浅谈隧道工程矿山法施工技术及注意事项

浅谈隧道工程矿山法施工技术及注意事项
一、矿山法施工的原则
矿山法施工的基本原则可以归纳为“少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌”。

1.1“少扰动”是指开挖后及时施作临时构件支撑，使围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间，这与新奥法施工的要求是一致的。

采用钢支撑，可以增大一次开挖断面跨度，减少分部次数，从而减少对围岩的扰动次数。

1.2“早支撑”是指开挖后及时施作临时构件支撑，使围岩不致因变形松弛过度而产生坍塌失稳，并承受围岩松弛变形产生的压力，即早期松弛荷载。

定期检查支撑的工作状况，若发现变形严重或出现损坏征兆，应及时增设支撑予以加强。

作用在临时支撑上的早期松弛荷载大小可比照设计永久衬砌的计算围岩压力大小来确定。

临时支撑的结构设计亦采用类似于永久衬砌的设计方法，即结构力学方法。

1.3“慎撤换”是指拆除临时支撑，以永久性模筑混凝土取代，衬砌时要慎重，即要防止撤换过程中围岩坍塌失稳。

每次撤换的范围、顺序和时间要视围岩稳定性及支撑的受力状况而定。

若预计到不能拆除，则应在确定开挖断面大小及选择支撑材料时就予以研究解决。

使用钢支撑作为临时支撑，则可以避免拆除支撑的麻烦和危险。

1.4“快衬砌”是指拆除临时支撑后要及时修筑永久性混凝土衬砌，并使之尽早承载参与工作。

若采用的是钢支撑又不比拆除，或无临时支撑时，亦应尽早施作永久性混凝土衬砌。

二、隧道工程矿山法施工方法分析
本文主要对先拱后墙法、漏斗棚架法、正反台阶法、全断面法、蘑菇形法、侧壁导坑先墙后拱法进行施工方法分析。

2.1先拱后墙法：主要是指在施工过程中，先对拱顶进行砌筑施工，后对边墙进行砌筑施工的方法。

首先开挖中间底部，然后开挖拱顶，并进行砌筑支撑工作，顺着拱顶往下再向边墙上层部分开挖，接着向边墙中下层进行开挖，并砌筑边墙。

2.2漏斗棚架法：主要是指在施工过程中，先对边墙进行砌筑施工，后对拱顶进行砌筑施工的方法。

首先从隧道中间的底部开始向拱顶处进行开挖，接着从两边边墙的上层断面开始向边墙下层进行开挖，并先将边墙砌筑起来，再顺着边墙往上将拱顶砌筑起来。

2.3台阶法：正反台阶法的第一步都是先将断面分层并进行测量，正台阶法接下来利用钻眼爆破方法从上层台阶开始往下开挖，然后经过喷射混凝土、下放锚杆、上层设置钢筋网、用钢架作支撑、装置脚锚杆、混凝土二次喷射等步骤，完成开挖。

反台阶法是利用钻眼爆破方法从下层台阶开始往上开挖，然后都再经过喷射混凝土、下放锚杆、设置钢筋网、用钢架作支撑、混凝土二次喷射完成开挖。

2.4全斷面法：这种施工方法是将整个断面进行一次性开挖的方法，经常会用到矿车、装碴机等大型机械设备。

2.5蘑菇形法：是将先拱后墙法和先墙后拱法结合起来的一种方法，开挖顺序是先对断面中间底部进行开挖，然后沿中间底部往上开挖出一个底部小的面，接着对断面的整个上层部分进行从下往上的开挖，直到挖到拱顶，然后再对断面的边墙中下层进行开挖，在开挖过程中，对松弛的地方或者易于坍塌的地方做支护。

2.6侧壁导坑先墙后拱法：首先对侧壁的一部分开挖，利用锚杆、喷射混凝土、钢筋网以及钢架进行联合支护，将中隔墙以及仰拱部分进行临时支护，形成支护圈；然后错开已开挖部分合适的距离，开始开挖侧壁的第二部分，支护同第一部分一样；接着在墙壁另一侧以同样的方式开挖第三部分与第四部分，接着分别开挖隧道顶部以及底部，并进行支护；最后拆除中隔墙等临时支护，并浇筑混凝土等，完成开挖。

三、矿山法施工质量控制分析
3.1地质预报和地质资料的核实
根据工程实践发现，有时会出现隧道开挖之后围岩条件与勘探资料不相同的情况，导致出现突发性灾害时无法及时的进行处理，为工程的安全性、可靠性造成了较大的影响。

避免该现象发生的有效措施就是在施工过程中，不断地将地质超前预报与地质资料进行核实。

隧道工程在施工过程中对地质环境十分的敏感，
很可能由于很小的不良地质酿成重大的工程事故。

因此，对地质超前预报提出了较高的要求。

3.2隧道开挖及初期支护的质量控制
当拱顶地段为软弱地层时，采用小导管注浆进行超前支护可以比较有效地防止拱顶开挖至初期支护这段时间围岩的坍方；当所处的地段为硬岩时，通常适合使用微震动爆破。

混凝土进行首次喷射应该在格栅钢架安装之前完成，这样可以封闭围岩表面，同时也能够确保钢架背后的保护层厚度。

仰拱部位需要注意，该位置容易出现积水、造泥的现象，因此混凝土在进行喷射前需要清除积水、泥浆，绝对不可以带水喷射。

3.3中洞施工
土方开挖时，中洞按照“小分块、短台阶、早成环、环套环”的原则，采用竖向留坡、纵向错台的施工方法，完成中洞施工后，两侧洞同步采用正台阶法自上而下分部掘进成环，不必纵向错台。

中洞上半断面宜采用环形开挖，尽可能保留核心土；下半断面开挖时，边墙宜采用单侧或双侧交叉开挖，仰拱应尽快开挖，缩短全断面封闭时间。

3.4二次衬砌混凝土的防水性能的质量控制
隧道二次衬砌混凝土施工中要遵循中洞先进行、边洞随后，施工分为三个部分，包括中洞二次衬砌混凝土分底板施工、钢管柱和拱顶纵梁、拱顶二次衬砌混凝土施工。

施工钢管柱及拱顶纵梁、拱顶二衬以每一柱间跨度为一最小长度单位；先施工底板然后再施工钢管柱及纵梁，最后是柱间的拱顶二次衬砌混凝土施工。

边洞的二次衬砌混凝土施工随土方开挖顺序进行。

二次衬砌混凝土厚度均为300 mm，采用C30防水混凝土。

四、矿山法隧道施工的注意事项
4.1保证施工现场的安全
现场质保体系检查，确认设计单位和施工单位的资质条件；原材料、构配件进场验收、构配件贮存运输条件；盾构机的调试、检测、维修、保养制度及设备完好情况；测量仪器的定期检定情况；盾构推进中隧道及周边的沉降监控量测制度；施工测量放样复核制度。

详细查看设计图纸说明和施工组织设计，明确隧道各段管片结构形式、防水密封垫性能指标，连接件强度要求，隧道注浆要求，盾构出洞及旁通道的加固措施，特殊地段施工及施工措施，贯通测量措施等。

工地
保安人员，实行三班值勤、夜间巡逻和出入大门登记制度。

为确保安全，在施工现场布置足够的照明灯光，警示标志，围护设施。

工程实施前，对投入的机电设备和施工设施进行全面的安全检查，未经验收的不准使用，并在施工现场设置必要的护栏、安全标志和警告牌。

4.2文明环保施工
要防止施工废水排放；弃碴排放；路面污染；噪音、粉尘等污染。

现场设排水沟及集水井，保持槽段清洁疏通，出入口铺设冲洗场地，保持施工区域的整洁，防止泥浆外溢。

材料严格按施工计划进场，进场后按平面布�Z图整齐堆放，保持现场整洁。

施工废水排放必需由场地的排水沟流入沉淀池，或排水管排入沉淀池，经沉淀水质合格后再排入市政排水管道。

对地面空压机等噪音较大设备增设隔音墙，防止噪音污染。

作好通风工作，保持洞内空气质量满足要求。

注浆施工废弃浆液及时清理，保证作业面的各种工具、材料摆放整齐。

喷浆时，掌子面作好洒水防尘工作，降低洞内空气污染程度。

五、结语
综上所述，矿山法施工技术作为一项较传统且较陈旧的施工办法，因其施工进度慢、支撑结构复杂、无法使用大型凿岩设备等弊端已逐渐被更高效、更稳定、更安全的新的施工技术所替代。