摘要：介绍了全断面法进行隧道开挖的施工工艺，分别分析了测量、钻孔、出渣等工序中的控制要点，阐述了确保隧道施工质量的控制措施和安全措施，保证开挖、出渣和支护能力相协调，充分利用围岩自稳性，确保隧道洞体开挖进度和安全，对同类工程具有借鉴意义。
关键词：隧道，全断面，钻孔，质量控制
在隧道开挖中，选择适宜的洞体开挖方法，确保洞体围岩稳定，是保证隧道洞体开挖质量和安全的关键。在施工过程中，洞体跨度较大时，周边围岩易出现大范围的塑性化和变形，拱脚和墙脚处应力严重集中，隧道拱顶更不稳定。合理选择洞体开挖方法，充分利用围岩自稳性，与支护条件相适应，保证隧道施工质量，确保洞体开挖进度和安全。在隧道洞体开挖方法中，在我国使用较多的有全断面法、台阶法、CD工法、CRD工法、双侧壁导坑工法等。其中，全断面法是我国目前应用最广、最成熟的隧道开挖方法之一。在全断面开挖法下，整个隧道的开挖断面实现了钻孔、爆破成型和初期支护均一次到位。全断面法的施工工序少，操作比较简单，便于进行施工组织和管理，且形成了较大的作业空间，机械化作业程度高，能有效保证施工进度。
1概述
隧道采用全断面开挖法时，全断面一次钻孔，并进行装药连线，再一次爆破成型，同时施作初期支护，铺设防水隔离层，进行二次筑模衬砌，具有施工操作简单，施工速度快的特点。全断面开挖施工综合程度较高，比分部开挖效率显著提高，其机械配置原则为生产能力稍高于进度指标，保证施工连续进行，提高机械使用率。全断面法适用于Ⅰ级～Ⅲ级硬岩地层和Ⅱ级软岩地层的隧道洞体开挖。当用于Ⅳ级硬岩地层，须采取超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助加固措施后，也可采用全断面法施工，但应适当缩短开挖进尺。浅埋段、偏压段和洞口段不宜采用全断面法开挖。
2施工工艺
某高速公路双线隧道地处Ⅱ级围岩地段，采用全断面法开挖，使用施工作业台架，人工操作气腿式凿岩机钻孔，光面爆破，确保隧道一次成型，以减少对围岩扰动。在正式施工前，应确保施工用风、用水和用电设施的布置。采用固定空压机供风，工作面风压应不小于0．5MPa，水压应不小于0．3MPa。用电采用三级配电二级保护方式，在每份支线与动力线连接处安装有开关及保险装置，严格禁止将照明设施加挂在动力线路上。管路敷设应平顺，接头严密，不漏水。
2．1施工测量
当上一循环结束后，为确保开挖断面的中线和高程须符合设计要求，利用洞内中线控制桩点，测量专人进行工作面开挖轮廓线标示，将主要钻孔位置初步标示。围岩是隧道的主要承载单元，施工中应避免过度破坏和损伤遗留围岩的强度。在每一次开挖后，应对地质情况及时进行核对，对开挖面的地层层理、节理、裂隙等结构状况进行仔细观察，测定岩体的软硬程度，综合考虑出水量大小等因素，合理确定围岩的稳定性，以进行超前地质预报。
2．2台架就位
根据工作面开挖断面情况，使用人工配合装载机将施工作业台架移至指定位置，将台架固定。固定后的台架须保持稳定，设置部位尽可能便利于钻爆工操作凿岩机。
2．3钻孔装药
全断面法的开挖面较大，围岩稳定性降低，深孔爆破引起的震动较大，须精心进行钻爆设计，严格控制爆破作业，充分发挥围岩的结构作用。在隧道开挖前进行钻爆设计时，须综合考虑现场地质条件、开挖断面大小、循环进尺长度等因素，依据使用的钻孔机具和爆破材料性能，合理确定布设的钻孔数目、深度和角度等及采用的爆破器材、装药量和装药结构，还须确定起爆方法和顺序。在进行钻孔布置时，掏槽眼可采用直眼或斜眼。为确保开挖断面质量，周边眼的布设须沿隧道开挖轮廓线进行。为确保爆破石渣符合清运要求，应在内圈眼和掏槽眼间交错均匀布置掘进眼。周边眼、内圈眼与辅助眼孔底应处于同一垂直面上，掏槽钻孔应加深10cm。在本项目中，爆破采用光面爆破，钻爆设计完成后，通过试爆进行爆破参数优化，以控制作用范围和方向，将围岩变形控制在允许范围内，有效减少超欠挖。根据爆破设计要求和工作面标示出的钻孔位置，人工操作凿岩机进行钻孔，须采取措施对钻孔位置和角度的准确性进行有效控制。在钻进过程中，应综合考虑钻进速度、围岩软弱程度等因素，进行供风量和供水量的及时调整。在钻孔时，应设置专人对钻孔的间距、深度和角度进行复核，要求将掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差控制在5cm内，周边眼间距允许偏差控制在5cm内，外插角的孔底不得超过开挖断面轮廓线15cm。采用间隔装药方法，确保药量适当分布在钻孔的全长范围内，使用炮泥将孔口堵塞严实，雷管采用毫秒微差有序起爆。光面爆破钻孔痕迹保存率在开挖轮廓面上均匀分布。硬岩地质条件下，确保不小于80％，中硬岩不小于60％。须严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部位（每1m2不大于0．1m2）侵入衬砌必须小于5cm。严禁在拱脚和墙脚以上1m范围内断面的欠挖。
2．4出渣运输
采用装载机装渣，大型自卸汽车运输，要求使用的清运机械和设备性能良好，运输通道平整通畅。为便于运渣车装渣清运，应确保工作面照明状况良好，运渣车隧道内的行驶速度控制在15km／h左右。为保证形成流水作业，装运能力应比开挖能力略大。设置专人进行关键地段的车辆调度，要求安全警示和标识设置齐全，确保在衬砌模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标识。
3质量控制要点
全断面开挖法与分部开挖法相比，爆破震动次数减少。但开挖面大，降低了围岩的相对稳定性，每次深孔爆破震动较大，须重视施工中的质量控制，确保开挖质量符合设计要求。1）根据隧道断面、围岩条件、爆破振动限制、循环作业时间等因素，合理确定全断面开挖施工工艺循环进尺。2）在地质条件较差地段，隧道开挖选择采用全断面法时，为保证施工质量和安全，进行围岩的超前支护或预加固必不可少，并进行循环进尺的严格控制。3）在隧道开挖过程中，通过采取超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助措施进行超前预加固，能有效提高围岩整体性。4）开挖隧道时，为将爆破作业对围岩的扰动降至最低，须对一次同时起爆的炸药量进行严格控制。5）隧道开挖爆破后应先采用机械进行找顶，然后人工找顶。6）在隧道开挖过程中，须设专人进行质量和安全检查并记录。对发现的不合规情况，须及时纠正并要求限期整改，必要时进行跟踪验证。7）重视地质情况监测，做好超前预报，对发现的地质条件变化，须及时进行隧道开挖方转换。
4安全控制措施
在隧道开挖过程中，应采取有效措施确保施工安全，确保开挖、出渣和支护能力相协调，保持围岩稳定和施工安全，减少超欠挖，实现安全施工和绿色施工要求。1）在正式施工前，应辨识施工各工序中的危险源，分别进行安全风险评估后，科学进行安全管理的编制，便于制定有效的应急方案。2）组织施工人员进行规章制度等学习，组织相关人员对各专用机具进行试操作，对特殊环境中的作业流程等进行熟悉。3）对参与施工人员进行安全技术交底，重视岗前再培训和安全教育，考核后允许进入施工现场。对特殊工种须取得合格证方能上岗。4）禁止无关人员进洞。进洞人员须戴好安全帽，洞内作业人员须佩戴防尘面具。5）为确保围岩稳定和隧道开挖安全，应重视围岩变形监测，提前采取措施将开挖作业对围岩的扰动降至最低。6）爆破作业后，将爆破效果和开挖面情况应及时进行检查，将瞎炮、残炮和危石进行清除，保证爆破后的洞体围岩壁面平整、光滑。7）在隧道开挖作业中，不得影响衬砌、初期支护及设备的安全。8）加强洞内通风，确保洞内环境符合职业健康标准。
参考文献：
［1］李明．探讨隧道全断面开挖施工技术及质量控制［J］．工程技术（文摘版），2015（11）：30?33．
［2］赵雷．光面爆破在隧道全断面开挖中的应用［J］．工程技术（文摘版），2016（7）：50?52.
作者:曹艳龙 单位:山西交通控股集团有限公司吕梁北高速公路分公司
