漏斗棚架法

隧道工程名词

漏斗棚架法（hopper shed support tunnelling method）也称下导坑先墙后拱法。适用于较坚硬稳定的岩层。施工时先开挖下导坑，在导坑上方开始由下向上作反台阶式的扩大开挖，直至拱顶；随后在两侧由上向下作正台阶式的扩大开挖，直至边墙底；全断面完全开挖后，再由边墙到顶拱修筑衬砌。

施工程序

漏斗棚架法又称下导坑先墙后拱法，它的施工程序是：在最前方开挖的部分是下导坑①，在下导坑开挖面后约30~50米处，开始架设“漏斗棚架”，然后在漏斗棚架上方逐步向上扩大②③④及⑤各部。它们的间距以互不干扰为原则，一般可采用15~20米，②、③、④、⑤部扩大的钻眼工作可在棚架的碴堆上进行。它们爆落的石碴通过棚架漏斗口向下装入停放在下导坑的斗车中，并运出洞外。拆除棚架以后，再开挖两侧⑥部和水沟，完成整个断面的开挖。最后，在一定的安全距离(约30~50米)以外就可灌注边墙和拱圈混凝土衬砌。

关键因素

导坑是分部开挖法的关键工序，它能为后续开挖工序创造临空面，以提高爆破效果，同时能作为开展工作面进行扩大的基地，在导坑开挖中能查明实际的地质情况，能用来排除地下水使坑道保持干燥，能用它来铺设管道、电缆线和运输轨道，能便利地下测量工作，及早打通导坑，能使中线得到校核，同时能显著地改善施工通风条件。在另一方面讲，导坑本身的尺寸较小，只有一个I临空面，超前进入山体深处，运输距离最远，而且地质情况还有待查明，可能遇到地质突然变化而影响前进。同时相对于后续开挖工序来说，导坑的开挖工作、出碴运输、通风、排水、测量工作以及铺设管路等方面都是比较困难的。正是由于这些原因，导坑的掘进成为全隧道施工过程的关键环节，因此，有效地组织导坑快速掘进，使导坑掘进领先于其他工序，为加快整个隧道施工进度创造条件。

导坑的最小尺寸主要应满足打眼放炮、质条件，支撑形式和管路布置等情况而定，出碴运输等工序在操作上的要求，同时应结合地以保证正常施工的需要。

为了架设漏斗棚架，下导坑还要求加高到3.2~3.4米。导坑形状通常用矩形或梯形。在坚硬岩层一般采用矩形。在较破碎的地层时宜用梯形，两侧斜度约为10∶1，这样可缩短横梁的跨度，有利于承受竖向的围岩压力。这样的支撑对于承受侧向围岩压力比较稳定。

下导坑中心线一般与隧道中心线一致，其底面标高应与隧道底面标高平齐。掘进时一定要注意，不要使导坑底面标高升起，以免以后“检底”。

漏斗棚架的类型

漏斗棚架的类型与下导坑宽度有关。为了漏碴和运碴互不干扰，一般采用双运输道的导坑。

棚架是一个临时结构，主要按一次爆破后在棚架上堆积的②，⑧部的石碴重量来设计，对于冲击力，则考虑另加临时中间支柱来加固。横梁通常采用西25~30厘米的圆木，立柱采用Φ20厘米的圆木。为了保持棚槊的稳定和整体性，需加设纵撑，一般采用西15厘米的圆木。棚架总长度应按②～⑤部的漏碴需要而定，一般60~70米。有时为了缩短棚架总长度，而将④，⑤两部合拼为一次开挖。

漏斗棚架开挖法的②③④⑤部挑顶扩大的爆破都有2个临空面，爆破条件较好。此时要注意炮眼布置和装药放炮工作，尽量减少超挖、欠挖和减少对岩层的震松。并要注意爆落的石块不致太大，以免堵塞漏斗口或打坏棚架和斗车。

漏斗棚架法特点

综合上述的漏斗棚架法施工，它的优点有：

(一)便于手持凿岩机的使用，上部断面的石碴装车，可不用装碴机械。

(二)领先的下导坑能及早探明前方山体的地质条件，疏干围岩的地下水，以及使隧道提早贯通。

(三)工作面较多，可同时流水作业。如需要加快隧道掘进进度，下导坑可赶前较远，以增加中间的扩大工作面。

由此可以看出，漏斗棚架法对予用人力和小型机具相配合的半机械化隧道施工是很适合的。

但这一施工方法也存在一些缺点：

(一)棚架需要木材较多，且易被爆破损坏而消耗大。

(二)工作面分散，通风条件较差。管路布置也比较分散，侧墙⑥部爆破时容易打坏管路和堵塞运输线路。

(三)拱部爆破分部较多，不利于光面爆破。

(四)岩层暴露时间较长，而且分次向上扩大，若要支撑，只能等到扩大出整个坑道轮廓时，才能架设，因此限制了这个方法只能用在比较坚固稳定的岩层。