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摘要：在隧洞施工中，由于地理位置、地层条件等多方面因素的限制，往往会造成爆破开挖不能使用及常规机械开挖施工困难的情况。本文结合工程实际，将水磨钻非爆破开挖施工工艺应用到小断面水工隧洞施工中。结果表明：在特定的地质、地貌和水文地质情况下，在受周边环境影响较大的小断面隧道开挖施工中，使用合理的取芯设备，采取安全可靠的保证措施，水磨钻非爆破开挖不仅能够降低工程成本，提高经济效益，而且能够缩短工程期限，提高工程质量。
关键词：水磨钻;非爆破开挖;小断面隧洞
中图分类号：U455.43 文献标识码：A
一、前言
随着“一带一路”建设、长江经济带、西部大开发等战略的深入实施，未来西部地区经济社会将快速发展，但受到径流年内分配不均及西部地区地形限制，水资源供需矛盾日益突出。为此，国家发改委、水利部、住建部联合印发的水利改革发展“十四五”规划明确提出建设国家水网，加快完善水利基础设施体系，解决水资源时空分布不均问题，提升国家水安全保障能力。在水资源配置工程规划建设中，往往需要利用输水隧洞进行跨流域跨区域水源调配，且难以避开城市周边的建（构）筑物，在浅埋隧道掘进施工时，往往需要采用非爆破开挖进行施工。在渝西水资源配置工程红岩隧洞出口隧洞开挖地层中，砂岩分布较广，由于该隧洞断面小，采用凿岩机开挖进度较慢，引入“水磨钻”非爆破施工技术，克服砂岩开挖的困难，达到快速施工目的。
二、工程概况
渝西水资源配置工程红岩隧洞出口段断面尺寸为3.5m*5m，由于工程施工受周边建筑物影响，该段爆破施工无法开展，且涉及到小断面隧洞开挖，大型开挖机械不具备施工条件，故采用“水磨钻”非爆破施工技术。
三、水磨钻施工技术要点及施工工艺流程
3.1施工技术要点
正确采用水磨钻机在隧道周边钻孔取芯，在隧道周边形成连续槽道临空面后，用凿岩机在隧道中部钻孔，结合劈裂机劈裂隧道内部的岩块，是保证隧道开挖顺利进行的关键。
3.2施工工艺流程
施工工艺流程：施工准备→开挖轮廓线测量放线、布孔→水磨钻机钻孔，取周边岩芯→水磨钻机钻劈裂孔→液压劈裂机分裂岩体→凿除劈裂岩体→检查验收。
施工准备：按照“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，先对施工段隧洞进行超前地质测报、水文地质调查，根据围岩级别及水文地质情况确定支护参数及开挖方法，并结合现场人员、机械配置情况制定施工方案，确保施工安全，施工方案经济、合理。
开挖轮廓线测量放线、布孔：
1）由测量人员根据隧道洞内控制导线，精确测设出开挖轮廓线。
2）水磨钻钻孔孔位沿轮廓线连续布置。由于水磨钻行程仅有70cm，需多次钻孔才能达到设计循环进尺，开孔处采用相切圆，形成连续的临空面，沿轮廓线连续布置。
水磨钻机钻孔，取周边岩芯：
1）开机检查水磨钻运转是否正常，然后取芯钻在隧道轮廓线上钻孔取芯，采用以相割圆方式按水平方向施钻取芯，在周边形成连续槽道临空面。
2）每循环取芯孔数在65～70个。根据取芯钻筒长度每次钻取深度70cm左右，钻机需1～2人操作，取芯时一个孔钻进时间约为5～10分钟。
3）水磨钻取芯到位时，人工缓慢拉出水磨钻，轻轻敲击芯体，使其与母岩断开，然后人工将其取出，水磨钻机移至下一个孔位处钻孔。
水磨钻机钻劈裂孔：
在开挖区域轮廓线取芯的中间部分先用钻机钻孔，相邻孔间距50cm，钻孔数20～24个（一个开挖循环约2米，每劈裂循环约0.7米）。
液压劈裂机分裂岩体：
1）取芯孔完成后，然后以周边槽道形成的临空面，用液压劈裂机自周边向内进行分裂开挖岩体，劈裂自上而下分裂岩块，劈裂完成后利用凿岩机进行凿除。
2）劈裂采用一台劈裂机，2个操作人员，根据围岩裂隙发育情况，劈裂每循环约1小时。
检查验收：每循环后检查施工效果，分析原因及时修正相关参数，改善技术经济指标，檢查后续开挖是否超过设计要求。
四、施工注意事项
1）本工法开挖作业面小，开挖时采用人工先将掌子面的危石清除，施工员将对其认真仔细检查，确保 安全以后才让工人靠近工作面。
2）开挖必须遵循“管超前、严注浆、少扰动、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，减少对围岩的扰动，减少对周围建筑物的影响。
3）加强施工量测。施工时对周边建筑物进行沉降及变形观测，随时掌握开挖对建筑物的影响程度，并及时反馈信息，以便及时调整开挖支护参数指导施工。
五、水磨钻施工优缺点分析
5.1优点分析
1）本工法所需设备成本低，轻便易维护，易于操作，设备和人员方面的投入较小，施工成本相对较低。2）水磨钻及液压劈裂机工作时，产生震动微小、冲击力小、噪音低、粉尘飞屑少，不会产生有毒气体和其它有害废弃物，对周围环境影响小，对施工作业环境有明显改善。3）不受火工品供应限制，能够组织不间断循环作业，综合效益高。4）施工工艺简单，组织人员进行简单培训即可上岗，易于学习掌握，便于推广。
5.2缺点分析
1）相比于钻爆法施工，每日进尺进度较慢（每日进尺约2m），不适用于对工期要求较高的关键线路施工。
2）工序循环次数较多，每劈裂循环进尺约0.7米，每日需完成3次循环（每循环约6～7小时），才能达到正常施工强度，对人员机械设备的配合要求较高。
结束语
综上所述，在特定的地质、地貌和水文地质情况下，在受周边环境影响较大钻爆法无法使用的小断面隧道开挖施工中，使用合理的取芯设备，采取安全可靠的保证措施，“水磨钻”非爆破开挖可以降低工程成本，提高经济效益，而且能够缩短工程期限，提高工程质量。对“水磨钻”非爆破开挖法进行认真、全面的技术经济比较后，有选择地采用此工法，效果更明显。
参考文献
[1]曹立.公路工程软土地基处理技术[J].黑龙江交通科技，2016，39（12）：53+55.
[2]农基武.公路施工中软土路基的施工技术分析[J].建材与装饰，2016（49）：238-239.
[3]刘文忠.公路工程施工中的软土地基处理技术[J].交通世界，2016（33）：20-21.
关键词：水磨钻;非爆破开挖;小断面隧洞
中图分类号：U455.43 文献标识码：A
一、前言
随着“一带一路”建设、长江经济带、西部大开发等战略的深入实施，未来西部地区经济社会将快速发展，但受到径流年内分配不均及西部地区地形限制，水资源供需矛盾日益突出。为此，国家发改委、水利部、住建部联合印发的水利改革发展“十四五”规划明确提出建设国家水网，加快完善水利基础设施体系，解决水资源时空分布不均问题，提升国家水安全保障能力。在水资源配置工程规划建设中，往往需要利用输水隧洞进行跨流域跨区域水源调配，且难以避开城市周边的建（构）筑物，在浅埋隧道掘进施工时，往往需要采用非爆破开挖进行施工。在渝西水资源配置工程红岩隧洞出口隧洞开挖地层中，砂岩分布较广，由于该隧洞断面小，采用凿岩机开挖进度较慢，引入“水磨钻”非爆破施工技术，克服砂岩开挖的困难，达到快速施工目的。
二、工程概况
渝西水资源配置工程红岩隧洞出口段断面尺寸为3.5m*5m，由于工程施工受周边建筑物影响，该段爆破施工无法开展，且涉及到小断面隧洞开挖，大型开挖机械不具备施工条件，故采用“水磨钻”非爆破施工技术。
三、水磨钻施工技术要点及施工工艺流程
3.1施工技术要点
正确采用水磨钻机在隧道周边钻孔取芯，在隧道周边形成连续槽道临空面后，用凿岩机在隧道中部钻孔，结合劈裂机劈裂隧道内部的岩块，是保证隧道开挖顺利进行的关键。
3.2施工工艺流程
施工工艺流程：施工准备→开挖轮廓线测量放线、布孔→水磨钻机钻孔，取周边岩芯→水磨钻机钻劈裂孔→液压劈裂机分裂岩体→凿除劈裂岩体→检查验收。
施工准备：按照“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，先对施工段隧洞进行超前地质测报、水文地质调查，根据围岩级别及水文地质情况确定支护参数及开挖方法，并结合现场人员、机械配置情况制定施工方案，确保施工安全，施工方案经济、合理。
开挖轮廓线测量放线、布孔：
1）由测量人员根据隧道洞内控制导线，精确测设出开挖轮廓线。
2）水磨钻钻孔孔位沿轮廓线连续布置。由于水磨钻行程仅有70cm，需多次钻孔才能达到设计循环进尺，开孔处采用相切圆，形成连续的临空面，沿轮廓线连续布置。
水磨钻机钻孔，取周边岩芯：
1）开机检查水磨钻运转是否正常，然后取芯钻在隧道轮廓线上钻孔取芯，采用以相割圆方式按水平方向施钻取芯，在周边形成连续槽道临空面。
2）每循环取芯孔数在65～70个。根据取芯钻筒长度每次钻取深度70cm左右，钻机需1～2人操作，取芯时一个孔钻进时间约为5～10分钟。
3）水磨钻取芯到位时，人工缓慢拉出水磨钻，轻轻敲击芯体，使其与母岩断开，然后人工将其取出，水磨钻机移至下一个孔位处钻孔。
水磨钻机钻劈裂孔：
在开挖区域轮廓线取芯的中间部分先用钻机钻孔，相邻孔间距50cm，钻孔数20～24个（一个开挖循环约2米，每劈裂循环约0.7米）。
液压劈裂机分裂岩体：
1）取芯孔完成后，然后以周边槽道形成的临空面，用液压劈裂机自周边向内进行分裂开挖岩体，劈裂自上而下分裂岩块，劈裂完成后利用凿岩机进行凿除。
2）劈裂采用一台劈裂机，2个操作人员，根据围岩裂隙发育情况，劈裂每循环约1小时。
检查验收：每循环后检查施工效果，分析原因及时修正相关参数，改善技术经济指标，檢查后续开挖是否超过设计要求。
四、施工注意事项
1）本工法开挖作业面小，开挖时采用人工先将掌子面的危石清除，施工员将对其认真仔细检查，确保 安全以后才让工人靠近工作面。
2）开挖必须遵循“管超前、严注浆、少扰动、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，减少对围岩的扰动，减少对周围建筑物的影响。
3）加强施工量测。施工时对周边建筑物进行沉降及变形观测，随时掌握开挖对建筑物的影响程度，并及时反馈信息，以便及时调整开挖支护参数指导施工。
五、水磨钻施工优缺点分析
5.1优点分析
1）本工法所需设备成本低，轻便易维护，易于操作，设备和人员方面的投入较小，施工成本相对较低。2）水磨钻及液压劈裂机工作时，产生震动微小、冲击力小、噪音低、粉尘飞屑少，不会产生有毒气体和其它有害废弃物，对周围环境影响小，对施工作业环境有明显改善。3）不受火工品供应限制，能够组织不间断循环作业，综合效益高。4）施工工艺简单，组织人员进行简单培训即可上岗，易于学习掌握，便于推广。
5.2缺点分析
1）相比于钻爆法施工，每日进尺进度较慢（每日进尺约2m），不适用于对工期要求较高的关键线路施工。
2）工序循环次数较多，每劈裂循环进尺约0.7米，每日需完成3次循环（每循环约6～7小时），才能达到正常施工强度，对人员机械设备的配合要求较高。
结束语
综上所述，在特定的地质、地貌和水文地质情况下，在受周边环境影响较大钻爆法无法使用的小断面隧道开挖施工中，使用合理的取芯设备，采取安全可靠的保证措施，“水磨钻”非爆破开挖可以降低工程成本，提高经济效益，而且能够缩短工程期限，提高工程质量。对“水磨钻”非爆破开挖法进行认真、全面的技术经济比较后，有选择地采用此工法，效果更明显。
参考文献
[1]曹立.公路工程软土地基处理技术[J].黑龙江交通科技，2016，39（12）：53+55.
[2]农基武.公路施工中软土路基的施工技术分析[J].建材与装饰，2016（49）：238-239.
[3]刘文忠.公路工程施工中的软土地基处理技术[J].交通世界，2016（33）：20-21.