隧道开挖施工中的测量与安全控制

3.1　施工方案

锦屏辅助洞东端工程采用钻眼爆破法开挖，Ⅱ类、Ⅲ类围岩全断面光面爆破，Ⅳ类、Ⅴ类围岩采用短台阶法施工。洞口～2000m段采用人工风枪钻孔开挖，汽车运输出渣；洞深2000m以后采用Atlas三臂钻孔台车凿孔，扒渣机配合有轨运输出渣，装载机、挖掘机辅助施工。横通道后续跟进，永久结构支护、岩爆及地下水处理、路面混凝土等平行作业。由于本项目A、B线两辅助洞相距仅有35m，且A线辅助洞断面比B线辅助洞小，施工时A线辅助洞超前，快速掘进。

3.2　开挖工序设计

东端辅助洞开挖工序为：测量放样→钻孔→装药→爆破→通风→排险→出渣→初喷支护。

（1）测量放样。每个开挖循环进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及标定周边炮眼位置，误差不超过1cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。

（2）钻孔。Ⅱ类、Ⅲ类围岩的设计钻孔深度为：掏槽眼和底眼4.5m，掘进眼和周边眼4.0 m；掘进眼间距80cm，周边眼间距55～65 cm。B线辅助洞Ⅲ类围岩全断面钻孔设计图见图3。

Ⅳ类围岩掏槽眼和底眼的孔深3.0m，掘进眼和周边眼的孔深2.7m；周边眼间距上断面45～55cm，下断面55～70cm，掘进眼间距上断面65cm，下断面80cm。直眼掏槽，掏槽中空眼采用φ102大孔径中空直形式。

（3）装药。钻孔内采用组合装药结构，药卷直径为φ40、φ35、φ32和φ25等四种规格，其中φ40、φ35用加长药卷，长30～40cm，孔口用炮泥堵塞，以提高炸药的利用率，孔内使用零氧平衡炸药进行爆破，有水炮孔使用防水炸药。周边炮眼采用小直径药卷间隔装药结构，利用液压多功能装药平台车快速装药技术，减少循环时间。

图3　B线辅助洞Ⅲ类围岩全断面钻孔设计图(www.xing528.com)

（4）爆破。光面爆破起爆顺序依次为掏槽孔、掘进孔、周边孔、底孔，依据起爆顺序进行毫秒雷管的配置。周边眼钻孔精度的控制误差在2 cm以内，外插角控制在2°以内，以控制每循环爆破进尺，确保眼底和孔口之间最大偏距不超过20cm。光面爆破参数见表1。

表1　光面爆破参数表

光面爆破采用微振控制爆破技术，控制段装药量和段间延期时差，严格控制周边眼装药量，最大限度地减小爆破对周边围岩的扰动和破坏。炮眼起爆采用塑料导爆索非电起爆网络，雷管连接好后爆破员检查雷管的连接质量以及是否有漏连雷管等，检查无误后发出起爆信号。开挖过程中需注意观察岩石变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计参数。

（5）通风。为满足隧洞快速掘进需要，循环通风时间按30min控制，设计风速0.25～6 m/s，供风量按照施工作业面每人不小于3 m3/min计算，并适当配置通风设备备用数量。

（6）排险。辅助洞东端工程爆破开挖后，采用挖掘机排险。选派有经验的施工人员，对洞内爆破后的危岩，利用挖掘机的长臂排除险情，以利于保证施工人员安全。

（7）出渣。洞口～2000m段采用装载机配合自卸汽车出渣，洞深2000m以后改用ITC312扒渣机配合有轨运输出渣。洞内轨道采用“四轨三线制”布置，轨距900mm[3]；DXT-18 T电瓶车牵引16m3梭式矿车运输，1台电瓶机车带动2节32t梭式矿车形成独立机车组。

（8）初期支护。以喷4cm厚的钢纤维混凝土+随机锚杆支护为主，通常情况下紧跟隧洞开挖面进行。在岩爆及富水洞段，为增加喷混凝土的早期强度，实际采用喷纳米混凝土支护，并根据需要增加钢筋网片；在Ⅳ类、Ⅴ类围岩段，还增加钢拱架作为临时支护。围岩破碎洞段采用超前小导管注浆加固围岩，超前支护。