液压凿岩台车开挖隧道控制超欠挖施工技术.docx

1、第 卷 第 期 年 月隧道建设 编 者 按 ： 由 于 液 压 凿 岩 台 车 自 身 的 结 构 比 较 特 殊 ， 在 控 制 超 欠 挖 方 面 比 风 钻 开 挖 难 度 上 大 许 多 ， 培 养 出 高 水 平 的 司 钻 人 员 也 需 要 较 长 的 时 间 ， 其 费 用 也 相 当 高 。 以 致 在 某 客 运 专 线 隧 道 施 工 中 ， 由 于 没 有 合 格 的 凿 岩 台 车 司 钻 人 员 ， 隧 道 开 挖 超 欠 挖 太 大 ， 无 法 承 受 巨 额 的 经 济 损 失 。 为 了 履 约 ， 将 液 压 凿 岩 台 车 停 放 在 施 工 现 场 当

2、做 摆 设 ， 先 进 的 生 产 力 因 司 钻 操 作 技 术 水 平 的 限 制 无 法 发 挥 其 作 用 在 此 情 况 下 作 者 结 合 工 程 实 践 ， 从 司 钻 技 术 要 求 、 测 量 放 线 、 周 边 孔 司 钻 、 底 板 孔 司 钻 、 底 板 光 面 爆 破 、 欠 挖 管 理 、 司 钻 管 理 等 技 术 和 措 施 方 面 详 细 介 绍 了 液 压 凿 岩 台 车 开 挖 隧 道 控 制 超 欠 挖 施 工 技 术 ， 为 隧 道 及 地 下 工 程 开 挖 控 制 超 欠 挖 提 供 了 借 鉴 ， 为 施 工 人 员 、 技 术 人 员 提 供

3、了 参 考 。液 压 凿 岩 台 车 开 挖 隧 道 控 制 超 欠 挖 施 工 技 术 超 欠 挖 控 制 技 术 司 钻 技 术 要 求 ） 重 点 掌 握 “ 一 个 中 心 ， 五 个 控 制 点 ” 。 “ 一 个 中 心 ” ， 即 隧 道 开 挖 面 中 下 部 的 掏 槽 。 按 照 爆 破 设 计 方 案 ， 控 制 好 掏 槽 炮 孔 的 数 量 、 间 距 、 排 距 、 角 度 、 深 度 等 ， 确 保 掏 槽 成 功 ； “ 五 个 控 制 点 ” ， 即 个 拱 顶 点 、 个 起 拱 点 、 个 边 脚 点 。 按 隧 道 开 挖 的 标 准 钻 好 该 个 炮

4、 孔 ， 作 为 标 准 炮 孔 ， 在 其 内 插 入 较 长 的 花 杆 ， 人 工 调 整 花 杆 伸 出 孔 外 的 长 度 ， 避 免 影 响 司 钻 ， 其 他 周 边 炮 孔 参 照 花 杆 司 钻 。 ） 高 度 注 意 “ 一 条 平 行 线 ， 两 个 基 本 点 ” 。 应 高 度 注 意 凿 岩 台 车 推 进 梁 （ 凿 岩 机 、 钻 杆 等 的 固 定 装 置 ， 与 钻 杆 平 行 ， 代 表 炮 孔 的 成 孔 方 向 ） 的 定 位 ， 在 凿 岩 机 有 足 够 “ 作 业 空 间 ” 的 条 件 下 ， 尽 量 保 证 推 进 梁 与 隧 道 轴 线 平

5、 行 ， 减 少 外 插 角 ； 应 重 点 关 注 推 进 梁 顶 端 和 末 端 “ 两 个 基 本 点 ” ， 时 时 观 察 “ 两 个 基 本 点 ” 是 否 发 生 偏 移 。 发 现 有 偏 移 时 ， 应 根 据 情 况 ， 或 调 整 推 进 梁 ， 或 废 弃 该 孔 重 新 钻 孔 ， 以 保 证 钻 出 的 周 边 炮 孔 符 合 要 求 。 ） 控 制 好 “ 一 个 高 度 ， 一 个 位 置 ” 。 底 板 孔 司 钻 ， 应 控 制 好 推 进 梁 尾 部 与 地 面 的 高 度 ， 开 孔 处 的 位 置 应 在 设 计 标 高 上 ， 以 保 证 隧 道 底

6、 板 超 挖 在 允 许 范 围 内 ， 且 不 留 “ 门 槛 ” 。 ） 把 握 好 “ 冲 击 与 推 进 ” 。 要 根 据 围 岩 情 况 及 司 钻 经 验 ， 适 时 调 整 冲 击 与 推 进 。 钻 进 方 向 易 偏 移 的 位 置 ， 要 低 冲 击 、 低 推 进 慢 慢 钻 进 ， 并 随 钻 进 随 检 查 钻 进 方 向 ； 开 孔 或 围 岩 较 差 时 ， 要 低 冲 击 、 低 推 进 钻 进 ； 围 岩 较 好 ， 钻 进 一 定 深 度 后 ， 采 用 高 冲 击 、 高 推 进 钻 进 。 测 量 放 线测 量 放 线 是 控 制 隧 道 开 挖 超

7、欠 挖 的 关 键 因 素 ， 应 优 先 选 用 全 站 仪 ， 并 配 备 技 术 水 平 较 高 、 细 心 、 熟 练 、 负 责 任 的 测 量 工 程 师 。 放 线 时 ， 应 用 红 油 漆 在 掌 子 面 画 出 开 挖 断 面 中 心 线 、 开 挖 轮 廓 线 ， 在 隧 道 底 板 及 拱 顶 标 示 出 隧 道 轴 线 。 为 了 方 便 司 钻 ， 开 挖 轮 廓 线 可 根 据 爆 破 设 计 要 求 的 炮 孔 间 距 标 示 。 如 有 欠 挖 ， 应 标 示 出 位 置 ， 并 标 明 欠 挖 数 值 ， 交 底 书 上 也 应 详 细 说 明 。 底 板

8、一 般 有 虚 渣 ， 往 往 没 有 清 理 干 净 ， 底 板 轮 廓 线 无 法 准 确 放线 ， 可 在 设 计 标 高 以 上 ， 画 一 条 线 （ 称 “ 线 ” ） 作 为 控 制 底 板 超 欠 挖 的 基 准 线 。 周 边 孔 司 钻测 量 放 线 结 束 前 ， 司 钻 人 员 应 按 照 要 求 ， 调 整 好 台 车 推 进 梁 ， 将 定 顶 盘 顶 紧 在 岩 面 上 ， 同 时 推 进 钻 杆 ， 将 钻 头 顶 在 标 示 出 的 炮 孔 的 位 置 上 ， 准 备 钻 孔 。钻 孔 前 ， 要 确 定 炮 孔 深 度 ， 根 据 爆 破 设 计 炮 孔 深

9、 度 及 开 孔 处 的 凹 凸 不 平 程 度 ， 确 定 每 一 个 炮 孔 的 钻 孔 深度 ， 同 时 控 制 好 推 进 梁 尾 部 与 周 边 岩 壁 的 距 离 ， 调 整 好 外 插 角 。 在 符 合 爆 破 设 计 要 求 、 保 证 炮 孔 间 距 基 本 均 匀 的 前 提 下 ， 选 择 易 掌 握 钻 进 方 向 的 位 置 开 孔 。 如 果 开 孔 位 置 的 岩 层 产 状 比 较 复 杂 ， 要 采 用 低 冲 击 、 低 推 进 慢 慢 钻 进 ； 钻 进 过 程 中 ， 要 时 刻 观 察 钻 进 的 方 向 ， 当 发 现 钻 进 方 向 有 变 化

10、时 ， 要 立 即 停 钻 ， 调 整 推 进 梁 纠 正 好 钻 进 方 向 后 再 钻 进 。 若 调 整 推 进 梁 仍 不 能 纠 正 钻 孔 方 向 ， 要 废 弃 该 孔 ， 在 旁 边 另 钻 孔 。 在 正 常 的 钻 孔 过 程 中 ， 一 般 遵 循 先 低 冲 击 、 低 推 进 开 孔 ， 然 后 高 冲 击 、 高 推 进 钻 进 。推 进 梁 尾 部 与 周 边 岩 壁 的 距 离 对 于 控 制 隧 道 周 边 超 欠 挖 起 着 至 关 重 要 的 作 用 。 凿 岩 台 车 在 制 造 上 有 个 特 点 ， 即 调 整 台 车 推 进 梁 与 隧 道 轴 线

11、 平 行 后 ， 只 移 动 台 车 大 臂 ， 不 调 整 推 进 梁 ， 推 进 梁 仍 保 持 与 隧 道 轴 线 平 行 。 钻 孔 前 ， 司 钻 人 员 必 须 参 照 花 杆 或 标 示 出 的 隧 道 轴 线 调 整 推 进 梁 ， 使 其 与 隧 道 轴 线 平 行 ， 然 后 移 动 台 车 大 臂 （ 切 不 可 调 整 推 进 梁 ） ， 接 近 周 边 时 ， 观 察 推 进 梁 尾 部 与 岩 壁 的 距 离 ， 直 至 将 定 顶 盘 顶 在 开 挖 轮 廓 线 上 开 孔 的 位 置 。 如 果 推 进 梁 尾 部 已 基 本 接 触 岩 壁 ， 而 定 顶 盘

12、 无 法 达 到 开 孔 处 ， 可 以 适 当 调 整 推 进 梁 ， 直 至 达 到 开 孔 处 。施 工 中 ， 经 常 出 现 开 挖 面 周 边 呈 弧 形 、 斜 面 等 ， 且 比 较 光 滑 。 直 接 钻 进 时 ， 钻 头 易 沿 开 孔 处 向 其 他 方 向 偏 移 ， 甚 至 滑 动 ， 开 孔 难 度 大 ， 外 插 角 也 不 易 控 制 。 开 孔 时 可 沿 与 弧 形 面 或 斜 面 成 一 定 角 度 在 开 挖 轮 廓 线 处 先 开 出 一 个 深 的 浅 孔 ， 调 整 推 进 梁 与 隧 道 轴 线 平 行 后 ， 再 沿 浅 孔 钻 进 。 底

13、板 孔 司 钻底 板 孔 司 钻 由 指 挥 人 员 控 制 “ 高 度 ” 与 “ 位 置 ” 。第 期 马 宏 伟 ： 液 压 凿 岩 台 车 开 挖 隧 道 控 制 超 欠 挖 施 工 技 术 首 先 要 将 底 板 的 虚 渣 人 工 清 理 干 净 ， 再 用 卷 尺 量 出 底 板 每 个 炮 孔 离 “ 线 ” 的 数 值 ， 并 记 录 ， 然 后 确 定 各 炮 孔 开 孔 的 位 置 ， 并 用 红 油 漆 标 示 出 来 。 同 时 ， 根 据 开 孔 处 的 凹 凸 不 平 程 度 ， 确 定 每 一 个 炮 孔 的 钻 孔 深 度 ， 并 记 录 。钻 孔 过 程 中

14、 ， 必 须 控 制 好 推 进 梁 尾 部 的 “ 高 度 ” ， 严 格 按 照 标 示 出 的 炮 孔 位 置 开 钻 ， 按 照 确 定 好 的 炮 孔 深 度 钻 孔 。 底 板 炮 孔 间 距 可 根 据 围 岩 情 况 ， 适 当 放 宽 ， 但 要 基 本 均 匀 ， 以 保 证 有 较 好 的 爆 破 效 果 。开 孔 位 置 应 为 易 掌 握 钻 进 方 向 的 位 置 ， 如 果 开 孔 位 置 的 岩 层 产 状 比 较 复 杂 ， 要 慢 慢 钻 进 ， 直 至 钻 出 的 浅 孔 易 于 钻 进 、 易 于 控 制 钻 进 方 向 方 可 快 速 钻 进 。推 进

15、 梁 尾 部 的 “ 高 度 ” 对 于 控 制 隧 道 底 板 超 欠 挖 起 着 至 关 重 要 的 作 用 。 底 板 眼 钻 孔 时 ， 钻 进 方 向 不 易 控 制 ， 往 往 向 上 倾 ， 成 孔 一 般 具 有 一 定 的 弧 度 ， 对 控 制 超 欠 挖 不 利 。 通 过 测 量 推 进 梁 尾 部 的 “ 高 度 ” ， 测 量 底 板 超 欠 挖 值 ， 发 现 当 凿 岩 台 车 推 进 梁 尾 部 “ 高 度 ” 控 制 在 时 ， 隧 道 底 板 比 较 平 整 ， 超 挖 在 允 许 范 围 内 ， 且 没 有 “ 门 槛 ” 。 底 板 光 面 爆 破底

16、板 夹 制 作 用 比 较 大 ， 往 往 加 强 装 药 ， 爆 破 振 动 较 大 ， 对 底 板 围 岩 破 坏 性 较 大 ， 成 型 不 易 控 制 。 如 果 地 质 条 件 差 ， 底 板 成 型 很 差 ， 基 本 上 没 有 残 存 炮 孔 ， 许 多 地 方 围 岩 松 动 产 生 大 量 超 挖 。 为 了 减 少 对 底 板 围 岩 的 振 动 ， 底 板 采 用 光 面 爆 破 ， 适 当 减 小 底 板 眼 间 距 ， 采 用 间 隔 装 药 ， 导 爆 索 引 爆 ， 装 药 量 根 据 底 板 爆 破 效 果 适 时 调 整 。 实 践 证 明 ， 隧 道 底

17、板 光 面 爆 破 对 于 控 制 隧 道 超 挖 是 行 之 有 效 的 措 施 。 欠 挖 管 理隧 道 开 挖 ， 应 杜 绝 欠 挖 。 出 现 欠 挖 时 ， 可 能 造 成 台 车 的 凿 岩 机 “ 作 业 空 间 ” 不 够 ， 影 响 钻 孔 的 方 向 ， 容 易 形 成 欠 挖 或 超 挖 。 而 处 理 欠 挖 ， 往 往 形 成 新 的 超 挖 ， 费 工 又 费 时 ， 影 响 开 挖 进 度 ， 可 以 说 “ 欠 挖 就 是 超 挖 ” 。欠 挖 必 须 当 班 处 理 。 处 理 欠 挖 时 ， 要 根 据 欠 挖 量 的 多 少 ， 适 当 调 大 外 插

18、角 。 处 理 欠 挖 钻 孔 不 可 过 深 ， 可 多 钻 几 个 浅 孔 ， 以 不 造 成 较 大 超 挖 。 司 钻 管 理周 边 孔 钻 孔 要 做 到 “ 准 、 直 、 平 、 齐 ” ， 即 钻 孔 位 置 准 ， 炮 孔 垂 直 工 作 面 ， 彼 此 平 行 ， 孔 底 落 在 同 一 横 断 面 上 。 司 钻 实 行 “ 定 人 ” 、 “ 定 机 ” 、 “ 定 位 ” 、 “ 定 质 ” 、 “ 定 量 ” 制 度 。 “ 定 人 ” 即 将 周 边 孔 定 人 司 钻 ； “ 定 机 ” 即 将 各 个 凿 岩 机 定 人 操 作 ； “ 定 位 ” 即 将 隧

19、 道 周 边 分 个 区 域 ， 每 个 区 域 定 人 司 钻 ， 将 周 边 开 挖 成 型 的 质 量 控 制 “ 绑 定 ” 在 个 人 身 上 ； “ 定 质 ” 即 将 周 边 开 挖 成 型 的 质 量 与 司 钻 人 员 的 收 入 挂 钩 ， 以 合 理 的 奖 罚 激 励 司 钻 人 员 提 高 施 钻 水 平 ， 进 而 提 高 隧 道 的 开 挖 成 形 质 量 ； “ 定量 ” 即 要 求 司 钻 人 员 在 规 定 的 时 间 内 ， 保 证 质 量 ， 钻 完 规 定 炮 孔 。司 钻 时 ， 要 分 配 好 凿 岩 台 车 各 个 工 作 臂 所 钻 炮 孔 的

20、 顺 序 ， 依 炮 孔 的 位 置 划 分 区 域 ， 每 个 区 域 做 到 分 工 明 确 、 责 任 明 确 。 司 钻 人 员 之 间 要 相 互 协 调 ， 密 切 配 合 ， 灵 活 调 整 司 钻 的 位 置 ， 以 减 少 大 臂 与 大 臂 之 间 在 作 业过 程 中 的 相 互 影 响 。 同 时 ， 派 专 人 站 在 台 车 吊 篮 内 手 执 小 红 旗 、 小 绿 旗 ， 指 挥 钻 孔 ， 实 践 证 明 对 控 制 开 挖 成 形 也 是 很 有 效 的 。 超 欠 挖 控 制 措 施超 欠 挖 控 制 是 隧 道 开 挖 中 的 一 个 重 要 内 容 ，

21、 需 要 采 取 强 有 力 的 措 施 ， 才 能 达 到 较 好 的 开 挖 效 果 。 ） 强 化 施 工 现 场 的 管 理 ， 重 视 开 挖 质 量 。 凿 岩 台 车 开 挖 时 ， 司 钻 人 员 与 开 挖 面 距 离 一 般 在 以 上 ， 凿 岩 机 体 积 也 比 较 大 ， 外 插 角 不 好 控 制 ， 极 易 造 成 较 大 超 挖 或 欠 挖 ， 必 须 建 立 一 个 有 效 的 质 量 管 理 体 系 ， 形 成 科 学 的 管 理 ， 做 到 人 员 和 机 械 的 合 理 组 织 。 每 班 进 行 现 场 技 术 交 底 、 作 业 安 排 、 技 术

22、 指 导 ， 班 后 要 查 找 施 工 中 的 不 足 ， 总 结 经 验 及 时 反 馈 信 息 ， 及 时 改 进 或 调 整 施 工 方 案 。 ） 强 化 施 工 组 织 管 理 ， 制 定 相 应 的 规 章 制 度 和 作 业 规 范 ， 推 行 标 准 化 作 业 ， 加 强 对 司 钻 人 员 的 技 术 培 训 和 责 任 心 的 教 育 ， 并 形 成 有 效 的 约 束 机 制 ， 做 到 规 章 制 度 、 作 业 规 范 落 到 实 处 。 ） 形 成 有 效 的 奖 罚 制 度 。 根 据 每 班 的 超 欠 挖 情 况 ， 班 后 及 时 奖 罚 到 个 人 身

23、 上 ， 并 及 时 兑 现 。 及 时 对 当 月 的 超 欠 挖 情 况 进 行 总 结 ， 表 彰 先 进 ， 处 罚 落 后 ， 激 励 广 大 司 钻 人 员 向 先 进 学 习 。 对 于 造 成 的 较 大 超 挖 或 欠 挖 ， 必 须 查 找 出 原 因 ， 记 录 在 册 ， 并 在 生 产 大 会 上 作 为 反 面 材 料 讨 论 、 学 习 ， 对 有 关 责 任 人 要 点 名 批 评 ， 必 要 时 进 行 处 罚 。 ） 加 强 对 司 钻 人 员 的 教 育 与 管 理 ， 使 司 钻 人 员 深 刻 认 识 到 司 钻 精 度 的 重 要 性 ， 认 识 到

24、 超 欠 挖 关 系 到 成 本 ， 关 系 到 企 业 、 员 工 的 切 身 利 益 。 要 求 司 钻 人 员 每 月 书 写 司 钻 体 会 ， 谈 谈 自 己 在 工 作 中 的 得 与 失 ， 总 结 经 验 教 训 ， 并 将 体 会 上 交 技 术 主 管 部 门 ， 以 督 促 司 钻 人 员 自 学 。 每 周 要 组 织 一 次 司 钻 经 验 交 流 会 ， 司 钻 先 进 人 员 要 讲 经 验 ， 谈 体 会 ， 形 成 浓 厚 的 学 习 气 氛 。 ） 使 用 质 量 过 硬 的 爆 破 器 材 。 爆 破 器 材 质 量 不 符 合 要 求 ， 可 能 经 常

25、 瞎 炮 ， 造 成 局 部 欠 挖 ； 或 爆 破 效 果 差 ， 掌 子 面 很 不 平 整 ， 影 响 下 一 循 环 的 司 钻 。 不 同 厂 家 、 不 同 类 型 的 爆 破 器 材 运 到 施 工 现 场 后 ， 要 从 中 抽 取 一 部 分 进 行 质 量 检 验 ， 并 做 好 记 录 ， 同 时 根 据 现 场 爆 破 情 况 ， 选 择 质 量 过 硬 的 爆 破 器 材 厂 家 做 为 爆 破 器 材 永 久 供 货 商 。 ） 采 用 控 制 爆 破 ， 合 理 分 配 单 段 装 药 量 。 不 同 地隧 道 建 设 第 卷质 条 件 下 ， 装 药 量 、 炮

26、 孔 间 距 要 适 当 调 整 ， 甚 至 个 别 炮 孔 可 以 采 取 零 装 药 ， 作 为 减 振 孔 。 根 据 地 质 情 况 及 时调 整 各 炮 孔 装 药 量 及 单 段 装 药 量 ， 以 减 少 对 围 岩 的 扰 动 ， 可 有 效 地 减 少 局 部 的 破 碎 围 岩 因 扰 动 而 坍 塌 ， 造 成 不 必 要 的 超 挖 。 要 消 除 仅 在 隧 道 拱 部 及 边 墙 的 周 边 孔 进 行 光 面 爆 破 才 能 控 制 超 欠 挖 的 思 想 ， 从 思 想 上 认 识 到 在 底 板 采 用 光 面 爆 破 ， 也 是 控 制 超 欠 挖 的 有

27、效 途 径 ， 并 积 极 在 现 场 实 施 。 ） 严 格 控 制 开 挖 轮 廓 线 的 放 线 精 度 。 放 样 时 ， 优 先 采 用 全 站 仪 ， 并 配 以 技 术 水 平 过 硬 的 专 职 测 量 工 程 师 ， 人 工 布 点 ， 将 周 边 孔 快 速 准 确 地 标 示 在 开 挖 轮 廓 线 上 。 ） 加 强 围 岩 变 形 监 控 量 测 ， 根 据 围 岩 变 形 量 测 结 果 ， 了 解 本 工 程 不 同 级 别 围 岩 的 变 形 量 ， 在 测 量 放 线 时 ， 可 将 设 计 要 求 的 变 形 量 适 当 减 小 ， 可 减 少 部 分 超 挖 量 。 ） 确 立 “ 少 超 少 欠 ” 、 “ 以 欠 挖 控 制 超 挖 ” 的 思 想 。 施 工 中 ， 有 意 识 的 控