李雪川
惠州市水电建筑工程有限公司 516001
摘要：根据隧洞开挖对爆破震动控制的要求，结合工程的施工条件和特点，选择合适的非爆破开挖技术，合理确定施工顺序和方法，选择适合的机具设备组合和材料配置，确保了工程质量和施工安全，本文通过该技术在联和水库输水隧洞工程的施工作了简要介绍。
关键词：水利工程；隧洞施工；非爆破开挖；水磨钻；静力爆破
一、工程概况
（1）联和水库现状输水隧洞位于主坝右岸，总长228m，进口高程31.65m，出口高程31.36m，进出口均为2m×2m的矩形断面，洞身为圆形断面，洞径Φ2.2m。隧洞上游段37.5m处设有控制室一座，内有2.5m×2.5m的平板检修闸门，出口用弧形闸门控制。隧洞在0+203.6m桩号处设Φ2.2m发电支洞，支洞长73m。联和水库输水隧洞除担负发电和灌溉输水任务，还担负辅助泄水功能。
（2）为减小隧洞检修对居民供水的影响，本次加固设计新建检修隧洞以满足福田镇和石湾镇的供水保证率要求。
新建检修隧洞位于主坝右坝肩山体内，采用塔式进水口，进水口底板高程35.00m，设钢闸门，采用螺杆启闭机启闭。根据地质钻孔断面图检修隧洞JX0+000.00～JX0+041.54段采用顶管施工，JX0+041.54～JX0+153.41段为隧洞开挖部分，洞身为圆形断面，开挖洞径Φ2.0m，内衬DN1600mm，δ14mm钢管。检修隧洞钢管接输水隧洞出口下游钢管，与输水隧洞联合运行保障水库的灌溉、供水等兴利能力。
（3）地形地貌及地质条件
工程区内岩性为花岗岩，区内未见较大区域性构造存在，属于Ⅲ级以上的工程岩体结构面少见，构造发育程度为稍发育，从成因上看，则多为原生结构面和表部、浅部的次生风化结构面，而构造结构面则 发育差而少见。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），场地地震动峰值加速度为 0.05g，相应地震基本烈度为VI 度，设计地震分组为第一组，特征周期值Tg为0.35s。区内未发现晚更新以来的断层或晚更新世的阶地、夷平面发生错位等现象，历史地震记载最大震级小于3 级。
二、非爆破开挖技术选定
新建检修隧洞与原有输水隧洞相距最小距离仅为24m，采用常规爆破方式开挖，震动将对原有输水隧洞的安全难以保障，为确保满足福田镇和石湾镇的供水保证率要求。减小隧洞施工对居民供水的影响，选用“水磨钻+静力爆破剂膨胀劈岩”非爆破开挖技术，进行新建检修隧洞的开挖施工。
工期目标分解。隧洞开挖总长111.87m，按单日循环，每循环日进尺1m，共计112天，能满足整个施工工期计划。
施工程序和方法。
按设计断面轮廓线造槽控制开挖净空，采用“掏心法”制造临空面，自内而外膨胀劈岩，逐层扩孔开挖。
1）“掏心”。在隧洞中心布设两环，采用水钻自内而外钻芯，形成临空面。
4）采用SCA-I加热膨胀型静力膨胀剂，单孔加药量为孔深的70%，岩体解裂后，再使用液压破碎机修整出设计边线，撬除破碎岩石。
5）开挖完成后，立即按设计要求进行锚喷支护。
控制性工艺流程。
1）施工准备。根据围岩级别和水文地质情况进行开挖和支护方法比选，制定好开挖施工方案和各项施工参数，配置相应的施工机具和作业人员。确保施工方案安全可行、合理经济。
2）确定开挖断面。按设计开挖轮廓线，按“掏槽、扩挖、修边、成型、支护”的单循环工作顺序，循环占进。
3）施测控制。测量人员根据隧洞洞内控制导线，采用全站仪测定每循环开挖断面圆心，并按方案布孔，在掌子面标明各阶段孔位。
4）搭设简易台架和操作平台。采用门式脚手架搭建作业平台，配置脚踏板。台架搭设应牢固，能满足作业时的晃动，以保证施工安全和造孔精准。
5）利用作业台架悬吊水磨钻，人工手持取芯钻按“掏心”方案切割岩体，每次钻取深度约1m，形成连续槽道临空面，使岩心与周围岩体分开；采用凿岩钻机在一环线上钻劈裂孔，劈裂孔深为1m。
6）按一个操作循环所需的药卷数量，浸泡后逐条塞入劈裂孔底并捅紧，孔口用黄泥封堵。使用小型发电机通电发热，使爆破剂受热劈裂岩石。
7）劈裂的岩石随即人工清运。重复循环破裂至设计轮廓线，清理后人工破碎机修边。
8）检查与信息反馈。每循环后检查施工效果，分析存在的问题和原因，及时修正相关参数，改善技术经济指标，以达到提高效率和施工安全。
三、质量和安全控制
1．钻孔质量控制
按方案中的设计孔位布置图继续测量放线，严格控制孔深、角度、间距等技术参数。孔径采用42mm，排距与孔距的大学与延伸硬度有直接关系，硬度越大，强度越高，孔距与排距越小；反之则大。施工中应根据此原则结合现场试验进行孔距与排距调整。
2．静力爆破剂使用质量控制。
本工程选用SCA-I，药剂质量应符合《无声破碎剂》（JC506-92）强制性行业标准，对不合格的产品不得使用。施工中，加之边打孔边装药行为。钻孔完成后需用高压风吹孔清理后，待孔内温度降为常温后方可装药。药卷在灌装过程中，对已经开始发售化学反应的药剂不得入孔。
3．劈岩反应时间控制。药剂反应时间一般控制在5~15min，具体控制参数可根据现场的施工条件试验测定。
4．安全控制。采用“短进尺、弱破岩、强支护，及时封闭、勤观测”的原则进行施工，并根据已施工段，结合岩层变化不断调整和优化进尺、布孔间距和装药结构等技术参数。
四、结束语
本工程选用“水磨钻+静力爆破剂膨胀劈岩”非爆破开挖技术，进行新建检修隧洞的开挖施工。达到了保护现有输水隧洞和厂房的目的，施工方法安全有效。实践证明，该项非爆破开挖技术，在小洞径开挖中的运用，是安全可靠的。
论文作者:李雪川
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/7
标签：隧洞论文; 断面论文; 静力论文; 工程论文; 水磨论文; 进尺论文; 作业论文; 《防护工程》2018年第25期论文;