分析公路隧道工程施工中的難點(diǎn)與技術(shù)

李 霞

(山西省公路局太原分局勘測(cè)設(shè)計(jì)所，山西 太原 030012)

分析公路隧道工程施工中的難點(diǎn)與技術(shù)

李 霞

(山西省公路局太原分局勘測(cè)設(shè)計(jì)所，山西 太原 030012)

針對(duì)公路隧道施工隱蔽工程量大、作業(yè)空間受限、地質(zhì)條件復(fù)雜等諸多特點(diǎn)，介紹了公路隧道施工常用的施工方法，主要對(duì)材料選擇、溶洞處理、防排水處理、安全管理等施工難點(diǎn)問題進(jìn)行了探討，以保證施工的順利進(jìn)行。

公路隧道，施工，難點(diǎn)，管理

作為公路隧道施工建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，施工技術(shù)和施工質(zhì)量會(huì)直接影響公路的使用功能和使用壽命，由于公路隧道具有隱蔽工程量大、作業(yè)空間受限、地質(zhì)條件復(fù)雜等諸多特點(diǎn)，因此我國在公路隧道工程的建設(shè)方面還存在著不足之處，隨著公路隧道的廣泛應(yīng)用，復(fù)雜的隧道施工技術(shù)也對(duì)施工人員的技術(shù)水平提出了更高的要求，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要，并采取有效的措施解決問題，從而不斷提高公路隧道工程的質(zhì)量，促進(jìn)公路建筑發(fā)展。基于此本文分析了公路隧道工程施工中的技術(shù)的相關(guān)方面。

1 公路隧道施工的特點(diǎn)分析

隧道工程是公路建設(shè)中不可避免需要建設(shè)的工程，但是因?yàn)樗淼雷陨淼奶攸c(diǎn)，導(dǎo)致隧道施工具有很大的難度，而且施工的工藝也相對(duì)復(fù)雜。隧道施工的特點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

第一，在隧道工程建設(shè)中不可預(yù)知的因素眾多，其中最為主要的就是隧道施工區(qū)域的地質(zhì)條件，通過對(duì)以往施工工程的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在施工之前雖然會(huì)采取相應(yīng)的地質(zhì)勘察工作，但是對(duì)于全部的地質(zhì)情況還是沒有足夠的了解以及控制，對(duì)于隧道工程建設(shè)區(qū)域存在的泥石流、瓦斯底層等地質(zhì)不能夠有效的預(yù)測(cè)，對(duì)隧道工程的有效進(jìn)展造成了許多阻礙。

第二，針對(duì)建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)變化而言，因?yàn)樗淼拦こ虒?duì)于原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)產(chǎn)生一定的破壞，對(duì)于該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)變化情況不能提前預(yù)知，使得整個(gè)隧道施工工程具有一定的危險(xiǎn)性，也因此我國隧道工程建設(shè)中常有塌方等危險(xiǎn)事故發(fā)生，工程的安全性不高。

第三，工程各個(gè)施工環(huán)節(jié)具有一定的隱蔽性，因?yàn)樗淼朗┕ぜ夹g(shù)應(yīng)用中，每一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣的，一項(xiàng)施工環(huán)節(jié)結(jié)束后，后續(xù)施工工作馬上開展，這樣后續(xù)工作會(huì)直接覆蓋前面施工環(huán)節(jié)，同時(shí)也為工程質(zhì)量的檢驗(yàn)工作帶來了一定的難度，往往工程建設(shè)中出現(xiàn)的問題很難在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，最終對(duì)整個(gè)隧道工程的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。

2 公路隧道施工的常用方法

隨著社會(huì)的發(fā)展，公路隧道得到很大發(fā)展，同時(shí)對(duì)于施工地質(zhì)要求也是越來越高，如果沒有采取有效的措施解決問題，非常容易引發(fā)一系列的塌方、泥石流等事故。就目前的情況來看，公路隧道施工中已經(jīng)通過勘測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行防治，但是也只能在一定程度上對(duì)其進(jìn)行避免，不能完全的防止，因此還是會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成很大影響，對(duì)此為了確保工程順利進(jìn)行，保障工程質(zhì)量，需要采取合適的方法，主要包括以下幾點(diǎn)。

2.1 分部施工法

進(jìn)行公路隧道施工的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)底層松散的現(xiàn)象，對(duì)此通常情況下會(huì)采用分部施工的方法，從而在一定程度上穩(wěn)固圍巖。

2.2 超前支護(hù)法

進(jìn)行公路隧道施工的時(shí)候常常會(huì)有臨時(shí)性的支撐圍巖結(jié)構(gòu)，包括一些地段會(huì)出現(xiàn)問題，類似于非粘性砂土層太厚，從而影響工程施工，對(duì)此我們會(huì)選擇采用超前支護(hù)的方法，其主要是通過在隧道開挖面的前方邊界圍巖處插入錨桿、鋼管、鋼板等一些附屬物，從而為工程順利施工提供一定的保障，防止出現(xiàn)塌陷的情況，對(duì)于這種情況也可以加上注漿加固工藝，這樣會(huì)大大提高支撐性能。

2.3 超前灌漿法

通常情況下會(huì)選擇灌漿加固方法進(jìn)行松散圍巖的加固，其具有很多優(yōu)勢(shì)，比較適合于在一些條件惡劣的地方，需要注意的是對(duì)于洞內(nèi)灌漿段的長(zhǎng)度和壓力的強(qiáng)度都是需要分別控制在50 m和2 MPa以下的。

3 公路隧道工程施工技術(shù)

3.1 工程概況

某一高速公路路線建設(shè)中的隧道工程，該工程的軸線指向南北方向，隧道工程的起始點(diǎn)位于山體的北面，隧道開挖洞口所處位置的地形并不是十分良好，有些傾斜，在工程建設(shè)區(qū)域附近有一條河流。當(dāng)隧道施工挖取到30 m左右時(shí)發(fā)現(xiàn)該施工位置的涂層以1.5%的坡度逐漸下降，給工程順利進(jìn)展造成了嚴(yán)重的阻礙。經(jīng)施工方與設(shè)計(jì)人員多次研究，最后決定采取從隧道的兩個(gè)端點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行施工的施工方案。

3.2 合理安排施工作業(yè)線

根據(jù)隧道的實(shí)際情況進(jìn)行作業(yè)線的安排，首先需要嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行內(nèi)部的挖掘，大概控制在40 m～50 m作業(yè)，然后是進(jìn)行中墻的澆筑，等到混凝土強(qiáng)度符合相關(guān)要求，就可以進(jìn)入左洞，這個(gè)時(shí)候?qū)τ谧蠖春陀叶吹恼谱用婢嚯x是控制在10 m左右的，對(duì)于左右洞二次襯砌與掌子面的間距是在25 m～35 m之間的，其主要是為了使得隧道進(jìn)口和出口位置上能夠很好的形成中導(dǎo)洞、中墻、左右洞開挖、二次襯砌的施工作業(yè)線，其主要的目的是為了方便施工，減少施工工期。

3.3 初期支護(hù)

初期支護(hù)主要包括3個(gè)工序：制管、鉆孔、管道安裝及注漿。

制管，對(duì)于該工程的初期支護(hù)主要使用的是熱軋無縫鋼管，管長(zhǎng)、外徑以及壁厚的長(zhǎng)度分別為5 m,5 cm以及0.5 cm，同時(shí)會(huì)將管子的兩端分別制作成錐頭形狀和焊接上鋼箍，然后就能夠進(jìn)行鉆孔工作，需要注意的是要控制孔間的距離在150 mm，其也就是注漿孔。

鉆孔，首先是孔眼的確定，其主要是通過開挖作業(yè)面支撐點(diǎn)，在其最近的地方進(jìn)行確定，然后布置各個(gè)小導(dǎo)管的間距，分別為3.2 m和2.5 m。

管道安裝及注漿，其主要是做好成孔清理工作，一般情況下會(huì)選擇使用高壓風(fēng)，等到小導(dǎo)管安裝好再進(jìn)行注漿工作。

3.4 洞身開挖

對(duì)于該工程的洞身開挖主要分為2個(gè)部分，中導(dǎo)洞和左右洞開挖。

中導(dǎo)洞，成洞面的工作完成后就可以開始開挖中導(dǎo)洞，具體的過程是進(jìn)行循環(huán)的開挖，距離是在0.5 m～1.2 m，等到開挖成型后經(jīng)過檢查就能夠開始混凝土的澆筑。然后定位錨桿孔，最后開始鉆孔施工，完成后是清孔和水泥砂漿的注漿工作，待到完畢以后開始對(duì)接拱架，其主要的方法是使用U形鋼筋的插接。因?yàn)楸竟こ讨袑?dǎo)洞主要的開挖方式是兩臺(tái)階，因此開挖的順序應(yīng)該是上臺(tái)階、支護(hù)、下臺(tái)階。

左右洞開挖，等到強(qiáng)度達(dá)到70%以上才能開始開挖左右洞，在該過程中主要采用的是兩臺(tái)階分部平行開挖。需要注意的是進(jìn)行實(shí)際的工程施工時(shí)，上臺(tái)階開挖時(shí)需要挖出一個(gè)環(huán)形導(dǎo)坑，然后再開始中核開挖，中核與拱頂?shù)木嚯x要控制在一定的范圍內(nèi)。

3.5 二次襯砌

二次襯砌不僅對(duì)圍巖起支護(hù)作用，而且還美化了隧道外觀，所以襯砌質(zhì)量必須要達(dá)到內(nèi)實(shí)外光的效果，以保證隧道的美觀。如果初期支護(hù)的圍巖變形，且變形速率無減緩跡象，嚴(yán)重超過規(guī)范要求，初期支護(hù)多處開裂時(shí)，必須及時(shí)采用臨時(shí)應(yīng)急支頂措施，如果因此影響到二次襯砌的質(zhì)量，就必須對(duì)支護(hù)類型和參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，做到既能有效控制變形，避免塌方發(fā)生，又能保證工程質(zhì)量。另外，在挑選二次襯砌所用的臺(tái)車時(shí)，要盡量挑選表面平整、接縫嚴(yán)實(shí)的大模板或整體式模板臺(tái)車，必須要滿足設(shè)計(jì)的要求，選擇合適的剛度，減少模板變形等問題，這樣才能保證襯砌表面的光滑平整，還有就是做好防排水措施，避免滲漏水。

4 公路隧道工程施工過程中的難點(diǎn)管理

結(jié)合工程我們可以總結(jié)出公路隧道工程中施工技術(shù)存在的難點(diǎn)，以下分析了公路隧道工程中施工技術(shù)難點(diǎn)和對(duì)策。

4.1 材料選擇

在公路隧道工程建設(shè)的時(shí)候其非常重要的部分是材料，其直接影響著工程質(zhì)量，因此需要我們重視。對(duì)于公路隧道工程，其路面需要具備相應(yīng)的條件，包括車輛使用需求、雨水的滲漏等。因此一般情況下會(huì)選擇使用顆粒度比較小、空隙也比較小的混合配料，從而能夠起到防滲的效果，延長(zhǎng)公路使用年限。

4.2 溶洞的施工處理

在公路隧道施工中一大難點(diǎn)是溶洞施工，其是千變?nèi)f化的。就目前的情況來看，我們也采取了一些相應(yīng)的措施來解決各個(gè)溶洞的問題。主要包括：一般情況下我們會(huì)選擇使用鋼筋混凝土梁跨越的方法來解決大溶洞內(nèi)填充物都比較松軟的情況，但是其會(huì)大大增加成本。因此實(shí)際的操作是需要根據(jù)洞內(nèi)的時(shí)間情況進(jìn)行。但是如果是干溶洞，就需要多考慮因素。

4.3 防排水工作的處理

公路隧道的使用壽命會(huì)受到積水的直接影響，因此解決好排水問題非常重要。在施工之前需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，同時(shí)充分的考慮防水臺(tái)以及背面排水的問題，從而確保排水正常進(jìn)行。

4.4 安全管理的問題

公路隧道施工中的安全管理是非常重要的部分，其直接影響著人們的生命安全和施工單位的聲譽(yù)，因此需要引起我們的重視。

施工單位要執(zhí)行工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合具體的施工現(xiàn)場(chǎng)情況，在組織設(shè)計(jì)施工和施工實(shí)施的過程中，要經(jīng)常分析施工的情況，做好施工的安全組織管理，以保證施工的安全和質(zhì)量，爭(zhēng)取按時(shí)完成公路隧道施工任務(wù)。

施工單位要健全安全制度及組織機(jī)構(gòu)，樹立“安全第一，預(yù)防為主”的理念，成立專門的安全管理機(jī)構(gòu)，及時(shí)檢查并監(jiān)督施工現(xiàn)場(chǎng)安全。此外，施工企業(yè)要實(shí)行目標(biāo)制度，加強(qiáng)安全管理工作，進(jìn)行施工安全的動(dòng)態(tài)分析，進(jìn)而提高公路隧道建設(shè)單位整體的安全管理水平。

總之，公路隧道建設(shè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的地下線性工程，施工過程中會(huì)出現(xiàn)很多的不確定因素，給公路隧道建設(shè)帶來了很多的安全隱患，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究，本文分析了公路隧道工程施工中的技術(shù)相關(guān)方面，以期提供一些借鑒。

[1] 蔣 嘉.分析公路隧道工程施工中的難度與技術(shù)[J].科技與創(chuàng)新，2015(7):158-159.

[2] 呂官輻.高速公路隧道工程施工技術(shù)的相關(guān)探討[J].廣東科技，2013(2):73-74.

[3] 薛志敏.高速公路隧道工程施工技術(shù)方法與對(duì)策[J].中華建設(shè)，2013(3):140-141.

[4] 班立彥.公路橋梁隧道施工存在的問題及對(duì)策[J].科技資訊,2014(27):104.

[5] 翟清海,張 飛.試論公路隧道施工安全管理技術(shù)應(yīng)用[J].科技展望,2014(7):141.

Analysis on the difficulties and technologies in highway tunnel engineering construction

Li Xia

(SurveyDesignDepartment,TaiyuanBranch,ShanxiRoadsBureau,Taiyuan030012,China)

In accordance with the hidden great engineering, limited operation space, complicated geological conditions and other characteristics of highway tunnel construction, this paper introduced the common construction method of highway tunnel construction, mainly discussed the material selection, karst cave treatment, waterproof and drainage treatment, safety management and other construction difficulties and problems, to ensure the smooth construction progress.

road tunnel, construction, difficulty, management

1009-6825(2015)28-0160-02

2015-07-27

李 霞(1981- )，女，工程師

U455

A