高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點(diǎn)研究

仵 向 前

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

1 工程概況

一高速公路隧道工程設(shè)計(jì)隧道施工長(zhǎng)度1 000 m，工程所在地為丘陵地貌，地質(zhì)以花崗巖為主，工程所在位置地質(zhì)條件較差，洞口被坍塌的花崗巖堵住，進(jìn)洞困難，施工過(guò)程較為復(fù)雜。因Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ級(jí)圍巖所占比例較小，約為隧道總體的1/3，而Ⅳ,Ⅴ級(jí)圍巖的含量較大，故在圍巖開挖的過(guò)程中要分等級(jí)進(jìn)行開挖。下面結(jié)合本工程進(jìn)行施工技術(shù)及控制要點(diǎn)的探討。

2 高速公路隧道施工技術(shù)

2.1 隧道洞口與明洞工程施工

在施工之前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的調(diào)查是不能省略的，施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文、氣候條件應(yīng)有詳細(xì)的調(diào)查和記錄，并根據(jù)現(xiàn)階段數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。施工安全是本階段的重點(diǎn)考慮內(nèi)容，需采取措施排除安全隱患，在雨季應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，此外，在開始施工前，需在拱部120°的范圍內(nèi)設(shè)置自進(jìn)式錨桿，接下來(lái)方可進(jìn)行施工。

2.2 圍巖開挖

根據(jù)工程實(shí)際，圍巖的開挖分為Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)圍巖的施工以及Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)圍巖的施工。

對(duì)于Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)圍巖的施工，本工程設(shè)計(jì)采用臺(tái)階分部方式開挖圍巖。上半段開挖時(shí)，需在拱部進(jìn)行預(yù)支護(hù)，保證施工安全，開挖前按照支護(hù)、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、錨桿、澆筑混凝土的過(guò)程進(jìn)行防護(hù)，開挖時(shí)，首先進(jìn)行中心導(dǎo)坑的開挖，開挖的距離小于400 cm，接下來(lái)進(jìn)行左右側(cè)壁的開挖，距離均小于400 cm，在上半斷面開挖時(shí)，初期支護(hù)工程要同時(shí)施工，保證安全。下半斷面采用兩側(cè)交替開挖的單側(cè)落底施工方法，間距仍舊要小于400 cm。根據(jù)規(guī)范要求，中心導(dǎo)坑與兩側(cè)的開挖距離不能小于30 m。

對(duì)于Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)圍巖的施工，在距離圍巖洞口40 m范圍內(nèi)四周設(shè)置錨桿支護(hù)，支護(hù)系統(tǒng)根據(jù)規(guī)范要求采用φ108長(zhǎng)管棚和φ50超前小導(dǎo)管進(jìn)行支護(hù)。在距洞口40 m以外還需采用導(dǎo)管支護(hù)保證安全。開挖前需對(duì)主洞全斷面長(zhǎng)管棚進(jìn)行灌漿，接下來(lái)開始施工。施工時(shí)，首先在左右側(cè)壁開挖，開挖距離小于75 cm并且循環(huán)開挖，開挖時(shí)也要進(jìn)行支護(hù)施工，防止圍巖因發(fā)生較大變形而坍塌，根據(jù)地質(zhì)條件最后決定采用墻腳鎖錨桿配合H200型鋼作為臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)。在臺(tái)階開挖時(shí)，當(dāng)臺(tái)階開挖距離達(dá)到20 m～30 m時(shí)，停止上臺(tái)階開挖，并選用由外向內(nèi)的施工方式進(jìn)行下臺(tái)階施工，開挖距離小于150 cm，如此循環(huán)，當(dāng)開挖距離達(dá)到450 cm～500 cm時(shí)，布設(shè)仰拱及進(jìn)行仰拱回填。當(dāng)兩邊側(cè)壁的開挖達(dá)到30 m～50 m的閉合環(huán)后，再進(jìn)行中部拱頂開挖，每次開挖距離應(yīng)小于75 cm，預(yù)設(shè)核心土，并與兩側(cè)開挖施工一樣，邊開挖邊進(jìn)行支護(hù)施工。

2.3 鉆孔爆破施工技術(shù)

根據(jù)實(shí)際工程需要，高速公路隧道工程可以采用硝銨炸藥進(jìn)行一定范圍的爆破。因爆破具有較大的危險(xiǎn)性，因此在決定施工該方式前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)查和控制，并由專業(yè)人員進(jìn)行操作，在實(shí)施過(guò)程中還需進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止危險(xiǎn)的發(fā)生。

2.4 錨桿施工技術(shù)

錨桿施工包括土層錨桿和巖層錨桿這兩種方式。在做好施工前的準(zhǔn)備工作，對(duì)錨桿進(jìn)行清理，并準(zhǔn)備好施工材料后方可施工。首先按照鉆孔的情況選擇鉆孔的方式，在鉆孔時(shí)，鉆機(jī)的傾斜角度應(yīng)與錨桿一致。鉆孔時(shí)及時(shí)對(duì)孔內(nèi)的雜物清理，且土層鉆孔深度應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)值約20 cm，巖層的鉆孔深度因超過(guò)設(shè)計(jì)值更高，約50 cm～100 cm。接下來(lái)進(jìn)行錨桿的安裝，在安裝時(shí)，要將藥包事先放入孔內(nèi)，隨后將注漿管與錨桿共同放入孔中，以防止各個(gè)部位脫落。安裝好后禁止敲打，若出現(xiàn)孔壁坍塌的情況應(yīng)及時(shí)清理。最后進(jìn)行抽查，保證施工質(zhì)量。

2.5 混凝土噴射施工技術(shù)

混凝土噴射包括潮噴和濕噴兩種類型。潮噴施工可減少速凝劑的使用，降低經(jīng)濟(jì)成本，還可以改善施工環(huán)境，濕噴施工技術(shù)的噴射厚度為10 cm，能有效提高混凝土的粘結(jié)性和支護(hù)的質(zhì)量，兩種方式各有利弊，應(yīng)根據(jù)不同施工條件選擇。在進(jìn)行混凝土噴射時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行厚度、密實(shí)度等指標(biāo)的檢驗(yàn)，混凝土的質(zhì)量也應(yīng)得到保證，應(yīng)盡量不使用或者少使用外加速凝劑，保證混凝土與巖石的良好粘結(jié)。

2.6 防排水工程

高速公路隧道工程的防排水主要靠結(jié)構(gòu)防水來(lái)實(shí)現(xiàn)，防排水的設(shè)計(jì)要結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃那闆r及隧道的建造結(jié)構(gòu)，從防、排、堵三個(gè)方面進(jìn)行防排水工程的實(shí)現(xiàn)。此外，加強(qiáng)監(jiān)管力度也是防排水施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格控制施工縫隙和材料變形的情況，防止出現(xiàn)滲漏的情況，還應(yīng)根據(jù)施工地情況，對(duì)易出現(xiàn)冰凍的地區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管并采取處理措施。

3 高速公路隧道施工控制要點(diǎn)分析

3.1 施工前做好準(zhǔn)備工作

在施工前，應(yīng)按照要求，對(duì)工程周圍的情況進(jìn)行嚴(yán)格的排查檢驗(yàn)，防止存在安全隱患，對(duì)易出現(xiàn)危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，保證安全施工。在施工前應(yīng)準(zhǔn)備好施工材料，對(duì)材料質(zhì)量是否滿足條件應(yīng)進(jìn)行抽查，尤其對(duì)爆破材料的控制是整個(gè)工程的重點(diǎn)，不能掉以輕心。

3.2 確保錨桿支護(hù)質(zhì)量

本工程采用超前小短管和錨桿進(jìn)行支護(hù)，灌漿時(shí)應(yīng)保證漿體質(zhì)量，同時(shí)控制好注漿的速度和時(shí)間，保證一次性注漿完成。支護(hù)所用材料的精度要保證，在施工前進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，以提高支護(hù)質(zhì)量。

3.3 混凝土噴射施工過(guò)程控制

在噴射前保證噴射面的清潔，在噴射時(shí)應(yīng)分層、分段、分片自下而上螺旋進(jìn)行，噴射時(shí)需控制噴射的厚度及壓力，保證噴射面與混凝土結(jié)合，在使用速凝劑拌料的混凝土噴射時(shí)，應(yīng)即拌即用，間隔不能超過(guò)20 min。噴射施工2 d后灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間要大于7 d。

4 高速公路隧道施工安全有效措施

高速公路隧道工程相對(duì)于其他工程而言，施工步驟較為繁雜，每個(gè)環(huán)節(jié)都聯(lián)系緊密，工程質(zhì)量的好壞與每一道工序緊密相關(guān)。安全是施工過(guò)程中最為重要的因素，因施工環(huán)節(jié)的復(fù)雜，在施工過(guò)程中存在較多的安全隱患，因此安全問題不能忽視。在高速公路隧道工程中，風(fēng)因素帶來(lái)的影響不可小覷，根據(jù)規(guī)范，通風(fēng)量可以按照以下公式求得：

Q=q×m×k。

其中，Q為隧道內(nèi)通風(fēng)量，m3/min；q為施工人員每人每分鐘所需要呼吸的空氣，一般取q=3 m3/min；m為隧道內(nèi)的施工人員總數(shù)，以施工人數(shù)最多時(shí)為準(zhǔn)；k為風(fēng)量備用系數(shù)，取k=1.15。

由公式可以計(jì)算出隧道所需的最小通風(fēng)量的值，隧道內(nèi)必須保證通風(fēng)量超過(guò)此值，以保證隧道內(nèi)施工人員的安全。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道工程是高速公路施工過(guò)程中的重要一環(huán)，影響到整體的工程質(zhì)量及高速公路的服務(wù)質(zhì)量，本文結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，介紹了隧道施工技術(shù)及施工控制的要點(diǎn)，為隧道工程的發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 段志剛.高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點(diǎn)[J].交通世界,2016(31):64-65.

[2] 郗軍華.高速公路隧道施工技術(shù)與控制要點(diǎn)[J].交通世界,2017(12):126-127.

[3] 李再勇.高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點(diǎn)研究[J].黑龍江交通科技,2017,40(4):156-157.

[4] 劉國(guó)權(quán).高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點(diǎn)探討[J].黑龍江交通科技,2015,38(2):104.

[5] 師延仿.高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點(diǎn)分析[J].青海交通科技,2017(4):115-116.