全断面法施工工艺工法

全断面法施工工艺工法

QB/ZT YJGYGF-SD-0101-2011

第五工程有限公司李雪峰

1前言

1.1工艺工法概况

钻爆法是目前国内应用最为广泛的隧道施工方法，其具有适应性强，灵活方便，机械化程度高等优点，其中全断面钻爆法施工掘进速度最快，该方法能够创造大的作业空间，并尽可能地实现了各工序间的平行作业，在长大隧道施工中得到广泛的应用和发展。

1.2工艺原理

全断面法施工借助新奥法原理，强调充分发挥岩体（围岩）结构的自承作用，尽量减少对围岩的多次扰动和破坏，借助施工作业平台并配备相应功能的大型机械设备，按照一定设计和规范确定循环进尺，在隧道设计断面轮廓线上和轮廓内部按照设计布置钻孔，利用炸药能量一次性爆破成型进尺内断面，外运碴体，紧跟施工设计的初期支护措施，待掌子面循环掘进超前一定距离，围岩监控量测变形量满足要求判定为稳定状态后，再开始组织仰拱和二次衬砌工序施工，通过各工序沿隧道纵向错开合理安全距离，形成各主要工序平行作业，最终完成整个隧道设计措施。

2工艺工法特点

2.1采用全断面法施工可减少对围岩的扰动，充分发挥围岩的自承作用，利于施工安全的管控。

2.2全断面法施工可一次创造大的作业空间，较分部法施工可减少工序及循环时间，可使各道工序尽可能平行交叉作业，大幅提高施工进度。

2.3全断面法施工机械化程度高，可有效减少劳动力配置，降低作业人员工作强度，提高工作效率，经济效果显著。

2.4全断面法施工一次轮廓成型并及时进行下道工序——初期支护的施工，对初期支护质量和作业安全有利。

2.5全断面法一次掘进开挖量大，应进行严密爆破设计，并在施工过程不断需根据地质围岩情况进行优化调整，减少一次爆破用药，达到光爆效果，减少对围岩扰动，节省成

本。

3适用范围

本工艺工法适用于围岩级别为I、U、川级的铁路、公路、水工隧道（洞），可供类似地质条件的峒室等参考。

4主要引用标准

4.1《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304）、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417）、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204）、《铁路工程测量规范》（TB10101）、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210）、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1 ）、《水工隧洞设计规范》（SL279）、《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL378））

4.2设计图纸、合同文件。

5施工方法

利用多功能台架作为施工平台，精确测量放样断面轮廓线，按照钻爆设计布置炮孔、钻孔、装药起爆或利用凿岩台车钻孔（根据循环爆破效果随时调整优化钻爆设计），通风排烟恢复作业面空气质量，利用大型的装、出碴设备外运碴体到设计指定位置，推进施工平台开始下一循环的钻眼，同时利用另一台多功能台架进行开挖完成地段的初期支护作业，待仰拱二衬作业面与掘进掌子面拉开一定安全距离后，利用多功能台架超前仰拱一定距离安设防水卷材，利用栈桥、台车（架）组织二衬施工，各工序依次循环推进，不断向纵深掘进。

6工艺流程及操作要点

6.1施工工艺流程

施工工艺流程图见图1,多功能施工台架示意图见图2。

图1全断面法施工工艺流程图

图2多功能施工台架示意图（适用单洞双车道高速公路隧道）

6.2操作要点

6.2.1 施工准备 1施工供风

施工供风应按照工程特点、工区划分、工区承担施工长度及同时作业面个数，根 据每个工区洞内用风量的大小，独立设置供风系统。同时在计算各供风参数时，应考 虑供风过程中风量、风压的损失，计算配置空压机型号和数量。根据计算采用管径适 合的钢管，钢管节间法兰盘接头采用石棉衬垫，保证接头严密，不漏风，管路前端至 工作面保持30m 的距离，钢管与分风器采用© 50mm 勺高压软管连接，分风器与凿岩机 采用© 25mm 勺软管进行连接，保证工作面风动凿岩机风压在

0.5MPa 以上。

2施工供水

施工用水尽量在工程位置附近选择水源，以缩短供水线路，并取水样进行水质鉴 定，使用符合标准的工程用水，从水源处利用供水主管接至各施工工区，主管钢管接 头之间采用法兰盘进行连接，进入工作面以后，采用© 50mm 勺高压胶管接至各分水器， 并保证工作面凿岩机需用水压。

3施工用电

施工用电应进行专项施工用电设计，并采用三级配电二级保护方式。长大隧道采 用利用10K V 高压电缆进洞，变压以后引至各施工工区，变压器的容量采用

500KVA

同时应考虑设置了发电机作为后备电源，以确保洞内的正常施工。高压电缆一般采用

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05

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正面图（单位：cm

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隧道台架中线

侧面图（单位：cm

50mm线路按三相五线制进行布置，以满足动力设备及照明的需要，隧道动力设备供电为380V,隧道照明成洞地段采用220V,作业地段照明采用36V。

4施工用作业台架

准备施工用简易台架（钻孔作业台架、初支作业台架、防水卷材安设台架），由

于简易台架具有结构简单，移动灵活、成本低、可现场加工等特点，得到施工现场广泛采用。利用现场既有的钢筋、工字钢、钢管等常用材料10吨左右（每个），3〜5

天即可加工完成。

5超前地质预报

进行超前地质预报是决定采用何种掘进施工方法的关键。针对不同地段围岩地质

情况和预报目的，进行必要的技术经济比选，选择针对性、适用性强的方法和设备，采用一种或几种方法（地质调查法、超前钻探法、物理勘探法）相结合的方式，达到预报结果基本准确或达到地质预报需掌握地质围岩性质、结构的目的，确定适用的掘进施工方法。

6.2.2施工步骤

1测绘断面开挖轮廓。利用洞内装载机基本沿隧道中线端移台架到施工掌子面，检查台架接触隧道底面的稳固性，调整台架前端与掌子面之间的距离，利于施钻。牢靠连接风钻软管至台架上各层的分风器和分水器接头，调试风钻正常准备施工。开挖断面轮廓放样可采用全站仪直接设站于洞内控制中线点上，将掌子面里程和仪器高程

输入编程计算机后即可确定掌子面拱部中心，据此放出开挖轮廓。随着断面仪所指示的红色激光投影轮廓线，指示利用红油漆绘制即可完成。三维激光断面仪测绘开挖断面，与传统的“五寸台”、“三心圆”法相比快速、安全、准确。

2布置炮眼。根据钻爆设计布置各类炮眼，并用明显的标志标记在掌子面开挖断面轮廓线内。具体的炮眼布置要求如下所述。

3钻爆。应通过认真考虑隧道地质围岩的整体性能、岩性特点、开挖断面的大小、

队伍的施钻技术水平、钻眼机具、开挖循环进尺、爆破器材，爆破的震动强度、对围岩的扰动等因素进行爆破参数设计。

（1）钻爆设计应包括的内容

各类炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼）的布置、深度、斜率和数量，爆破器

材、装药量和装药结构，起爆方法和顺序，钻眼机具和钻眼要求，主要技术经济

指标及必要的说明等。

(2)掏槽方式选择