山區(qū)公路隧道施工技術(shù)探析

摘要:根據(jù)隧道地質(zhì)情況和設(shè)計特點，結(jié)合某隧道施工實踐，總結(jié)公路隧道施工的施工方法和施工過程控制。

關(guān)鍵詞:公路隧道;施工;控制

1工程概況

本合同段設(shè)山嶺隧道一座，起止里程為K144+050～K145+150，全長1100m。隧道巖性以褐灰、淺灰、灰綠色流紋巖為主，風(fēng)化厚度大，巖體多以碎裂結(jié)構(gòu)為主，不同風(fēng)化程度的流紋巖，力學(xué)性質(zhì)差別較大，隧道區(qū)域劃分為Ⅱ、Ⅲ類圍巖。隧道穿越二級分水嶺，地下水類型以基巖裂隙水為主，賦水性中-富。根據(jù)對設(shè)計文件的理解和實地現(xiàn)場考察，結(jié)合我局多年隧道施工的經(jīng)驗，以及對地質(zhì)狀況的了解，我們將采取必要的措施、方案，克服施工中可能發(fā)生的一切問題，高速、優(yōu)質(zhì)的完成隧道的建設(shè)。

2施工方案

隧道遵循新奧法原理按信息化施工，嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的施工原則;在Ⅱ、Ⅲ級硬巖段則采用上下臺階法施工(圖略)。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的主要施工步流程為:超前支護(hù)、開挖一、初期支護(hù)1→開挖二、初期支護(hù)2→二襯3→開挖三、初期支護(hù)4→開挖四、初期支護(hù)5→二襯6→開挖五、初期支護(hù)7→開挖六→開挖七、初期支護(hù)8→二襯9→二襯10;臺階法的主要施工步流程為:開挖一、初期支護(hù)1→開挖二、初期支護(hù)2→開挖三、初期支護(hù)3→開挖四、初期支護(hù)4→二襯5。并在初期支護(hù)與二襯之間鋪設(shè)土工布和防水板，形成隧道的防排水體系，消除初期支護(hù)與二襯間的剪力傳遞，避免二襯開裂，從而提高二襯的防水性能、承載能力和耐久性。根據(jù)圍巖類別及地質(zhì)條件狀況，本隧道支護(hù)型式分設(shè)為S1、S2、S3、S4、S5。(各型支護(hù)參數(shù)表略:表說明:噴射砼采用鋼纖維砼;襯砌采用25#防水砼;其中S1、S2、S3、S4為鋼筋砼)。

3施工過程及控制

Ⅱ、Ⅲ級圍巖開挖、支護(hù)順序如下:上半斷面先行中心導(dǎo)坑開挖，每次開挖循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)≤400 cm;然后施做拱頂初期支護(hù);后行左右側(cè)壁臺階開挖，左右側(cè)交錯進(jìn)行，間距應(yīng)≤400 cm，然后施做拱部初期支護(hù);下半斷面開挖采用單側(cè)落底，左右側(cè)交錯進(jìn)行，間距應(yīng)≤400 cm。先行中心導(dǎo)坑與后行左右側(cè)壁臺階前后間距應(yīng)≥50 m，最終全斷面模筑二次素混凝土襯砌。

3.1施工前準(zhǔn)備工作

3.1.1場地布置

隧道#8204;多#8204;處于山嶺#8204;之中#8204;，#8204;洞口#8204;場地#8204;一般比較#8204;狹窄#8204;，#8204;而#8204;隧道#8204;施工#8204;工作面#8204;也#8204;很#8204;狹窄#8204;，但是#8204;隧道#8204;施工#8204;機(jī)械#8204;設(shè)備、#8204;支撐#8204;材料#8204;和襯砌#8204;材料#8204;很多#8204;，#8204;若#8204;事前#8204;沒有很好#8204;規(guī)范#8204;，#8204;就#8204;會容易#8204;造成#8204;相互#8204;干擾，#8204;影響#8204;施工#8204;效率等#8204;不#8204;合理#8204;現(xiàn)象#8204;，#8204;甚至發(fā)生#8204;安全事故#8204;。#8204;因此，#8204;在#8204;隧道#8204;施工前#8204;必須#8204;做好#8204;詳細(xì)#8204;的#8204;施工調(diào)查，#8204;根據(jù)#8204;隧道工程#8204;規(guī)模#8204;大小#8204;、洞口#8204;地形#8204;特點#8204;、棄#8204;渣場#8204;位置#8204;和水源#8204;情況#8204;及#8204;工期#8204;要求#8204;，結(jié)合#8204;勞動力#8204;安排#8204;、#8204;機(jī)械#8204;設(shè)備、#8204;材料#8204;用量#8204;、#8204;施工#8204;方法等#8204;因素#8204;，#8204;繪制施工#8204;場地#8204;總體#8204;布置圖。#8204;

3.1.2測量控制

本隧道屬長隧道，測量工作關(guān)鍵。開工前，首先復(fù)測設(shè)計中線，并在山頂布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)聯(lián)系進(jìn)出洞口方向，達(dá)到設(shè)計精度，進(jìn)出口高程進(jìn)行復(fù)測閉合，采用統(tǒng)一高程。施工中在洞內(nèi)布設(shè)導(dǎo)線，建立中線與導(dǎo)線互控網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)常將洞內(nèi)點引出洞外與導(dǎo)線網(wǎng)聯(lián)系，進(jìn)行檢測復(fù)核。貫通后進(jìn)行洞內(nèi)與洞外控制點閉合測量。確保隧道中線精度符合要求。

3.2隧道口施工

隧道洞口土石方開挖前，先清除邊仰坡上的浮土、危石，做好邊仰坡的施工排水設(shè)施，以防地表水沖刷而造成邊仰坡失穩(wěn)。

與暗洞交接處7m范圍開挖至隧道上斷面標(biāo)高，作為隧道進(jìn)洞施工平臺。明洞段采用拱部明挖，內(nèi)邊墻暗挖方法(邊墻垂直開挖)，并對內(nèi)邊墻噴砼防護(hù)。明洞開挖完成后，在明、暗洞交界處開挖線外側(cè)約22cm，按間距40cm施作ф140鋼管用作超前支護(hù)兼導(dǎo)向，洞外預(yù)留4m的長度，用I22工字鋼頂住鋼管頭，然后施作長約4m、60cm厚的25#砼套拱，并將洞外預(yù)留鋼管I22工字鋼打入砼中，最后施作明洞襯砌。

3.3隧道洞施工

3.3.1進(jìn)洞施工

進(jìn)洞施工前根據(jù)設(shè)計先采用Φ140超前管棚注漿加固。進(jìn)洞時，采用鋼支撐緊貼開挖面，形成假擬洞口并將管棚與鋼支撐焊接打入明洞砼套拱中。

3.3.2洞身開挖

洞身開挖將根據(jù)圍巖情況采用不同的施工方法，S3型支護(hù)段采用中隔墻法或短臺階七步平行流水作業(yè)法施工;S4型支護(hù)段采用環(huán)形開挖留核心土或臺階法施工;S5型支護(hù)段采用長臺階法施工。

(1)中隔墻法施工

根據(jù)圍巖地質(zhì)超前預(yù)報以及對掌子面圍巖觀察分析，首先進(jìn)行必要的超前支護(hù)，然后即可進(jìn)行中隔墻法施工，其施工順序為:先開挖左側(cè)洞室，做好初期支護(hù)，再開挖右側(cè)洞室做好初期支護(hù)，形成整體主要承載結(jié)構(gòu)，再施作防排水措施和澆筑仰拱及回填，拆除中隔墻鋪設(shè)防水層，整體式澆筑二次襯砌。

(2)圍巖坍方前兆預(yù)測

圍巖的變形破壞、失穩(wěn)坍方，是從量變到質(zhì)變的過程，在量變的過程中，必然會在圍巖的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征及巖石力學(xué)上反應(yīng)出一些征兆。因此，根據(jù)這些征兆來預(yù)測圍巖的穩(wěn)定性，進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報，從而保證施工的安全，防治隧道坍方。

(3)環(huán)形留核心土開挖法:

環(huán)形留核心土法即對開挖斷面按起拱線的位置分成二個臺階，上臺階在開挖時預(yù)留斷面核心土，沿環(huán)形用人工風(fēng)鎬開挖，遇有骨石時采用松動爆破清除。

(4)長臺階法

優(yōu)先采用21SGBC-CR三臂液壓鉆孔臺車鉆眼，鉆頭規(guī)格為φ48、φ102。掏槽眼采用雙臨空(臺階法)或三臨空(全斷面)形式，中空孔直徑φ102，光面爆破采用塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)，毫秒微差有序起爆。

3.4襯砌施工

3.4.1襯砌及時

#8204;規(guī)范的#8204;襯砌#8204;施工#8204;應(yīng)該#8204;是#8204;仰拱#8204;先行#8204;，#8204;襯砌緊跟#8204;，#8204;實際#8204;施工#8204;中#8204;隧道掘進(jìn)#8204;遠(yuǎn)遠(yuǎn)#8204;快#8204;于襯砌#8204;速度#8204;，#8204;而且進(jìn)場#8204;時#8204;襯砌#8204;臺#8204;車#8204;就滯后#8204;，#8204;前后#8204;距離越#8204;拉#8204;越#8204;大#8204;，增加#8204;初期支護(hù)#8204;段#8204;的#8204;安全#8204;隱患#8204;。所以#8204;施工#8204;前#8204;就#8204;應(yīng)該#8204;及時備#8204;好#8204;二#8204;襯#8204;臺車#8204;、#8204;攪拌#8204;站#8204;等#8204;設(shè)備，#8204;通過#8204;監(jiān)控#8204;量#8204;測#8204;，洞口#8204;或#8204;圍巖#8204;變形#8204;多#8204;#8204;地段先#8204;襯砌#8204;，#8204;跳槽模#8204;筑#8204;或#8204;兩#8204;部臺#8204;車#8204;同時#8204;施工#8204;，#8204;防止已#8204;初期支護(hù)#8204;但#8204;未#8204;襯砌段#8204;變形#8204;過#8204;大#8204;坍塌。

3.4.2襯砌質(zhì)量

#8204;襯砌#8204;質(zhì)量要#8204;達(dá)到#8204;內(nèi)#8204;實#8204;外美#8204;，#8204;主要#8204;在#8204;厚度#8204;、#8204;密實度、#8204;防水#8204;效果#8204;和#8204;外#8204;觀感中#8204;體現(xiàn)#8204;。#8204;厚度#8204;由#8204;中線#8204;、#8204;高程#8204;和設(shè)計#8204;輪廓#8204;、#8204;預(yù)留變形量#8204;控制#8204;。#8204;施工#8204;中測量放樣#8204;自然#8204;要#8204;作為#8204;重點#8204;，但#8204;在#8204;開挖#8204;隱蔽工程檢查#8204;中#8204;除#8204;初支#8204;質(zhì)量#8204;外#8204;，#8204;還#8204;必須#8204;重視開挖#8204;凈空#8204;，#8204;另外#8204;制作#8204;拱架#8204;的#8204;模型也#8204;必須#8204;試#8204;拼#8204;。#8204;這些#8204;工作都#8204;馬虎#8204;不得#8204;，#8204;否則#8204;欠挖#8204;處理起來#8204;非常#8204;麻煩#8204;。#8204;現(xiàn)在襯砌#8204;大多#8204;采用#8204;輸送#8204;泵#8204;澆注，#8204;設(shè)計#8204;防水#8204;措施#8204;也#8204;相當(dāng)#8204;完善，#8204;密實度#8204;和#8204;防水#8204;一般可以#8204;保證#8204;，#8204;不過#8204;應(yīng)#8204;精心組織#8204;，#8204;不然#8204;在#8204;有#8204;防水板的#8204;情況#8204;下#8204;背后#8204;壓#8204;漿補(bǔ)救#8204;難以#8204;達(dá)到#8204;滿意#8204;的#8204;效果，#8204;防水#8204;再#8204;有問題#8204;也#8204;大多是#8204;施工#8204;造成#8204;的#8204;，所#8204;引起#8204;的#8204;后果#8204;只能自我#8204;承擔(dān)#8204;了#8204;。

3.4.3襯砌凈空

#8204;無論#8204;什么#8204;情況#8204;下#8204;，#8204;襯砌#8204;凈空必須#8204;保證#8204;，#8204;嚴(yán)禁#8204;侵入限界#8204;，#8204;并#8204;考慮#8204;施工和#8204;測量誤差#8204;整體#8204;應(yīng)#8204;外擴(kuò)#8204;5cm#8204;。#8204;襯砌凈空#8204;是#8204;竣工#8204;驗收#8204;時一#8204;個#8204;必#8204;測#8204;項目，#8204;施工#8204;時#8204;要#8204;特別注意#8204;。#8204;

總之，隧道施工前應(yīng)做好現(xiàn)場調(diào)查研究，在施工過程中要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，做好材料試驗工作。施工中應(yīng)做好技術(shù)交底工作，進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量、安全教育，確保工程質(zhì)量，并堅持文明施工。

參考文獻(xiàn):

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