基于高速公路隧道施工技術及應用研究

唐金林

廣東飛達交通工程有限公司

摘要：文章通過筆者多年的工作經(jīng)驗和總結(jié)，著重針對高速公路隧道施工中相關的問題進行分析與研究，從中結(jié)合工程實踐案例，就高速公路隧道施工技術要點進行了研究，旨在為大家提供參考與借鑒。

關鍵詞：高速公路；隧道工程；施工技術；實例分析

引言

隨著我國城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對交通事業(yè)的需求量不斷增大，從中促進了交通行業(yè)也隨之得到不斷發(fā)展。然而，高速公路作為城市發(fā)展中不可缺乏的組成部分，同時對城市之間起到了紐帶的作用。而在高速公路建設過程中時常會碰到山路的阻攔，這就要求我們來進行隧道的挖建。因此，做好高速公路建設中工作成為了人們關注的焦點。本文結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗，主要論述了高速公路隧道施工技術及應用。

1 高速公路隧道施工前準備

1.1 施工作業(yè)線安排

在工程項目施工之前首先要對施工的作業(yè)線進行安排。根據(jù)高速公路隧道的設計結(jié)構(gòu)和當?shù)氐牡刭|(zhì)情況，一般在施工作業(yè)中應采取中導洞先行的方法。當中導洞挖掘到了40m～50m 的時候，就可以開始澆注中墻。而當種墻的混凝土強度達到 70%以上的時候，再進左洞。而右洞是按掌子面落后于左洞10m來進行控制的。接下來便要通過監(jiān)控來進行測量，對圍巖變形的情況來進行測量，等到它穩(wěn)定了以后，才可以開始同時施作左右洞的二次模筑襯砌。

1.2 風、水、電作業(yè)準備

我們在做施工技術方案的第二步，就是要確定風、水和電作業(yè)的相關情況。

（1）解決施工當中的通風問題。我們可以在隨口的進出口分別設置一座空氣壓縮機站。在普通的情況下，安裝一臺10m3/min 和兩臺 20m3/min 的空氣壓縮機就可以保證施工過程中隧道通風的正常運轉(zhuǎn)。

（2）在隧道施工過程中用水問題也是一個重點問題。我們可以在距離隧道拱頂30m以上的山頂各自修建一座 100m3的高山水池。而在隧道出口右側(cè)的山腳下挖一個集水池，并將水源設在這里。無論是雨水、還是山里的泉水、亦或是從山頂水池抽的水都將存貯在這個水池中，以便施工過程中正常的用水。

（3）隧道施工過程中電的正常應用。施工要利用到當?shù)馗浇碾娋W(wǎng)供電。但是由于一般的電網(wǎng)供電所供應的是家庭用電，也就是 220V 的電，并不能滿足使施工的需要。所以我們需要再隧道的進出口各安裝一臺 315KVA 的變壓器。而在施工過程中所需要的普通照明設備就可以采用 220V 的家庭用電，不需要通過變壓器進行轉(zhuǎn)換。在整個施工過程中，為了保證用電的安全，所有的線路都必須安裝漏電保護開關，以免由于一些特殊原因使得電路失火，造成不必要的損失。

2 高速公路隧道施工技術

高速公路隧道工程的主要施工的工序分為三個部分，即初期支護施工，洞身開挖和二次襯砌。

（1）初期支護施工中，我們首先進行的應該是超前小導管的施工。一般的超前小導管采用外徑為 50mm，壁管厚度為5mm的熱軋無縫鋼管，將它加工成長 500cm的一根長管。并將鋼箍焊在這個鋼管的一段，而另一端則加熱鍛成錐頭。緊接下來就是要鉆孔和注漿安全導管。我們應該根據(jù)設計環(huán)向的間距以緊靠開挖面的鋼支撐為支點來確定鉆孔的位置。在確定完鉆孔位置以后，用外插角從鋼支撐外側(cè)開始鉆孔，孔的深度要控制在 500cm左右，因為這么長的距離恰恰是小導管的縱向間距。鉆孔完成以后，我們需要用高壓風來進行清理小孔，使得小孔不被堵塞。

（2）緊接著我們就要開始進行洞身的挖掘工作。這個工序包括中導洞和左右洞的開挖。在成洞前，也就是支護完成以后，我們就可以按照中導洞開挖輪廓線來進行挖槽。中導洞的開挖過程要循環(huán)進尺，尺度大概維持在 0.5m～1.2m之間。而當中導洞開挖成型以后，我們需要進行中線和水平檢查，只有符合設計要求了以后才能夠進行后續(xù)的施工工作。緊接著我們要進行的工作是初噴 5cm厚的20號素砼。而對于左右洞而言，要等到中墻砼達到設計強度的 70%以后才能對左右洞進行開挖，并且采取兩臺階分布平行進行開挖，包括整個拱部要一并進行挖掘。同時應該注意的是，左右洞的開挖過程中，不易操之過急，每一次開挖的深度不應該大于1米。

（3）挖掘過程中最后一項就是二次初砌。在整個隧道挖掘開通以后，要對中隔墻進行施工。在這里需要采用外拉內(nèi)頂?shù)姆椒ㄟM行模板的加固。然后對于每一段的隔墻應該采用泵送砼的方法進行一次的澆注。在隧道的頂部和中導洞之間所搭建的臨時支護，所有基礎的位置都必須要填充密實。而左右洞的二次模注襯砌施工必須要等到圍巖變形基本穩(wěn)定以后才可以進行。

3 高速公路隧道施工技術的應用

某高速公路隧道，左線起訖里程LK28+420～LK30+260，長度1600米；隧道右線起訖里程RK28+500～RK30+330，長度1700米。隧道圍巖以灰?guī)r為主，級別主要為Ⅲ級、Ⅳ級，洞口淺埋段為Ⅴ級圍巖。隧道采用削竹式洞門，高壓鈉燈照明，機械通風。

隧道洞身段襯砌均按新奧法原理設計，采用柔性支護體系結(jié)構(gòu)的復合式襯砌，即以錨桿、噴射混凝土、鋼拱架等為初期支護，超前注漿小導管、超前錨桿等為施工輔助措施，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，在監(jiān)控量測信息的指導下施作初期支護和二次模筑襯砌。

3.2 隧道初期施工技術

（1）注重超前小導管在施工中的具體應用。在隧道中應用超前小導管是非常必要的。不過要對尺寸和使用范圍有深入了解才行。通常在制管過程中我們要求小導管的外徑為42.5mm，管厚3.5mm，而且留有400mm作為止?jié){段，重要的是要保證各排的孔位要相互交錯，只有這樣才能達到止?jié){的效果。同時在鉆孔時孔眼位置的確定是非常必要的，通常我們會以環(huán)向間距作為基準點，以靠緊開挖面的鋼支撐點作為支點來衡量孔眼的位置。

（2）對于系統(tǒng)錨桿的要求。在高速公路施工技術中，系統(tǒng)錨桿的要求也是很重要的。通常我們在施工中采用的錨桿有兩種。Ⅳ級圍巖用22mm螺紋鋼砂漿錨桿，Ⅴ級圍巖用25mm中空注漿錨桿。錨桿按設計長度加絲口長，下料后用套絲機套出12cm長螺紋。在初噴砼后用紅漆按設計間距梅花形布置，點出錨桿孔位。用風動鑿巖機垂直巖面鉆孔。成孔后用高壓風清除孔內(nèi)碴屑，砂漿錨桿在注漿后插入錨桿，安裝墊板、螺栓；中空錨桿是安裝錨桿后注漿，錨桿安裝后三天內(nèi)不準敲擊錨桿頭，也不準懸掛重物。

3.3洞身開挖技術控制

（1）主洞采取兩臺階分步平行開挖，上臺階從拱腳至拱頂，含整個拱部。為站人施工方便，上臺階分兩步開挖：先挖環(huán)形導坑，后挖中核，中核至拱頂高度1.6m至2.Om。臺階長5m至1Om，上臺階開挖的土方用人工翻至下臺階再用裝載機配合汽車運棄。下臺階采用半幅開挖，一次開挖進尺不宜大于2m。左右半幅前后至少拉開8～10m。仰拱開挖連成一襯砌節(jié)段長度應及時澆筑仰拱，加強對圍巖的支撐。

（2）光面爆破技術：根據(jù)不同的圍巖選取相應的技術參數(shù)，再合理布置炮眼間距及角度，嚴格按照設計圖確定的藥量自上而下進行裝藥，采用毫秒雷管進行微差爆破，已達到最理想的光面爆破效果。

3.4 二次襯砌施工技術控制

（1）隧道二次襯砌的施作，根據(jù)國家標準《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)定》（GB50086-2001）規(guī)定，應在圍巖和錨噴支護變形基本穩(wěn)定后進行。

（2）隧道初期支護與二次襯砌之間設計有EVA復合防水板及無紡布。二次襯砌各施工縫設有環(huán)向遇水膨脹止水條。

（3）隧道模筑襯砌混凝土灌注采用全斷面液壓鋼模襯砌臺車，一次施工長度12m。混凝土在洞外混凝土拌合站拌合，混凝土攪拌運輸車送運往洞內(nèi)，混凝土輸送泵灌注，插入式混凝土振搗棒加襯砌臺車附著式振搗器振搗，灌注前必須按圖紙規(guī)定預留溝、槽、管洞或預埋構(gòu)件。混凝土自模板窗口灌入，由下向上，對稱分層，先墻后拱灌筑，傾落自由高度不超過1.2m。在混凝土澆注過程中，觀察模板、支架、鋼筋、預埋件和預留孔洞的情況，當發(fā)現(xiàn)有變形、移位時，及時采取措施進行處理，因意外混凝土灌注作業(yè)、受阻不得超過2小時，否則按接縫處理。

（4）澆筑完成前，要注意保證頂部臨時支護在接觸時的密實性，同時注意過量壓送混凝土形成端頭爆模。

4 結(jié)語

總之，隨著我國高速公路數(shù)量的增多，從中給高速公路中的隧道工程的施工帶來一定的難度，而且其挖掘起來也比較復雜，作為工程技術人員，我們只有掌握好以上所說的各個環(huán)節(jié)的施工技術，嚴格按照標準的施工步驟進行作業(yè)，只有這樣才能保證整個隧道施工的順利進行。

參考文獻：

[1]王坤.高速公路隧道路面調(diào)查研究[J].科技創(chuàng)新導報，2010，（10）.

[2]賈寶林.論高速公路隧道工程施工技術探討[J].科技創(chuàng)新導報，2011，（27）.