小斷面粘土巖銑挖施工技術探索

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摘要：文章以青海省海南藏族自治州貴德縣拉西瓦灌溉工程為例，對該工程中所涉及的小斷面粘土巖銑挖施工技術加以分析，通過施工內容的部署與規劃、施工程序的安排、洞身開挖施工方法、粘土巖身開挖方法以及洞身支護施工的論述，以此基礎來提高國民對小斷面粘土巖銑挖施工技術的認知水平，并確保整個灌溉工程的隧洞施工內容能夠順利開展，在質量方面也能夠得到有效保障。

關鍵詞：灌溉工程；小斷面粘土巖；銑挖施工技術

1工程概述

1.1工程特性

文章選擇青海省貴德縣拉西瓦灌溉工程作為主要參考工程，在該工程中，所涉及的參數標準大體如下：（1）支渠六標段17#。（2）有關支渠的隧洞全長滿足628m的施工要求。

1.2主要施工內容及主要工程量

在進行青海省貴德縣拉西瓦灌溉工程中，本標段所涉及的隧洞情況以開挖工作為主，通過合理的手段進行支護處理，以此來完成相應的工作內容，詳細情況如下所示：（1）有關Ⅴ類的圍巖開挖工作內容。（2）有關鋼拱架的施工內容。（3）有關鋼筋網的安裝工作。（4）利用C20噴砼來完成相應的工作任務，有關17#支渠隧洞主要工程量如下所示：

2施工部署

（1）施工通道。在本標段中，共涉及隧洞數量為1個，并選用進口與出口的同步掘進方式，為了滿足施工需求是以臨時道路的修建為主。（2）在開展通風系統的設計的過程中，需要嚴格遵循相關標準，并依照實際情況進行內容上的調整，進而來確保后續工作能夠順利開展。而在水資源管控以及電力資源管控方面，則要施工總平面布置要求作為核心內容，以此來滿足施工單位的施工需求，在成本管控效率方面也能夠得到有效保障，對于施工人員自身的生命健康安全也會產生較為有效的影響。（3）對于施工單位而言，想要確保小斷面粘土巖銑挖施工技術能夠順利開展，則需要對有關洞內出渣車的錯車道進行相應的設置與調整，既要滿足銑挖機掘進以及出渣工作的要求，同時在布置合理性方面也要加以調整，以此來確保隧洞的整體質量能夠得到有效提升。在這一過程中，施工單位應當對隧洞結構的出口以及進口區域進行200m的位置捕捉，并在這一區域內完成錯車道的設計，以此來滿足后續的工程需求。（4）臨時棄渣場布置。在開展本標工程施工時，由于該工程所涉及的隧洞斷面數值相對較小，選用大型機械顯然無法達到預期標準，且在工作效率方面無法得到有效保障。為了確保隧洞斷面處理工作能夠順利開展，同時也是未來滿足臨時存渣場的布置需求，施工單位需要以銑挖機裝渣，并利用三輪自卸車進行出渣，以平地作為基礎來完成臨時存渣場的布置，該區域最好在洞口區域附近，在這一過程中，需要施工單位依照實際情況進行地形內容的分析，并增強對施工條件的調整，以此確保整個工程能夠順利開展。

3小斷面粘土巖銑挖施工技術應用

3.1施工程序安排

（1）為了確保整個隧洞施工工作能夠順利開展，施工單位在完成進點工作后，需要依照實際情況開展道路的建設與調整，增強臨建設施的安全性管控，加強監督管理，以此來確保通風系統、水資源系統以及電力系統能夠正常運行，不會危害人員的生命健康安全，以此來為后續的隧洞施工奠定良好的施工環境基礎。（2）通常情況下，施工單位在開展隧洞洞口的施工作業中，會根據實際情況進行掘進方法的選擇，為減少隧洞洞簾開挖對生態環境的破壞，隧洞以“零劈坡”進洞，完成鎖口后進行隧洞掘進，在完成一系列的工作內容后，還需要施工人員加強對鎖口支護的操作，利用相應的設備完成支護工作后再進行后續的洞口開挖，這樣不但能夠有效提高進洞環節的安全性，同時還能夠對整個工程進展產生積極有效的促進作用。（3）上述提到，本標隧洞工程是以雙向掘進模式為主，與其他方法相比，雙向掘進模式能夠滿足同步性的操作需求，縮短施工周期，對整個工程質量也會產生積極有效的促進作用，在這一工程中，施工單位需要根據整個工程內容進行總進度的安排與分析，進而為后續工作奠定良好的基礎。

3.2洞身開挖施工方法

洞身開挖施工工藝是小斷面粘土巖銑挖施工技術中不可或缺的重要組成部分，施工單位在進行工程設計時，會以粘土巖為施工環境，因而需要以銑挖機進行相應的挖裝工作，銑挖機的功能同時具備銑挖和裝渣，三輪自卸車配合。在開挖輪廓線方面，需要施工人員在施工中通過全站儀測量控制開挖輪廓，通過合理的手段進行10cm的余量管控，最高的數值偏差不得超過20cm，再加上人工配合的方式開展修整作業，能夠極大程度上提高銑挖機的施工效率。比如在施工作業中，所涉及的區域為粘土巖段，則需要考慮該土質的特性，這時便不能夠選用傳統的可挖方式。在這一過程中，為了確保后續工作能夠順利開展，則需要將尺寸控制在1.0m左右。

3.3粘土巖開挖方法

3.3.1施工準備在開展粘土巖身開挖工作前，需要施工人員進行相應的準備工作，并在半個小時內完成水資源系統、電力系統的布設作業，確認安全性達到預期標準，所要使用的機具在性能方面滿足預期要求，以此來確保開挖工作的整體效率與質量都能夠達到預期標準。3.3.2測量放線測量放線是開挖工作前不可或缺的重要內容，與最終質量有著極為密切的聯系，施工單位在進行該工程應用時，應當以全站儀為基礎，通過合理的手段進行導線控制與測量工作，明確放線要求，以此來確保所獲取的數據精度能夠滿足預期標準。通常情況下，在開展測量作業的過程中，需要以專業人員為基礎，通過循環作業的方式來完成相應的測設放樣工作。在這一過程中，所要花費的時間也不能夠超過半個小時，以免對后續的工作進程產生較為不利的影響。3.3.3超前支護同樣也是粘土巖身開挖前的準備措施，施工人員需要通過超前支護來完成相應的處理工作，在施工時間上，則要控制在兩個小時以內，從而來確保后續工作能夠順利開展。在開展超前支護時，是以注漿小導管作為主要應用材料，因其本身滿足單排孔的標準，且孔距上達到30cm，能夠有效滿足粘土巖的洞身開挖需求。在導管的選擇上，為了滿足注漿循環的段長需求，則要將孔深數值控制在3.0m，排距方面也要達到2.0m，這樣才能夠確保后續工作能夠順利開展。此外，在漿液的選擇上，則要以水泥漿為主，以此來確保相應的支護質量能夠達到預期要求。（1）在拱架型號方面，則是選用l14的工字鋼作為主要內容，同時在頂拱的腹板區域上進行孔眼的設計，預處理。（2）對于施工人員來講，想要確保支護工作質量得到提升，且不會發生漿液倒流的情況，則要選用厚度達到10cm的噴射砼開展全封閉工作，這樣不但能夠有效提高注漿壓力的承受能力，還能夠對人員的生命健康安全產生較為有效的保護工作。（3）銑挖機開挖、出渣。正常情況下，施工單位在選用銑挖機開展相關工作時，所涉及的施工時間不能夠超過4個小時，并要嚴格遵循開外輪廓線的規劃標準，并以此為基礎進行三馬車的裝載機出渣工作，進而來完成循環進尺的各項要求。（4）設計輪廓線修整。該過程需要以人工開挖手段為主，施工人員需要等待銑挖機完成開外工作后，對相應的輪廓線進行預留處理，厚度上則需要滿足10~20cm的標準。而后，在進行輪廓線的修整與設計時，則要以YT28氣腿式鑿巖機作為主要的機械設備，加強對間距數值的控制，使其滿足20cm的數值要求，進而來確保鑿巖工作能夠順利開展。由于整個工程是以人工開挖手段為主，因而需要施工單位及時進行安全防護的展開，避免人員的生命健康安全受到不利影響。（5）鋼支撐、掛網、錨桿。通常情況下，有關鋼支撐的加工工作都是要由加工車間來完成相應的工作內容，整個過程會分為兩部分，一部分是圓弧，另一部分則是拱腿，并利用鋼板螺栓（1cm厚度）來完成相應的連接工作，以此來滿足鋼支撐的加工需求。在進行拱腿結構的加工過程中，需要工作人員依照實際情況下料處理，而圓弧結構則是要以局部加工的方式為主，通過合理的手段來完成彎拱機的成型作業，確保最終的弧度能夠滿足預期標準。由于整個隧洞工程所涉及的圍巖種類具有差異性，在開展支護工作的過程中需要對相關設備的位置進行適當的調整，并對行走輪加以鎖定，完成邊支撐腿的安裝工作，從而來確保相應的拱架裝置能夠維持在穩定的狀態。（6）噴混凝土。噴混凝土是小斷面粘土巖銑挖施工技術中不可缺少的重要措施，施工人員在開展噴射工作之前，則需要對整個噴射面開展相應的檢測，確認無誤后才能夠進行開挖面的清理，明確附石完全清楚后還要對堆積物以及渣滓加以清理，在確認石質情況滿足相關標準的前提下，通過對高壓水槍的利用來完成受噴面的吹洗作業。通常情況下，為了確保噴混凝土作業能夠順利開展，施工單位需要對整體的通風系統進行嚴格管理，加強對照明系統的管控力度，并根據不同類型的噴射需求進行局部性操作，嚴格遵循由下而上的施工要求，這樣不但能夠有效提高混凝土的施工效率，同時還能夠為后續工作奠定良好的基礎。此外，在開展施噴作業前，需要施工單位對噴層的厚度進行檢測，確認無誤后才能夠進行相應的工作內容，以此來確保噴層厚度能夠得到有效控制，進而來確保工序的設計內容能夠順利開展。

3.4洞身支護施工

（1）施工人員需要針對V類圍巖進行相應的支護處理，通過鋼支撐裝置、錨桿裝置以及噴砼來完成聯合性的支護工作，其中有關鋼拱架設計支護間距應當滿足80cm的標準要求。（2）鋼拱架用鎖錨桿進行鎖定，錨桿采用Φ18的HRB400級鋼筋，長度1.5m，入巖1.2m，外露部分加工成“L”型與鋼拱架翼板進行焊接。拱架之間采用Φ22鋼筋連接間距40cm。網片采用I級鋼筋，鋼筋網格需要遵循20cm×20cm的尺寸要求，同時，在全斷面波浪形噴射方面，也需要使C20砼的厚度達到10cm，進而來確保整個工程能夠順利開展，在施工效率方面也能夠因此得到有效保障。有關隧洞支護程序及方法詳細情況如下所示。表2隧洞支護施工方法一覽表工程部位支護施工程序及方法粘土巖段開挖后按照安裝鋼拱架→鎖腳錨桿支護→掛鋼筋網→噴混凝土支護到設計厚度的程序進行。不良地質（塌方）洞段開挖前先進行超前注漿小導管施工，開挖后按照安裝鋼拱架→鎖腳錨桿支護→掛鋼筋網→噴混凝土支護到設計厚度的程序進行。超前小導管采用手風鉆造孔，人工安裝小導管，灌漿泵壓力注漿。

4結論

綜上所述，隧道工程對于我國社會發展而言有著極為重要的作用，施工單位在進行工程施工的過程中往往會受到不同因素的干擾，加上土壤地質的差異性明顯，很容易會對后續工作產生較為不利的影響，使得工程質量與安全無法得到有效保障。為了避免類似的情況，則需要施工單位在面對小斷面粘土巖時，依照相關標準開展銑挖技術的應用，明確鋼拱架施工標準，增強支護效果，制定較為完善的資源管理手段，強調水資源與電力資源的系統應用需求，提高人員的安全意識，這樣不但能夠有效提高工程的施工效率，降低風險系數，同時還能夠對施工單位自身的經濟發展產生經濟有效的促進作用，同時也是我國實現現代化工程建設中不可或缺的重要組成部分。

作者：王寧 單位：甘肅省水利水電建筑安裝工程有限責任公司