關(guān)于隧道施工工藝及其相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)分析

王三星

(保定申成路橋有限責(zé)任公司)

關(guān)于隧道施工工藝及其相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)分析

王三星

(保定申成路橋有限責(zé)任公司)

隧道施工中遇到的主要問(wèn)題就是應(yīng)保證圍巖的穩(wěn)定，因此應(yīng)采用多種措施保證施工過(guò)程中各種技術(shù)措施具有針對(duì)性，目前利用新奧法指導(dǎo)隧道施工已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，以此為實(shí)例對(duì)隧道施工工藝與特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

隧道施工;開挖工藝;支護(hù)工藝;排水系統(tǒng)施工;二次襯砌

0 引言

隧道施工中需要通過(guò)開挖、支護(hù)等技術(shù)措施完成隧洞的建筑，在實(shí)際的工程中人們不斷了解變形、開裂等現(xiàn)象是因?yàn)閲鷰r壓力所造成的，所以在施工中克服圍巖壓的負(fù)面影響形成了一個(gè)系統(tǒng)化技術(shù)，施工技術(shù)與工藝也隨之為其展開。隨著隧道工程技術(shù)的不斷提高，系統(tǒng)化的技術(shù)措施已經(jīng)成為了工程施工的重要技術(shù)形式，如新奧法，其思路就是最大限度的發(fā)揮圍巖的承載作用，突出的原則就是短進(jìn)尺、弱爆破、及早錨固、柔性支護(hù)、多測(cè)量等。以噴射混凝土、錨桿固定、測(cè)量這三項(xiàng)技術(shù)為核心，展開隧道的施工，從某種程度上看是對(duì)原有圍巖的一種保護(hù)性開挖，保護(hù)其強(qiáng)度、允許變形但始終在可控的范圍內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致圍巖出現(xiàn)根本的破壞，從而形成一種動(dòng)態(tài)化的開挖與支護(hù)，從而使得圍巖達(dá)到一個(gè)平衡，經(jīng)濟(jì)性與適用性較為突出。下面就以此為主要思路對(duì)某隧道工程中的施工與技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 隧道的開挖工藝

目前，隧道施工通常遵循的是新奧法的規(guī)范開展。按照不同的圍巖等級(jí)，開挖采用了大管棚、小導(dǎo)管預(yù)先注漿的技術(shù)為開挖進(jìn)行輔助，開挖采用的是側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù);另外，還采用了臺(tái)階法技術(shù)。隧道開挖所采用的是控制爆破技術(shù)，以滿足新奧法的思路。施工前應(yīng)做好圍巖爆破的技術(shù)設(shè)計(jì)，主要是控制爆破的參數(shù)，并根據(jù)圍巖的實(shí)際情況或者爆破后的檢測(cè)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，主要是保證開挖的斷面有良好的光爆效果，盡可能的降低超挖帶來(lái)的對(duì)巖層的擾動(dòng)與破壞。具體措施如下。

(1)側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù)，利用此技術(shù)主要可以降低圍巖的變形，及時(shí)施工作仰拱，對(duì)圍巖進(jìn)行封閉。上部弧形的導(dǎo)坑和邊墻為人工施工，需要的時(shí)候利用弱爆破輔助。地質(zhì)情況不佳的地段開挖前應(yīng)進(jìn)行注漿和錨桿處理或者利用小導(dǎo)管完成超前支護(hù)，開挖后利用混凝土噴射封閉圍巖面，同時(shí)噴錨支護(hù)開始作業(yè)。上部弧形導(dǎo)坑出渣采用轉(zhuǎn)載設(shè)備和車輛配合作業(yè)，人工輔助清理;核心巖土則采用爆破開挖。上部弧形導(dǎo)坑應(yīng)采用預(yù)留核心技術(shù)進(jìn)行開挖，配合噴錨支護(hù)。兩側(cè)的墻采用交錯(cuò)施工方法，通常3～5 m，不能采用兩邊同時(shí)掘進(jìn)的方式。邊墻圍巖結(jié)構(gòu)松散的應(yīng)分兩層處理。上部弧形導(dǎo)坑與下部開挖斷面應(yīng)保持超前4～6 m，但是兩個(gè)工序可以同時(shí)進(jìn)行。下部邊墻的馬口中槽的施工，利用控制爆破技術(shù)避免對(duì)已經(jīng)完成的噴錨支護(hù)造成損害。施工中應(yīng)保證勤測(cè)量的思路，及時(shí)對(duì)圍巖的情況進(jìn)行采樣分析，并調(diào)整各種施工參數(shù)。

(2)臺(tái)階法施工技術(shù)是將隧洞分為兩斷面進(jìn)行施工，即上半段與下半段進(jìn)行開挖，上下斷面的距離應(yīng)保證在5～7 m，即上下臺(tái)階的長(zhǎng)度差范圍不宜過(guò)大，施工是上下臺(tái)階的設(shè)備是相同的并實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)，即上下臺(tái)階分別設(shè)置相同的掘進(jìn)設(shè)備，按照統(tǒng)一的進(jìn)尺速度進(jìn)行施工。臺(tái)階法施工的程序如下:上斷面，利用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆眼，光面完成爆破施工，利用電控雷管進(jìn)行爆破，炮眼的深度應(yīng)根據(jù)勘測(cè)結(jié)構(gòu)確定，因?yàn)樯蠑嗝嬖O(shè)計(jì)的不大，掘進(jìn)速度相對(duì)快，為了不影響下斷面的施工，爆破后應(yīng)將渣土堆放到臺(tái)階上，繼續(xù)大眼作業(yè)。待下層臺(tái)階爆破完成后上半層斷面的碎渣就會(huì)下落。上斷面初期支護(hù)采用的是錨噴技術(shù)。施工時(shí)，嚴(yán)格按照作業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)行，控制上下的開鑿進(jìn)度。

2 隧道開挖初期的支護(hù)技術(shù)

(1)隧道開挖時(shí)需要進(jìn)行支護(hù)，提高圍巖的穩(wěn)定，此時(shí)可以利用超前小導(dǎo)管支護(hù)，對(duì)掌子面的巖層進(jìn)行噴射混凝土，防止漏漿出現(xiàn)。工藝是將小導(dǎo)管按照長(zhǎng)度完成切割，并加工成為前端錐形。圍巖松動(dòng)的時(shí)候利用風(fēng)鉆或者大錘將小導(dǎo)管導(dǎo)入，縱向相鄰的導(dǎo)管水平搭接為1 m，然后注入雙槳。注漿時(shí)應(yīng)從下向上進(jìn)行，試驗(yàn)確定灰水比。注漿完成后應(yīng)即刻堵塞管口，防止注漿外泄。

(2)噴射混凝土技術(shù)也可用于前期支護(hù)。噴射前應(yīng)對(duì)圍巖面進(jìn)行清理，并埋設(shè)噴射厚度的標(biāo)志。用于噴射的混凝土應(yīng)利用強(qiáng)制攪拌設(shè)備在洞外完成攪拌，然后利用設(shè)備運(yùn)至施工位置。噴錨支護(hù)的混凝土，往往需要兩次噴射。初噴是對(duì)開挖完成后即可進(jìn)行施工，為的是盡早的對(duì)巖面進(jìn)行封閉，防止表層風(fēng)化;復(fù)噴混凝土是在錨桿、網(wǎng)架、鋼架安裝完成后進(jìn)行，主要是幫助盡快形成噴錨支護(hù)的體系，控制巖層出現(xiàn)位移。鋼架間混凝土噴射厚度應(yīng)大于4 cm。

(3)砂漿錨桿技術(shù)，這時(shí)利用特殊的錨桿臺(tái)車配合鉆機(jī)完成施工的措施，錨桿孔的位置與巖面保持垂直，其打孔的位置與設(shè)計(jì)位置保持誤差小于100 mm，鉆孔偏差應(yīng)小于50 mm。鉆孔后利用高壓氣流進(jìn)行清理，然后安裝錨桿，進(jìn)行注漿加固。此時(shí)砂漿的比例應(yīng)根據(jù)實(shí)地試驗(yàn)確定，同時(shí)控制注漿壓力直至排氣口沒(méi)有氣流或者溢出稀釋注漿為止。

(4)鋼筋網(wǎng)加固技術(shù)，這是利用預(yù)先加工的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固的技術(shù)，施工是將其運(yùn)至工作位置進(jìn)行焊接。鋼筋網(wǎng)加固的時(shí)候應(yīng)保證質(zhì)量，做好除銹、去污、質(zhì)量檢測(cè)等工作，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)的時(shí)候，應(yīng)隨著混凝土初噴面變化而改變，使其與洞壁接觸緊密。鋼筋網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)與錨桿、鋼架的接頭利用點(diǎn)焊技術(shù)進(jìn)行固定。

3 隧道的防水排水施工

在隧道施工中還需進(jìn)行防排水的施工，主要是防止地下水與降水對(duì)隧道安全的影響。施工中按照施工階段采用了以下措施:(1)洞口施工，根據(jù)地形的情況在洞口施工段，設(shè)置了地表截水溝，將地面的降水與徑流應(yīng)導(dǎo)至自然溝谷中排除;(2)明洞施工段，利用無(wú)紡布、防水板、粘土保護(hù)等措施，進(jìn)行防水，利用砂礫盲溝和直徑116的雙壁波紋管等措施與材料進(jìn)行排水;縱向和橫向排水管應(yīng)保證相互貫通，將明洞襯砌背后的水引入隧道的排水系統(tǒng)，統(tǒng)一排除;(3)隧洞中部，在初期支護(hù)完成后利用無(wú)紡布、排水板、排水盲管等對(duì)隧道中部出現(xiàn)的滲水進(jìn)行排除。

4 二次襯砌的施工工藝

在施工的過(guò)程中，對(duì)于二次襯砌而言，噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)施工、鋼支架、錨固、結(jié)構(gòu)防水等都是隱蔽工程，所以在二次襯砌前應(yīng)對(duì)二襯的厚度進(jìn)行檢查，使其保證工程要求。對(duì)于二次襯砌的施工時(shí)間的選擇，原則上需要圍巖和初期支護(hù)的自然變形完成后，系統(tǒng)保持穩(wěn)定時(shí)才能開始施工。如果圍巖變形過(guò)大，初期支護(hù)開裂等必須對(duì)支護(hù)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)然也可進(jìn)行提前的二次襯砌施工。施工時(shí)應(yīng)先澆注仰拱部分，然后再澆筑拱墻二襯混凝土。在施工前應(yīng)對(duì)地下水進(jìn)行再次處理，封堵、引流等，仰拱和基礎(chǔ)的浮渣和積水必須進(jìn)行清理，襯砌混凝土應(yīng)在無(wú)水的環(huán)境下施工，保證混凝土質(zhì)量。施工前應(yīng)最后檢查模板、支架、鋼筋、止水帶等，滿足要求后才能施工。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜合的看從隧道開挖到成形，再到支護(hù)與二次襯砌，是較為連續(xù)的系統(tǒng)工程，其多種施工工藝應(yīng)形成一個(gè)連貫的作業(yè)循環(huán)，這樣才能保證隧道的質(zhì)量與施工安全。

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U445.7

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1008-3383(2012)03-0112-02

2011-11-05

王三星(1986-)，男，湖北省安陸市人，助理工程師，研究方向?yàn)楣窐蛄菏┕ぁ?/p>