

【关键词】选择；方法；节约；工艺

导流隧洞一般隧洞断面较大，隧洞高程低于江水面，施工一般安排在枯水季节进行，特别在南方地区，枯水季节较短，如果在雨季施工，将会对加大隧洞防洪要求，会影响隧洞施工进度和安全，并且因防洪要求提高而增加工程成本。在施工过程中，对不同情况采用针对性不同方法，在确保安全的情况下，将会有效提高隧洞开挖速。

1 影响隧洞开挖速度因素

1.1 地质条件对开挖速度的影响

隧洞开挖受地质条件影响较大，不同的围岩类别开挖速度不同。一般在隧洞设计中，Ⅰ、Ⅱ围岩不做初期支护，Ⅲ围岩采用锚杆+喷砼初期支护，Ⅳ、Ⅴ围岩采用锚杆+钢拱架+喷砼初期支护。因围岩自身稳定及支护方式的不同，开挖速度各不相同，围岩性质越好，开挖速度越快，围岩性质越差，开挖越慢。

1.2 开挖工艺对开挖速度的影响

开挖中钻爆工艺是开挖的关键，针对不同情况，采用何种钻爆工艺，将影响开挖速度。选择哪种型号钻孔直径，何种钻孔深度，多少爆破药量，何种部孔方式，采用那种排烟方式，使用哪种出渣方式等将直接影响开挖的速度。

2 提高隧洞开挖速度的方法

2.1 针对不同地质采用不同方法

2.1.1 Ⅱ、Ⅲ围岩开挖方法

Ⅱ、Ⅲ地质良好，针对地质好的特点，选择开挖方法有全断面，分台阶开挖，不同的断面形式，选则的开挖方法不同，合理使用分台阶将大大提高开挖速度。

乐昌峡水利枢纽工程中导流隧洞工程隧洞中，隧洞断面较大，因Ⅱ、Ⅲ类围岩地质情况较好，开挖采用上半洞下半洞分台阶的施工方法，采用分台阶爆破施工。台阶分层如下图，台阶之间相互错开，错开间距如下图。

开挖施工顺序为：

（1)刚进洞

①②③④⑤

（2)进洞后

①③⑤向前，②④作为施工道路，当②⑤相距10m时，③⑤停止开挖，进行②④施工，③⑤作为施工道路，当③④相距10m时，②④停止开挖，③⑤又向前开挖，以此循环向前开挖。

效果检查：大断面隧洞，一般会采用上半洞贯通，下半洞在开挖的方法，这样当上半洞开挖完成后，还要花费时间开挖下半洞。采用如上分台阶开挖，上下半洞在同时开挖，当上半洞贯通后，下半洞也完成了。

2.1.2 Ⅳ、Ⅴ围岩开挖方法

根据Ⅳ类围岩的地质条件较差，开挖是要确保安全，开挖时先将拱顶做好初期支护。拱顶开挖采取短进尺、多循环小断面开挖的施工方法。当拱顶完成后，洞身开挖可参照如上分台阶进行，开挖即快速又安全。

2.2 选择合理的开挖工艺

隧洞开挖程序为：钻孔装药爆破排烟出渣下一循环，在施工时从施工环节上节约时间，将会提高开挖速度

2.2.1 钻孔选择

钻孔的速度影响开挖的速度，钻孔的速度与钻孔机械和钻孔直径有关。如使用液压钻，则采用大直径孔，钻孔布置较疏；如使用人工手风钻，则采用小直径孔，钻孔布置较密。

2.2.2 钻孔深度的选择

钻孔深度影响开挖速度，深度选择根据实际情况进行，不是深度越深，进尺越长。可按实际条件进行爆破试验，确定最佳进尺。

2.2.3 排烟方式

排烟有正压送风和负压抽风方式，如果隧洞较短，可采用正压送风方式，如果隧洞较长，可采用正压送风和负压抽风联合排烟。排烟速度越开，开挖循环越开，将提高开挖速度。

2.2.4 出渣方式

出渣速度影响开挖循环时间，大断面隧洞宜采用大型机械作业，节省了出渣时间，就节省了开挖循环时间。

3 小结

导流隧洞受季节影响，如果未在枯水季完成隧洞施工，当雨季来临时，隧洞施工将经受洪水的极大考验，一旦出现超设计标准洪水，将会出现导流隧洞无法按起完成的请况。导流隧洞没按期完成，将会影响整个水利枢纽的开始时间，即导流洞拖后，整个枢纽拖后。

在保证安全的前提下，合理采用开挖方法，有效节约各个施工中工序的施工时间，将会较大的提高隧洞开挖速度。

参考文献：

[1]《爆破工程师手册》

[2]《工程爆破实用手册》

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