復(fù)雜地質(zhì)條件下隧洞無爆破掘進(jìn)技術(shù)研究

摘 要：針對(duì)特殊、復(fù)雜不良地質(zhì)條件下小斷面隧洞掘進(jìn)問題，以張掖市甘州區(qū)酥油口下庫工程引水隧洞為例，對(duì)隧洞無爆破掘進(jìn)技術(shù)展開研究。根據(jù)工程地質(zhì)條件確定支護(hù)措施，在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖變化不確定狀態(tài)下，采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)作為施工堅(jiān)硬巖層的無爆破破巖方法。研究結(jié)果表明，對(duì)于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖，懸臂式掘進(jìn)機(jī)利用率隨著圍巖類別降低，凈掘進(jìn)速度明顯提高；對(duì)Ⅴ類砂卵礫石圍巖，懸臂式掘進(jìn)機(jī)單循環(huán)掘進(jìn)及一襯速率達(dá)到約7.0 m/d；施工效果較好。

關(guān)鍵詞：小斷面隧洞；無爆破掘進(jìn)；懸臂式掘進(jìn)機(jī)；圍巖；掘進(jìn)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU941 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）23-0175-06

Abstract： Aiming at the problem of small cross-section tunnel excavation under special and complex adverse geological conditions， taking the diversion tunnel of ghee mouth lower reservoir project in Ganzhou District of Zhangye City as an example， the tunnel non-blasting tunneling technology is studied. The supporting measures are determined according to the engineering geological conditions. Under the uncertain state of types Ⅲ， Ⅳ and Ⅴ surrounding rock， the cantilever roadheader is used as the non-blasting rock breaking method for the construction of hard rock. The research results show that for types Ⅲ， Ⅳ and Ⅴ surrounding rock， the utilization rate of cantilever roadheader increases obviously with the decrease of surrounding rock category， and for type Ⅴ sand gravel surrounding rock， the single cycle tunneling and first lining rate of cantilever roadheader reaches about 7.0 m/d， and the construction effect is good.

Keywords： small cross-section tunnel; non-blasting tunneling; cantilever roadheader; surrounding rock; driving technique

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，在推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展和中國式現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，地下空間施工不斷走向深部，如：水利水電、交通、鐵路和采礦等工程建設(shè)中，隧洞工程越來越普遍，隧洞施工過程中圍巖穩(wěn)定性問題也更加突出。塌方事故在淺埋隧洞施工過程中時(shí)有發(fā)生，已成為造成工期延誤和人們生命財(cái)產(chǎn)損失的一個(gè)重要安全隱患[1]。同時(shí)，從安全性角度考慮，國家對(duì)爆破器材的嚴(yán)格管控以及造價(jià)方面的不斷攀升，從工程建設(shè)者在提升工程質(zhì)量、進(jìn)度、安全，同時(shí)降低工程造價(jià)的角度考量，選擇適合相應(yīng)隧洞工程施工的機(jī)械設(shè)備顯得至關(guān)重要。

非爆破掘進(jìn)技術(shù)是一種常見的針對(duì)特殊施工環(huán)境要求的破巖掘進(jìn)施工方法，具有施工震動(dòng)小、無沖擊波、無飛石、不產(chǎn)生有害氣體和安全性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于市政工程、道路工程、高危礦采礦、開山采石以及復(fù)雜環(huán)境下破巖工程等[2]。因此，挖掘技術(shù)及其設(shè)備先進(jìn)水平直接關(guān)系到施工生產(chǎn)的能力和安全。高效機(jī)械化掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)是保證隧洞施工實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效的必要條件，也是地下隧洞工程掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。針對(duì)掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)，較多學(xué)者及工程技術(shù)人員開展了相關(guān)的技術(shù)研究：王喜勝等[3]通過研究懸臂式掘進(jìn)機(jī)在地鐵施工中的應(yīng)用，以煤科總院太原研究院生產(chǎn)的EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工隧洞暗挖技術(shù)，得出了隧洞圍巖的可掘性可以從圍巖單軸抗壓強(qiáng)度、節(jié)理發(fā)育程度、巖石的耐磨性等指標(biāo)來衡量，單從圍巖單軸抗壓強(qiáng)度來看，懸臂式掘進(jìn)機(jī)可掘進(jìn)的巖石單軸抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)到120 MPa，懸臂式掘進(jìn)機(jī)合理的巖石單軸抗壓強(qiáng)度應(yīng)在100 MPa以下，經(jīng)濟(jì)適用范圍應(yīng)為 80 MPa以下的結(jié)論，分析了影響掘進(jìn)效率的主要因素，并提出了新一代掘進(jìn)機(jī)設(shè)備改進(jìn)方案；關(guān)則廉[4]通過研究懸臂式掘進(jìn)機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)、施工方法、施工效果，由于隧洞復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，采用傳統(tǒng)的鉆爆法施工需采取超前管棚、固結(jié)注漿等特殊施工工藝，工藝復(fù)雜，進(jìn)度慢，且對(duì)周邊巖體擾動(dòng)大，造價(jià)高。為了減少隧洞開挖施工對(duì)周邊巖體的擾動(dòng)，確保地上建筑物的安全，掘進(jìn)機(jī)施工進(jìn)度由支護(hù)工序時(shí)間控制，由于開挖斷面規(guī)范，鋼拱架、網(wǎng)片拼裝快捷，噴射混凝土可節(jié)省大量時(shí)間。

以張掖市甘州區(qū)酥油口下庫工程引水隧洞施工為例，通過實(shí)際工程地質(zhì)變化情況，介紹了無爆破掘進(jìn)技術(shù)在淺埋小斷面隧洞中的應(yīng)用，在復(fù)雜不良地質(zhì)、環(huán)境、施工條件下，討論了懸臂式掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用效果，以及針對(duì)不同圍巖類型提高掘進(jìn)單進(jìn)進(jìn)尺具有廣泛的推廣意義。

1 工程概況

1.1 工程背景

酥油口下庫工程位于張掖市甘州區(qū)安陽鄉(xiāng)境內(nèi)，是一座注入式水庫，通過一條長2 107 m的引水隧洞引入新建酥油口下庫，庫容540萬m3，引水隧洞形式為城門洞型，設(shè)計(jì)引水流量15 m3/s，設(shè)計(jì)縱坡i=1/108.78，開挖斷面寬3.54 m，高3.63 m，隧洞最大埋深約53.1 m，最小埋深約11.7 m，平均埋深約32.1 m。為適應(yīng)極差的圍巖工程地質(zhì)條件，隧洞采用城門洞型斷面設(shè)計(jì)，典型橫斷面開挖面積為12.13 m2，隧洞典型橫斷面如圖1所示。

由于引水隧洞洞軸線穿越省級(jí)文物保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，線路進(jìn)口旁邊和上方有年代久遠(yuǎn)的建筑物。隧洞進(jìn)、出口段洞身圍巖所在的巖層為第四系上更新統(tǒng)沖洪積砂卵礫石層，屬第四系松散地層，穩(wěn)定性差的Ⅴ類圍巖，開挖隧洞時(shí)毛洞自穩(wěn)能力很差，為此隧洞施工對(duì)周邊巖體的擾動(dòng)控制和圍巖級(jí)別的頻繁變化是本工程施工的關(guān)鍵。

1.2 工程地質(zhì)條件及支護(hù)措施

1）進(jìn)口段：位于古河道內(nèi)，樁號(hào)0+031.78 m～0+189.1 m段長157.32 m，洞身圍巖為第四系上更新統(tǒng)沖洪積砂卵礫石層，屬散體結(jié)構(gòu)，較密實(shí)，地下水位在洞底以下，開挖隧洞時(shí)毛洞自穩(wěn)能力較差，屬穩(wěn)定性差的Ⅴ類圍巖，采取鋼拱架結(jié)合超前錨桿掛網(wǎng)錨噴砼支護(hù)。

2）洞身基巖強(qiáng)風(fēng)化段：樁號(hào)0+189.1 m～0+221 m段，長31.9 m，洞身圍巖為灰綠色安山玄武巖，屬堅(jiān)硬巖，巖層產(chǎn)狀NW290°/SW∠62°，洞線走向與巖層走向夾角為55～57°，傾角較陡，主要節(jié)理裂隙結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖體破碎屬強(qiáng)風(fēng)化，飽和抗壓強(qiáng)度40.2 MPa，軟化系數(shù)0.69，物理力學(xué)性能較差。因此，屬穩(wěn)定性差的Ⅴ類圍巖。毛洞圍巖自穩(wěn)能力較差，變形破壞嚴(yán)重。因此，開挖時(shí)及時(shí)采取鋼拱架掛網(wǎng)噴錨支護(hù)。

3）洞身基巖弱～微風(fēng)化段：樁號(hào)0+221 m～0+303 m段長82 m，洞身圍巖仍為灰綠色安山玄武巖，屬堅(jiān)硬巖，主要節(jié)理裂隙結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育，層面和結(jié)構(gòu)面易構(gòu)成不穩(wěn)定塊體，完整性較差屬弱風(fēng)化，飽和抗壓強(qiáng)度52.0 MPa，軟化系數(shù)0.95。屬穩(wěn)定性較差的Ⅳ類圍巖。開挖時(shí)采取鋼拱架掛網(wǎng)噴錨支護(hù)。

4）洞身新鮮基巖段：樁號(hào)0+303.0 m～0+626.5 m段長323.5 m，洞身圍巖仍為灰綠色安山玄武巖，屬堅(jiān)硬巖，巖體完整性較好，屬新鮮巖石，飽和抗壓強(qiáng)度65.1 MPa，軟化系數(shù)0.96。屬局部穩(wěn)定性差的Ⅲ類圍巖。開挖時(shí)采取鋼筋網(wǎng)噴錨支護(hù)的處理措施。

5）洞身砂卵礫石段：樁號(hào)0+626.5 m～2+091.8 m段長1 465.3 m，洞線進(jìn)入山前沖洪積傾斜平原區(qū)，圍巖由第四系上更新統(tǒng)砂卵礫石層構(gòu)成，無地下水活動(dòng)，雖結(jié)構(gòu)中密～密實(shí)，但屬第四系散體結(jié)構(gòu)，局部稍膠結(jié)，開挖隧洞時(shí)毛洞自穩(wěn)能力很差，洞頂砂卵礫石塌落現(xiàn)象較嚴(yán)重，屬穩(wěn)定性差的Ⅴ類圍巖。隧洞開挖時(shí)應(yīng)采取鋼拱架結(jié)合超前錨桿掛網(wǎng)錨噴砼支護(hù)，加強(qiáng)襯砌[5]。

永久性的混凝土襯砌根據(jù)開挖進(jìn)度由出口向進(jìn)口方向單向進(jìn)行。

根據(jù)上述地質(zhì)描述，原設(shè)計(jì)樁號(hào)0+31.78 m～0+626.5 m段洞身設(shè)計(jì)為圓形斷面，內(nèi)徑為2.66 m，設(shè)計(jì)縱坡1/110.19，樁號(hào)0+626.5 m～2+091.8 m段，洞身設(shè)計(jì)為城門洞形斷面，凈寬 2.5 m，直墻高2.0 m，頂拱圓心角120°，設(shè)計(jì)縱坡1/110.19。因隧洞進(jìn)口段樁號(hào)0+31.78 m～0+100 m段，出現(xiàn)年代較遠(yuǎn)人為掏金洞形成不規(guī)則的空腔，地質(zhì)條件復(fù)雜、安全風(fēng)險(xiǎn)高的不良地質(zhì)條件，不利于圓形斷面施工。經(jīng)研究，變更為城門洞形斷面。隧洞各類圍巖物理力學(xué)參數(shù)見表1[5]。

實(shí)際隧洞樁號(hào)0+31.78 m～0+428 m段地層巖性多，存在多處巖性分界及接觸帶，隧洞施工中不良地質(zhì)條件易造成破碎帶節(jié)理密集帶塌方、圍巖大變形等，總體地質(zhì)條件較為復(fù)雜的不良巖性，與工程設(shè)計(jì)存在一定的偏差。因此，開挖設(shè)備的選擇尤為重要，決定了隧洞能否順利、安全實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo)。隧洞各類圍巖實(shí)際變化情況見表2。

根據(jù)GB 50487—2008《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》附錄Ｎ的圍巖分類方法[6]，該隧洞以Ⅴ類圍巖為主。

2 隧洞開挖方案的確定

該隧洞工程設(shè)計(jì)中無施工支洞，且受到文物保護(hù)區(qū)范圍限制，根據(jù)地質(zhì)條件、圍巖類別、斷面尺寸、單向掘進(jìn)長度和地下水發(fā)育程度等因素綜合分析，采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖的施工方案，即進(jìn)口段樁號(hào)0+31.78 m～ 0+428.0 m段圓形斷面采用EBZ132型懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖，0+428.0 m～2+091.8 m段采用EBH35型懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖，由進(jìn)口段和出口段雙向掘進(jìn)。

3 掘進(jìn)機(jī)的選定

在隧洞工程施工中，地質(zhì)是基礎(chǔ)，設(shè)備是關(guān)鍵，人員是根本。就是說施工機(jī)械選型和地質(zhì)情況的匹配是項(xiàng)目能否順利完成的基礎(chǔ)，應(yīng)高度重視施工機(jī)械的選型[7]。根據(jù)SL 378—2007《水工建筑物地下工程開挖施工規(guī)范》地下洞室規(guī)模可根據(jù)地下洞室開挖尺寸和斷面大小劃分規(guī)定，設(shè)計(jì)開挖面積為10～30 m2或跨度為3～5.5 m為小斷面[8]。該引水隧洞工程，屬于淺埋小斷面隧洞，地質(zhì)條件復(fù)雜，變化頻繁，巖性差，受構(gòu)造影響比較嚴(yán)重，而且隧洞頂部覆蓋厚度比較薄弱，易發(fā)生坍塌、冒頂現(xiàn)象，特別是在隧洞進(jìn)口段樁號(hào)0+31.78 m～0+100 m段出現(xiàn)年代較遠(yuǎn)的掏金洞，分布在隧洞設(shè)計(jì)開挖斷面拱頂兩側(cè)及上部0.5～1.0 m，形成一定的空腔，不規(guī)則且存在大量的孤石，對(duì)施工造成了一定的難度及安全隱患，如圖2所示。

由于隧洞地質(zhì)情況復(fù)雜，變化無規(guī)律，不確定因素較多，若采用傳統(tǒng)的鉆爆法施工需采取超前管棚、 固結(jié)注漿等特殊施工工藝，工藝復(fù)雜，進(jìn)度慢，且對(duì)周邊巖體擾動(dòng)大。經(jīng)研究，為了減少隧洞開挖施工對(duì)周邊巖體的擾動(dòng)，確保文物安全、地面建筑物的安全，本工程引進(jìn)了在采煤業(yè)地下巷道開挖普遍運(yùn)用的EBZ132型懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行本工程隧洞進(jìn)口段樁號(hào)0+31.78 m～0+428 m段進(jìn)行開挖，該設(shè)備適用于巖石單軸抗壓強(qiáng)度低于70 MPa的圍巖及砂卵礫石圍巖；樁號(hào)0+428 m～2+107 m段Ⅴ類砂卵礫石圍巖選用EBH35型懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開挖，該設(shè)備適用于巖石單軸抗壓強(qiáng)度低于50 MPa的圍巖及砂卵礫石圍巖。2種掘進(jìn)機(jī)均在施工區(qū)域居民較多、環(huán)保要求高、橫斷面面積為10～30 m2小斷面隧洞開挖施工，隧洞長度大于1 000 m 時(shí)優(yōu)越性能尤為顯著。

3.1 圍巖施工掘進(jìn)機(jī)械選型

針對(duì)掘進(jìn)機(jī)的選擇必須充分考慮圍巖巖性硬度、可鉆性、鉆進(jìn)空間、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、地層壓力、水文地質(zhì)、地下水對(duì)設(shè)備的腐蝕程度以及隧洞開挖斷面尺寸，選擇比開挖斷面小的機(jī)型[9]等。本隧洞工程樁號(hào)0+31.78 m～0+428 m段主要采用三一重工EBZ132型懸臂式掘進(jìn)機(jī)施工，技術(shù)指標(biāo)見表3。

洞身圍巖為灰綠色安山玄武巖，屬堅(jiān)硬巖，受構(gòu)造影響嚴(yán)重，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性較差，屬弱風(fēng)化，飽和抗壓強(qiáng)度65.1 MPa，屬局部穩(wěn)定性差的Ⅲ類圍巖。根據(jù)1.2工程地質(zhì)條件資料顯示，隧洞工程圍巖類別中Ⅲ類圍巖占比5%，Ⅳ類圍巖占比8%，Ⅴ類圍巖占比6%，Ⅴ類砂卵礫石圍巖占比81%，掘進(jìn)機(jī)額定最大截割硬度為70 MPa，可鉆性較好，巖層節(jié)理裂隙發(fā)育，含水率低，不存在地下水腐蝕，軟巖隧洞開挖后成型效果良好，因此，引進(jìn)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行隧洞開挖施工。開挖前做好隧洞測量工作，每個(gè)洞口布設(shè)經(jīng)復(fù)核滿足施工規(guī)范要求的三角導(dǎo)線控制網(wǎng)點(diǎn)。洞身開挖采用全斷面開挖，掘進(jìn)機(jī)采用橫向往復(fù)式截割，截割時(shí)將截割頭調(diào)至隧洞中部，由隧洞中下部開口進(jìn)刀，左右擺動(dòng)先割出槽窩，然后按照S型或Z型左右循環(huán)向上的截割路線逐級(jí)截割以上部分，通過掘進(jìn)機(jī)行走系統(tǒng)和截割頭的伸縮控制鑿進(jìn)深度，鑿進(jìn)深度不超過截割頭長度，以0.6～0.8 m為宜，根據(jù)隧洞圍巖性質(zhì)確定每個(gè)循環(huán)的鑿進(jìn)次數(shù)、進(jìn)尺長度[10]。開挖過程中利用激光指向儀進(jìn)行斷面尺寸控制，并加強(qiáng)測量，確保開挖斷面尺寸。掘進(jìn)機(jī)截割巖石時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行初步截割，然后進(jìn)行修整，以達(dá)到設(shè)計(jì)斷面尺寸的精度要求，避免了超、欠挖問題的發(fā)生。EBZ132型懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖施工方法示意圖與懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖截割路線示意圖如圖3和圖4[10]所示。

3.2 施工效果

通過對(duì)隧洞工程樁號(hào)0+31.78 m～0+428 m段掘進(jìn)過程的分析，對(duì)隧洞斷面（標(biāo)準(zhǔn)開挖斷面跨度3.4 m、高3.67 m，總長396.2 m）進(jìn)行掘進(jìn)施工，施工初期，由于洞口及進(jìn)入洞身段68.2 m內(nèi)出現(xiàn)掏金洞形成不規(guī)則的空腔，地質(zhì)條件差、安全風(fēng)險(xiǎn)高，斷面較大，隧洞初期支護(hù)采用“工字鋼＋鎖腳錨桿＋鋼筋網(wǎng)＋噴射混凝土”的處理方式，遵循“先治水、短進(jìn)尺、緊跟支護(hù)、穩(wěn)步前進(jìn)”的原則，并通過洞內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理，如圖5所示。

采用邊開挖邊進(jìn)行鋼拱架加密支護(hù)并錨噴加固穩(wěn)定后，循序漸進(jìn)，同時(shí)，機(jī)械操作熟練程度的配合、出渣系統(tǒng)不完善等原因，純掘進(jìn)日進(jìn)尺僅為1～2 m。隨著掘進(jìn)施工的不斷深入，地質(zhì)條件逐步趨于穩(wěn)定規(guī)則后，工人的操作熟練程度不斷提高，機(jī)械故障逐步減少，平均日進(jìn)尺有所提高，后期施工機(jī)械的掘進(jìn)速度迅速提高。因此，針對(duì)復(fù)雜不良地質(zhì)條件下隧洞施工，必須科學(xué)、合理地確定開挖方案，多方考察選擇符合本工程實(shí)際的開挖機(jī)械設(shè)備，能保證工程施工的順利進(jìn)行[11]。

EBH35型是一款小型多功能掘進(jìn)機(jī)，該機(jī)采用模塊式設(shè)計(jì)，體積小，重量輕，拆裝方便，易于運(yùn)輸、安裝，采用德國進(jìn)口的橫軸式截割頭，截齒布置合理，受力均勻，切割時(shí)震動(dòng)小，作業(yè)平穩(wěn)，截齒使用壽命長等特點(diǎn)。因此，隧洞樁號(hào)0+428 m～2+107 m段Ⅴ類砂卵礫石圍巖，采用EBH35型懸臂式橫軸掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開挖，EBH35型懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)見表4。

統(tǒng)計(jì)不同地質(zhì)條件下掘進(jìn)效率，見表5。

表5中，純掘進(jìn)時(shí)間指正常工作掘進(jìn)時(shí)間?？梢钥闯龅刭|(zhì)條件對(duì)掘進(jìn)機(jī)效率影響程度較大。對(duì)于Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類圍巖，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)效率隨著圍巖類別的降低而提高，純掘進(jìn)日進(jìn)尺增加，純掘進(jìn)時(shí)間逐漸縮短。正常情況下，每天1個(gè)循環(huán)，掘進(jìn)Ⅲ類圍巖循環(huán)時(shí)間600～720 min，日進(jìn)尺1～3 m；IV類圍巖循環(huán)時(shí)間480～720 min，日進(jìn)尺3～4 m；V類圍巖循環(huán)時(shí)間360～480 min，日進(jìn)尺4～6 m。根據(jù)選定的掘進(jìn)機(jī)，針對(duì)Ⅲ類圍巖效率最低，Ⅳ類、Ⅴ類圍巖逐步提高。主要原因有：①由于圍巖類別越高，其圍巖完整性和單軸飽和抗壓強(qiáng)度也就越高，懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割圍巖單向抗壓強(qiáng)度要求就越高，在長時(shí)間高負(fù)荷條件下工作，設(shè)備故障率就會(huì)明顯升高，比如，縱軸出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象效率降低、截割頭磨損頻率增加，需要停機(jī)更換等，隨著圍巖類別的降低，設(shè)備故障率會(huì)明顯下降；②圍巖類別越高，截割頭損耗越大，截割頭更換及維修所占用的時(shí)間就會(huì)越多，從而純掘進(jìn)時(shí)間就越少。對(duì)于V類灰綠色安山玄武巖，掘進(jìn)機(jī)效率提高明顯，截割頭損耗明顯降低、設(shè)備故障明顯下降?？梢钥闯觯瑖鷰r強(qiáng)度對(duì)截割頭損耗影響較大，單軸飽和抗壓強(qiáng)度高的圍巖對(duì)截割頭的損耗明顯高于單軸飽和抗壓強(qiáng)度低的圍巖。

針對(duì)V類砂卵礫石圍巖，不論是采用EBZ132型懸臂式縱軸掘進(jìn)機(jī)施工，還是EBH35型懸臂式橫軸掘進(jìn)機(jī)施工效率明顯提高。正常情況下，每天1個(gè)循環(huán)，日進(jìn)尺6～8 m，出渣運(yùn)距500 m內(nèi)，掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間360～480 min；出渣運(yùn)距500～1 000 m，掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間480～600 min；出渣距離1000～1 400 m，掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間600～720 min。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，此工程隧洞單循環(huán)開挖綜合平均日進(jìn)尺7 m，最大月進(jìn)尺225 m。采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖，大大提高了機(jī)械化施工水平，有效地降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)隧洞成型斷面的控制具有很好的效果，有效地控制了超欠挖現(xiàn)象，一次性開挖成形效果好；掘進(jìn)機(jī)施工工藝簡單、操作靈活、施工速度快，正常情況下施工進(jìn)度穩(wěn)定，效率高。

4 結(jié)論

針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下隧洞無爆破掘進(jìn)技術(shù)展開研究。考慮工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、開挖斷面、支護(hù)方式與支護(hù)強(qiáng)度、掘進(jìn)機(jī)截割巖石單向抗壓強(qiáng)度以及工程進(jìn)度與工期等方面的因素，進(jìn)行懸臂式掘進(jìn)機(jī)的選型。懸臂式掘進(jìn)機(jī)在小斷面、不良地質(zhì)條件下的引水隧洞工程中的應(yīng)用效果較好，施工工藝簡單、施工速度快，效率高。但針對(duì)灰綠色安山玄武巖Ⅲ類圍巖時(shí)，由于掘進(jìn)機(jī)截割巖石單向抗壓強(qiáng)度與圍巖的抗壓強(qiáng)度較接近，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)發(fā)熱、停機(jī)現(xiàn)象。因此在今后的應(yīng)用中，可根據(jù)圍巖性質(zhì)來選擇截割強(qiáng)度高、大功率的重型掘進(jìn)機(jī)，以期提高掘進(jìn)速度。

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第一作者簡介：張建斌（1974-），男，高級(jí)工程師，副主任。研究方向?yàn)樗姽こ淌┕けO(jiān)理、建設(shè)管理。