隧道建設雜志高速公路隧道施工技術論文

　　這是發(fā)表在《隧道建設》上的一篇論文，高速公路隧道施工是一項較為復雜且系統(tǒng)的工程，由于隧道本身的特殊性，從而對施工技術提出了較高的要求。在實際工程中，為了確保隧道的整體質量，必須根據(jù)設計要求，采取最為合理、可行的施工技術。只有這樣，才能確保隧道施工順利進行。 《隧道建設》雜志是隧道及地下工程領域實踐性很強的技術類科技期刊。1981年創(chuàng)刊，由中鐵隧道集團主管，中鐵隧道集團科研所主辦，為國內外公開發(fā)行刊物。

　　摘要：為了進一步確保高速公路隧道的整體質量，必須在隧道施工中采取科學合理、切實可行的技術措施和施工方法，這不但有助于確保隧道工程質量，而且還能加快施工進度、保障施工安全、節(jié)約施工成本。基于此點，文章就高速公路隧道施工技術展開了研究。

　　關鍵詞：高速公路;隧道施工;工程質量

　　1　高速公路隧道施工的特點分析

　　隧道工程是高速公路的重要組成部分之一，由于隧道本身的特殊性，使其施工難度和復雜程度相對較高。高速公路隧道施工的特點大致可歸納為以下幾個方面：其一，隧道施工過程中，不可預見的因素相對較多，其中地質條件的不可預見性是隧道施工最為顯著的特點之一。通常情況下，在隧道施工之前很難準確掌握全部的地質情況，同時對地下水、泥石流、圍巖變化、溶洞、瓦斯地層等不良的地質狀況也都無法預見，這給隧道施工增添了一定難度;其二，隧道施工風險性較大。因為整個隧道工程的地質變化情況無法進行準確預測和預報，故此，在施工過程中，塌方事故的發(fā)生幾率相對較大，安全隱患也比較多;其三，隱蔽工程多。由于隧道本身屬于地下工程，加之隧道結構的特點和工程的時效性，使得隧道施工中后一道工序都是在前一道工序完成的基礎上立即進行，這樣一來就造成了隱蔽工序較多，一旦這些工序存在質量問題，在檢驗時往往很難發(fā)現(xiàn)，也無法采取有效的措施進行及時補救，從而對整個隧道工程的質量造成影響;其四，施工具有明顯的時效性。在隧道施工的過程中，圍巖常常會發(fā)生各種變化，并且水文地質條件也十分復雜，為此，在開挖之后，需要立即進行相應的處理，致使整個施工過程的時效性相對較強;其五，施工環(huán)境惡劣，各工種交叉作業(yè)多。隧道施工一般都是在一個相對較為狹小的空間內進行各種作業(yè)，并且由于隧道施工工序較多，如開挖、支護、防排水、預埋件等等，使得各工種常常會在一起交叉作業(yè)，這無形中增大了施工難度，特別是在隧道圍巖條件比較差的地段，這種情況更為突出。此外，隧道工程大多都是在一個半封閉的空間內進行施工建設，開挖等工序會造成較大的污染，雖然在施工階段也會采取相應的通風措施，但是仍舊無法改變施工環(huán)境惡劣的情況。

　　2　高速公路隧道施工技術研究

　　2.1　高速公路隧道施工的常用方法

　　在高速公路隧道工程施工中，常常會遇到一些不良地質條件的地段，由于隧道施工本身對地質條件的變化較為敏感，若是處理不當，則很容易引起塌方等事故，從而影響施工總體目標的實現(xiàn)。為此，采用科學合理、切實可行的施工技術，成為高速公路隧道施工成敗的關鍵。目前，在公路隧道施工中，較為常用的施工技術有以下三種：

　　2.1.1?分部施工法。該施工方法常用于松散軟弱地層的隧道施工，其不但能夠有效降低支護難度，而且還能夠起到穩(wěn)定圍巖的作用。

　　2.1.2?超前支護法。所謂的超前支護具體是指在隧道開挖面的前方邊界圍巖處插入錨桿、鋼板、鋼管等，以此來對圍巖結構進行臨時性支撐，防止隧道掘進過程中，頂部圍巖塌落。在隧道施工中，較為常用的超前支護方法有超前鋼管法，該方法又被稱為管棚法，常用于非粘性砂土層等地質存在缺陷的地段，該方法若與注漿加固法相結合使用，支護效果更佳。

　　2.1.3?超前灌漿法。灌漿加固是隧道在不良地質條件下施工的關鍵技術措施之一，其可以通過對松散圍巖進行加固，使圍巖結構更加穩(wěn)定。根據(jù)隧道施工工作面的不同，該方法又可分為洞內灌漿和洞外灌漿兩種。前者灌漿段的長度可以按照工程的具體地質條件、灌漿要求、機械設備等進行確定，通常情況下，在沒有特殊要求時，其最大長度不宜超過50m，開挖段的長度則應為灌漿長度的80%左右，這樣有利于確保水泥漿墻的厚度。同時灌漿壓力最高不得超過 2MPa。

　　2.2　高速公路隧道施工技術的具體應用

　　為了便于本文研究，下面以某高速公路的隧道工程為依托，對隧道施工技術的具體應用進行介紹。

　　2.2.1　工程概況。該公路隧道的軸線為南北走向，隧道進口處在山的北面，洞口位置的地形為西南向傾斜，進口下端附近有一條電站的水渠。由于該隧道進口明洞30m左右位置處的土層以1.5%的坡度下降，從而給隧道開挖增添了一定的難度。經過多方面綜合考慮后，決定采取從隧道兩端進行相對挖掘的施工方案。

　　2.2.2　合理安排施工作業(yè)線。根據(jù)隧道結構的設計要求，先將中導洞向內部掘進40~50m左右，然后澆筑中墻，待混凝土強度達到70%以上后，便可進入左洞，右洞的掌子面需要與左洞之間保持10m左右的距離，而左右洞二次襯砌與掌子面的間距應當控制在25~35m這一范圍內，由此便可以在隧道進口和出口位置上形成中導洞、中墻、左右洞開挖、二次襯砌的施工作業(yè)線。這樣不但使隧道施工的整體作業(yè)面進一步拓寬，而且還能顯著縮短工期。

　　2.2.3　初期支護。該環(huán)節(jié)主要分為以下三道工序：(1)制管。本工程初期支護采用的是熱軋無縫鋼管，管長5m，外徑5cm，壁厚0.5cm。管子的一段制作成錐頭形狀，另一端焊接上鋼箍，隨后沿著管壁的四周進行鉆孔，孔間距保持在150mm，以此作為注漿孔。(2)鉆孔。在距離開挖作業(yè)面支撐點最近的位置上確定出孔眼，并按照中導洞3.2m，左右洞2.5m的規(guī)格布置小導管的縱向間距。(3)管道安裝及注漿�？梢允褂酶邏猴L對成孔進行清理，小導管安裝完畢后可以用牛角泵進行注漿，注漿壓力控制在0.7~1.0MPa之間。

　　2.2.4　洞身開挖。在本工程中，洞身開挖共分為以下兩個部分：(1)中導洞。在成洞面完成以后，便可以開始對中導洞進行開挖，具體開挖過程中可以按照0.5~1.2m的距離進行循環(huán)進尺，當開挖成型之后且經過水平通過檢查合格，應當及時進行混凝土澆筑;然后對錨桿孔進行定位，并進行鉆孔施工，在清孔之后注入水泥砂漿;隨后采用U型鋼筋插接的方式對拱架進行對接。由于本工程的中導洞采用的是兩臺階的方式進行開挖，故此應當先對上臺階進行開挖，并做好支護以后，再進行下臺階開挖。(2)左右洞開挖。當中墻混凝土澆筑完畢且強度達到70%以上時，便可以對左右洞進行開挖，施工中采用的是兩臺階分布平行開挖的方法。實際施工中，上臺階應當先挖出一個環(huán)形導坑，然后再進行中核開挖，中核與拱頂之間的垂直距離應當保持在1.5~20m之間。

　　2.2.5　隧道的防排水。公路隧道工作的防排水工程對隧道使用壽命正常運營和安全起著舉足輕重的作用。要做好隧道防排水，必須從隧道施工過程的每一道工序做起，超前小導管預注漿、初期支護、防水板鋪設、二次防水襯砌、排水設施等每道工序的施工質量都對隧道防排水效果產生很大的影響，施工中的一點疏忽都可能造成滲漏水隱患。因此，每道工序的施工質量都要達到設計預期的效果，才能使隧道防排水工程質量有保證。

　　2.2.6　二次襯砌施工。該環(huán)節(jié)也分為兩個部分，一部分是中隔墻施工，另一部分是左右洞施工。(1)中隔墻二次襯砌施工。本工程是以中隔墻作為整個隧道施工的基礎，并在左右洞分別預埋鋼支撐接頭鋼板。同時采用大塊鋼模進行立模和模板加工，應當確保正洞臺車與模板之間的尺寸相一致;可以采用外拉內項的施工方法對模板進行加固處理;每一段的隔墻都需要采用泵送混凝土進行澆筑，為了確保澆筑質量，澆筑過程要盡可能一次完成。(2)左右洞二次襯砌施工。首先，應當保證表面的平整度，并確定沒有明顯滲漏水的情況之后，方可進行排水設施的鋪設工作;其次，應當將各種管、線、件全部預埋在鋼筋房之內，同時將鋼筋綁扎成型，以上工作完成后便可以進行混凝土澆筑。澆筑混凝土可以采用泵送的方式，每一次泵送都必須完成一個階段的混凝土灌注。當混凝土澆筑完成后，需要使用振搗棒進行均勻振搗，振搗時不可漏振或是過振;最后，當混凝土的強度達到2.5MPa時，便可進行拆模，并進行養(yǎng)護，根據(jù)規(guī)范規(guī)定養(yǎng)護時間不得低于 14d。

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