高速公路隧道洞身開挖施工工藝分析

蔡書森

摘要：公路隧道質(zhì)量與國計(jì)民生緊密相連，在隧道工程開展中，只有利用科學(xué)有效的技術(shù)措施才可以保證施工品質(zhì)，不斷提高公路隧道交通運(yùn)輸質(zhì)量，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。洞身開挖在隧道施工中作為一項(xiàng)重要的技術(shù)，其施工工藝水平的高低直接影響到公路隧道工程進(jìn)展、質(zhì)量安全與實(shí)際運(yùn)行?；诖?，本文將以高速公路隧道洞身開挖施工為研究對(duì)象，分析與探討工藝實(shí)施，以此為相似工程帶來一些指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道洞身；開挖施工

前言

在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展過程中，高速公路運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)揮了積極的作用，在各種公路施工中，隧道項(xiàng)目是不可避免存在的。在某種意義上來講，隧道工程與一般公路建設(shè)有著許多的不同，其施工復(fù)雜程度與難度也明顯大于普通公路施工。這就要求隧道建設(shè)過程中務(wù)必確保質(zhì)量安全，不斷提升隧道施工技術(shù)水平，以此增強(qiáng)技術(shù)能力，打造高質(zhì)量的隧道施工項(xiàng)目，保障高速公路通行的穩(wěn)定可靠。

1高速公路隧道施工方法分析

縱觀現(xiàn)階段的公路隧道修筑狀況，山嶺隧道占據(jù)了大部分比例，因此新奧法得到了普及應(yīng)用，其是基于礦山法，隨著噴錨支護(hù)的應(yīng)運(yùn)而生而逐漸完善的，由于這一施工方式能夠很大程度上確保圍巖的穩(wěn)定性，降低對(duì)圍巖的影響，所以，在許多類型的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用都具有可行性，針對(duì)軟弱圍巖的適用性更強(qiáng)。

依據(jù)開挖截面的不同，新奧法施工具體有三種形式，全斷面開挖法、臺(tái)階開挖法、分部開挖法。（1）全斷面開挖法，即全斷面掘進(jìn)法，是參照隧道設(shè)計(jì)開挖截面實(shí)施掘進(jìn)，開挖作業(yè)比較簡(jiǎn)便；（2）臺(tái)階開挖法有正臺(tái)階法以及反臺(tái)階法（中隔壁臺(tái)階法）兩種方式，近幾年由于大斷面隧道逐漸進(jìn)步，三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法、預(yù)留核心土臺(tái)階法、多臺(tái)階法等也取得了很大的提升；（3）分部開挖法施工是劃分了隧道設(shè)計(jì)開挖截面，進(jìn)行至少2次開挖，包括環(huán)形開挖留核心土法、單/雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。

2工程概況

某項(xiàng)目路線位于縣城東北，與黔西至大方高速公路順接，并與杭瑞高速形成十字交錯(cuò)，穿隧道的單洞全長968m，在出口端與進(jìn)口端均采用單頭、左右洞同時(shí)掘進(jìn)，預(yù)留核心土施工工藝開挖，開挖過程中做防瓦斯處理。

3隧道洞身開挖施工技術(shù)

3.1施工量測(cè)

隧道工程開展應(yīng)當(dāng)科學(xué)的掌握地理狀況，正式施工前，務(wù)必全面了解與分析圖紙，結(jié)合設(shè)計(jì)要求以及圖紙標(biāo)識(shí)，深入研討平曲線要素表及控制點(diǎn)成果表，準(zhǔn)確的計(jì)算路線點(diǎn)位坐標(biāo)，確保各點(diǎn)位布局滿足實(shí)際要求；圖紙中通常會(huì)標(biāo)注進(jìn)出口控制點(diǎn)，這就要求施工中根據(jù)標(biāo)注信息開展施工放線，做好加密控制樁布設(shè)。并且，為了提高施工的有效性，還應(yīng)當(dāng)科學(xué)測(cè)量加密控制樁，以此提供給施工放線更加便捷、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)；精準(zhǔn)復(fù)測(cè)各點(diǎn)位，針對(duì)測(cè)量范圍進(jìn)行有效確定，大多位于洞外50m到仰坡頂（或進(jìn)洞面）外50m左右。實(shí)際測(cè)量的過程中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行方法選擇，可以沿隧道測(cè)設(shè)線作縱斷面測(cè)量繪制縱斷面圖，按照3m的距離測(cè)一個(gè)橫斷面，標(biāo)注在圖紙中，縱橫斷面準(zhǔn)確標(biāo)明隧道所處的地理位置；施工放線是技術(shù)重點(diǎn)，一定要合理地選擇位置，需要在洞內(nèi)設(shè)立支導(dǎo)線控制樁加密，每次加密一個(gè)支導(dǎo)線控制樁后，要嚴(yán)格做好測(cè)量，不能出現(xiàn)點(diǎn)位的偏差，點(diǎn)位確認(rèn)后，則在洞內(nèi)做施工放線并做好核查，洞內(nèi)施工用坐標(biāo)法實(shí)施科學(xué)放線并完成數(shù)據(jù)登記，使各項(xiàng)重要數(shù)據(jù)不丟失，按要求做好洞內(nèi)沉降變形觀測(cè)后，進(jìn)行詳細(xì)記錄，便于施工參考。

3.2邊仰坡防護(hù)施工

先對(duì)邊仰坡外截、排水溝，然后利用挖掘機(jī)進(jìn)行逐層開挖，挖掘中依照每2m一層的速度結(jié)合設(shè)計(jì)的坡度由上到下逐層實(shí)施，與此同時(shí)利用錨、網(wǎng)、噴臨時(shí)防護(hù)的方式，對(duì)邊仰坡噴10cm厚的C20混凝土，采用準(zhǔn)6mm鋼筋網(wǎng)、準(zhǔn)22mm的注漿錨桿。當(dāng)邊坡挖掘進(jìn)展到洞門部位時(shí)，需要預(yù)留3～5m的洞臉，這一位置暫時(shí)不挖，利用拉槽方法一層一層的挖掘洞臉兩側(cè)支護(hù)邊坡，另外針對(duì)隧洞的仰坡堆積層開展地表注漿加固處理。

3.3洞口管棚施工

（1）進(jìn)行導(dǎo)向墻施工，采用鋼筋架以及鋼模板，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確埋設(shè)準(zhǔn)127×5.5mm導(dǎo)向管，以保證管棚頂端方位正確，施工中運(yùn)用的混凝土應(yīng)當(dāng)經(jīng)過拌合站的科學(xué)攪拌，實(shí)施導(dǎo)向墻整體澆筑。

（2）進(jìn)行管棚作業(yè)，操作中采用的長管是準(zhǔn)108×6熱軋無縫鋼管，并利用絲扣予以緊密相連。連接處于隧道同一橫斷面中時(shí)，應(yīng)當(dāng)不超過50%，保證兩個(gè)鋼管接觸部位的錯(cuò)位空間大于1m，其中編制號(hào)碼為第一節(jié)的鋼管，可以采用4m的，而號(hào)碼是雙倍數(shù)的第一節(jié)鋼管可以采用6m的，在這之后再每節(jié)采用6m的長管。

3.4洞身開挖

針對(duì)隧洞洞身的挖掘，采用人工鎬，與此同時(shí)結(jié)合挖掘設(shè)備實(shí)施，針對(duì)部分硬質(zhì)石方，可以采用鉆孔臺(tái)階結(jié)合YT-28鑿巖機(jī)實(shí)施鉆眼，利用線性光面實(shí)施爆破，接著運(yùn)用側(cè)卸式50c裝配機(jī)進(jìn)行裝渣。隧道挖掘時(shí)，實(shí)施爆破很容易造成欠挖，這一現(xiàn)象是隧道工程的常見施工缺陷。解決這一現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)借助高科技的測(cè)量?jī)x器，作業(yè)人員當(dāng)開挖循環(huán)時(shí)，務(wù)必開展放樣工作，并保證其準(zhǔn)確性，四周的邊眼主要將開挖線作為司鉆準(zhǔn)線，同時(shí)對(duì)以上一個(gè)循環(huán)超欠情況進(jìn)行詳細(xì)描述，對(duì)其原因進(jìn)行具體分析，方便對(duì)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)和鉆眼進(jìn)行及時(shí)修正。

隧道洞身開挖過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程方案予以推行，結(jié)合施工地質(zhì)情況，依據(jù)作業(yè)進(jìn)度情況，科學(xué)采取導(dǎo)洞先行方式開展，中導(dǎo)洞掘進(jìn)45m后澆中墻，經(jīng)過特定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)確保硬度和強(qiáng)度不低于70%，實(shí)施左洞、右洞施工。圍巖變形穩(wěn)定的情況下，才可以對(duì)左右洞實(shí)施二次模筑襯砌，依據(jù)相關(guān)的參數(shù)，合理控制好左右洞二次襯砌以及掌子面的范圍。

4隧道洞身開挖施工管理

洞身開挖在隧道施工中是相對(duì)復(fù)雜并且耗時(shí)的一道施工工序，一方面確定合理的施工方式十分關(guān)鍵，另外需要準(zhǔn)確進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，通過分析地質(zhì)超前預(yù)報(bào)結(jié)果，對(duì)施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，認(rèn)真根據(jù)工序開展作業(yè)，在確保質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)行效益。

4.1施工排水

在順坡挖掘過程中，隧洞施工排水利用順坡實(shí)行自然排水，反之反坡開挖時(shí)，將掌子面經(jīng)過積水池抽到后面的泵站，利用抽水設(shè)施將泵站的水抽放到洞外設(shè)置的排水系統(tǒng)，通過凈化達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再最終排放。

4.2不良地質(zhì)處理

隧洞熔巖發(fā)育，當(dāng)通過巖溶水富集或容易積水的位置過程中，易出現(xiàn)突水、突泥的地質(zhì)問題，應(yīng)對(duì)這一問題可以考慮如下措施：

（1）特殊工程狀況和地質(zhì)條件下，工程應(yīng)當(dāng)開展全程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，情況沒有明確前，不可以冒然推進(jìn)施工。

（2）針對(duì)已經(jīng)明確的富水體，如果含水量較多，水壓偏高，可采取帷幕注漿方法穩(wěn)固軟弱圍巖、有效堵截隱藏的含水體，利用分部開挖法實(shí)施挖掘；針對(duì)個(gè)別涌水部位，利用局部超前預(yù)注漿方式進(jìn)行堵截。

（3）針對(duì)明確了的微含水體，進(jìn)行斷定后可以實(shí)施局部鉆孔泄水的疏排、降壓。

（4）針對(duì)承壓富水部位，為了確保結(jié)構(gòu)的安全性，基于以上方案，結(jié)合實(shí)際情況分別采取全封閉式襯砌結(jié)構(gòu)或半封閉式襯砌結(jié)構(gòu)。

（5）如果發(fā)生涌水，就超前小導(dǎo)管（或大管棚）以及附近圍巖進(jìn)行水泥—水玻璃雙液漿注漿施工，適量增加注漿壓力，堵截涌水。

（6）第一時(shí)間將涌水、突水狀況上報(bào)給設(shè)計(jì)企業(yè)和業(yè)主，確定其變更施工方案和措施，并及時(shí)調(diào)整對(duì)應(yīng)的支護(hù)、二襯防水和結(jié)構(gòu)排水。

5結(jié)束語

綜上所述，高速公路在開展隧道施工過程中，洞身開挖的隱蔽性大，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，這就決定了其施工過程與施工質(zhì)量安全有著緊密的相關(guān)性。所以，務(wù)必結(jié)合隧洞圍巖等級(jí)和地質(zhì)情況等，科學(xué)確定開挖方式，全面控制與管理開挖施工過程，以推進(jìn)隧道施工的有序開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]康志榮.高速公路隧道施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（07）：113-114.

[2]肖連勇.探析隧道工程的洞身開挖及其初期支護(hù)措施運(yùn)用[J].建材與裝飾，2018（07）：274-275.

[3]黃江華.淺談成渝復(fù)線高速公路巴岳山隧道洞身開挖施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2017（01）：241-243.