隧道建設(shè)雜志高速公路隧道施工技術(shù)論文

　　這是發(fā)表在《隧道建設(shè)》上的一篇論文，高速公路隧道施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，由于隧道本身的特殊性，從而對(duì)施工技術(shù)提出了較高的要求。在實(shí)際工程中，為了確保隧道的整體質(zhì)量，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采取最為合理、可行的施工技術(shù)。只有這樣，才能確保隧道施工順利進(jìn)行。 《隧道建設(shè)》雜志是隧道及地下工程領(lǐng)域?qū)嵺`性很強(qiáng)的技術(shù)類(lèi)科技期刊。1981年創(chuàng)刊，由中鐵隧道集團(tuán)主管，中鐵隧道集團(tuán)科研所主辦，為國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行刊物。

　　摘要：為了進(jìn)一步確保高速公路隧道的整體質(zhì)量，必須在隧道施工中采取科學(xué)合理、切實(shí)可行的技術(shù)措施和施工方法，這不但有助于確保隧道工程質(zhì)量，而且還能加快施工進(jìn)度、保障施工安全、節(jié)約施工成本�；�于此點(diǎn)，文章就高速公路隧道施工技術(shù)展開(kāi)了研究。

　　關(guān)鍵詞：高速公路;隧道施工;工程質(zhì)量

　　1　高速公路隧道施工的特點(diǎn)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(fù)雜程度相對(duì)較高。高速公路隧道施工的特點(diǎn)大致可歸納為以下幾個(gè)方面：其一，隧道施工過(guò)程中，不可預(yù)見(jiàn)的因素相對(duì)較多，其中地質(zhì)條件的不可預(yù)見(jiàn)性是隧道施工最為顯著的特點(diǎn)之一。通常情況下，在隧道施工之前很難準(zhǔn)確掌握全部的地質(zhì)情況，同時(shí)對(duì)地下水、泥石流、圍巖變化、溶洞、瓦斯地層等不良的地質(zhì)狀況也都無(wú)法預(yù)見(jiàn)，這給隧道施工增添了一定難度;其二，隧道施工風(fēng)險(xiǎn)性較大。因?yàn)檎麄�(gè)隧道工程的地質(zhì)變化情況無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，故此，在施工過(guò)程中，塌方事故的發(fā)生幾率相對(duì)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(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和工程的時(shí)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(chǔ)上立即進(jìn)行，這樣一來(lái)就造成了隱蔽工序較多，一旦這些工序存在質(zhì)量問(wèn)題，在檢驗(yàn)時(shí)往往很難發(fā)現(xiàn)，也無(wú)法采取有效的措施進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救，從而對(duì)整個(gè)隧道工程的質(zhì)量造成影響;其四，施工具有明顯的時(shí)效性。在隧道施工的過(guò)程中，圍巖常常會(huì)發(fā)生各種變化，并且水文地質(zhì)條件也十分復(fù)雜，為此，在開(kāi)挖之后，需要立即進(jìn)行相應(yīng)的處理，致使整個(gè)施工過(guò)程的時(shí)效性相對(duì)較強(qiáng);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(gè)相對(duì)較為狹小的空間內(nèi)進(jìn)行各種作業(yè)，并且由于隧道施工工序較多，如開(kāi)挖、支護(hù)、防排水、預(yù)埋件等等，使得各工種常常會(huì)在一起交叉作業(yè)，這無(wú)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(gè)半封閉的空間內(nèi)進(jìn)行施工建設(shè)，開(kāi)挖等工序會(huì)造成較大的污染，雖然在施工階段也會(huì)采取相應(yīng)的通風(fēng)措施，但是仍舊無(wú)法改變施工環(huán)境惡劣的情況。

　　2　高速公路隧道施工技術(shù)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(huì)遇到一些不良地質(zhì)條件的地段，由于隧道施工本身對(duì)地質(zhì)條件的變化較為敏感，若是處理不當(dāng)，則很容易引起塌方等事故，從而影響施工總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為此，采用科學(xué)合理、切實(shí)可行的施工技術(shù)，成為高速公路隧道施工成敗的關(guān)鍵。目前，在公路隧道施工中，較為常用的施工技術(shù)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(hù)難度，而且還能夠起到穩(wěn)定圍巖的作用。

　　2.1.2?超前支護(hù)法。所謂的超前支護(hù)具體是指在隧道開(kāi)挖面的前方邊界圍巖處插入錨桿、鋼板、鋼管等，以此來(lái)對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)性支撐，防止隧道掘進(jìn)過(guò)程中，頂部圍巖塌落。在隧道施工中，較為常用的超前支護(hù)方法有超前鋼管法，該方法又被稱(chēng)為管棚法，常用于非粘性砂土層等地質(zhì)存在缺陷的地段，該方法若與注漿加固法相結(jié)合使用，支護(hù)效果更佳。

　　2.1.3?超前灌漿法。灌漿加固是隧道在不良地質(zhì)條件下施工的關(guān)鍵技術(shù)措施之一，其可以通過(guò)對(duì)松散圍巖進(jìn)行加固，使圍巖結(jié)構(gòu)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(nèi)灌漿和洞外灌漿兩種。前者灌漿段的長(zhǎng)度可以按照工程的具體地質(zhì)條件、灌漿要求、機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行確定，通常情況下，在沒(méi)有特殊要求時(shí)，其最大長(zhǎng)度不宜超過(guò)50m，開(kāi)挖段的長(zhǎng)度則應(yīng)為灌漿長(zhǎng)度的80%左右，這樣有利于確保水泥漿墻的厚度。同時(shí)灌漿壓力最高不得超過(guò) 2MPa。

　　2.2　高速公路隧道施工技術(shù)的具體應(yīng)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(duì)隧道施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行介紹。

　　2.2.1　工程概況。該公路隧道的軸線(xiàn)為南北走向，隧道進(jìn)口處在山的北面，洞口位置的地形為西南向傾斜，進(jìn)口下端附近有一條電站的水渠。由于該隧道進(jìn)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(kāi)挖增添了一定的難度。經(jīng)過(guò)多方面綜合考慮后，決定采取從隧道兩端進(jìn)行相對(duì)挖掘的施工方案。

　　2.2.2　合理安排施工作業(yè)線(xiàn)。根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，先將中導(dǎo)洞向內(nèi)部掘進(jìn)40~50m左右，然后澆筑中墻，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上后，便可進(jìn)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(yīng)當(dāng)控制在25~35m這一范圍內(nèi)，由此便可以在隧道進(jìn)口和出口位置上形成中導(dǎo)洞、中墻、左右洞開(kāi)挖、二次襯砌的施工作業(yè)線(xiàn)。這樣不但使隧道施工的整體作業(yè)面進(jìn)一步拓寬，而且還能顯著縮短工期。

　　2.2.3　初期支護(hù)。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(hù)采用的是熱軋無(wú)縫鋼管，管長(zhǎng)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(jìn)行鉆孔，孔間距保持在150mm，以此作為注漿孔。(2)鉆孔。在距離開(kāi)挖作業(yè)面支撐點(diǎn)最近的位置上確定出孔眼，并按照中導(dǎo)洞3.2m，左右洞2.5m的規(guī)格布置小導(dǎo)管的縱向間距。(3)管道安裝及注漿�？梢允褂酶邏猴L(fēng)對(duì)成孔進(jìn)行清理，小導(dǎo)管安裝完畢后可以用牛角泵進(jìn)行注漿，注漿壓力控制在0.7~1.0MPa之間。

　　2.2.4　洞身開(kāi)挖。在本工程中，洞身開(kāi)挖共分為以下兩個(gè)部分：(1)中導(dǎo)洞。在成洞面完成以后，便可以開(kāi)始對(duì)中導(dǎo)洞進(jìn)行開(kāi)挖，具體開(kāi)挖過(guò)程中可以按照0.5~1.2m的距離進(jìn)行循環(huán)進(jìn)尺，當(dāng)開(kāi)挖成型之后且經(jīng)過(guò)水平通過(guò)檢查合格，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑;然后對(duì)錨桿孔進(jìn)行定位，并進(jìn)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(duì)拱架進(jìn)行對(duì)接。由于本工程的中導(dǎo)洞采用的是兩臺(tái)階的方式進(jìn)行開(kāi)挖，故此應(yīng)當(dāng)先對(duì)上臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)挖，并做好支護(hù)以后，再進(jìn)行下臺(tái)階開(kāi)挖。(2)左右洞開(kāi)挖。當(dāng)中墻混凝土澆筑完畢且強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)，便可以對(duì)左右洞進(jìn)行開(kāi)挖，施工中采用的是兩臺(tái)階分布平行開(kāi)挖的方法。實(shí)際施工中，上臺(tái)階應(yīng)當(dāng)先挖出一個(gè)環(huán)形導(dǎo)坑，然后再進(jìn)行中核開(kāi)挖，中核與拱頂之間的垂直距離應(yīng)當(dāng)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(duì)隧道使用壽命正常運(yùn)營(yíng)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(guò)程的每一道工序做起，超前小導(dǎo)管預(yù)注漿、初期支護(hù)、防水板鋪設(shè)、二次防水襯砌、排水設(shè)施等每道工序的施工質(zhì)量都對(duì)隧道防排水效果產(chǎn)生很大的影響，施工中的一點(diǎn)疏忽都可能造成滲漏水隱患。因此，每道工序的施工質(zhì)量都要達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的效果，才能使隧道防排水工程質(zhì)量有保證。

　　2.2.6　二次襯砌施工。該環(huán)節(jié)也分為兩個(gè)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(gè)隧道施工的基礎(chǔ)，并在左右洞分別預(yù)埋鋼支撐接頭鋼板。同時(shí)采用大塊鋼模進(jìn)行立模和模板加工，應(yīng)當(dāng)確保正洞臺(tái)車(chē)與模板之間的尺寸相一致;可以采用外拉內(nèi)項(xiàng)的施工方法對(duì)模板進(jìn)行加固處理;每一段的隔墻都需要采用泵送混凝土進(jìn)行澆筑，為了確保澆筑質(zhì)量，澆筑過(guò)程要盡可能一次完成。(2)左右洞二次襯砌施工。首先，應(yīng)當(dāng)保證表面的平整度，并確定沒(méi)有明顯滲漏水的情況之后，方可進(jìn)行排水設(shè)施的鋪設(shè)工作;其次，應(yīng)當(dāng)將各種管、線(xiàn)、件全部預(yù)埋在鋼筋房之內(nèi)，同時(shí)將鋼筋綁扎成型，以上工作完成后便可以進(jìn)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(gè)階段的混凝土灌注。當(dāng)混凝土澆筑完成后，需要使用振搗棒進(jìn)行均勻振搗，振搗時(shí)不可漏振或是過(guò)振;最后，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)，便可進(jìn)行拆模，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，根據(jù)規(guī)范規(guī)定養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得低于 14d。

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