新奧法在高速公路隧道施工中的應(yīng)用分析

劉 鋮

湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三〇四大隊(duì)，湖南長(zhǎng)沙 410000

隧道工程已經(jīng)成為我國(guó)高速公路建設(shè)中的重要組成部分，它有效地解決了高速公路在山區(qū)地形中的建設(shè)問題，縮短了公路的里程數(shù)。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路的建設(shè)也進(jìn)入到了迅猛發(fā)展的階段，隧道工程項(xiàng)目日漸增多。為了提升高速公路隧道施工的質(zhì)量，新奧法技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到隧道工程的建設(shè)當(dāng)中。因此，研究分析新奧法在高速公路隧道施工中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 新奧法的概述

1.1 新奧法施工技術(shù)的簡(jiǎn)介

新奧法施工技術(shù)是在已有的隧道施工技術(shù)基礎(chǔ)上，相關(guān)工作人員通過大量的隧道工程施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行匯總整理，并借助巖體力學(xué)技術(shù)研發(fā)而成的新型隧道施工技術(shù)。在隧道施工過程中，新奧法施工技術(shù)將錨桿和混凝土有效地結(jié)合在一起，通過噴射的施工工藝，達(dá)到了對(duì)隧道進(jìn)行整體支撐的目的，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道巖石硬度的監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

相比較傳統(tǒng)的高速攻速隧道施工工藝，新奧法施工技術(shù)相對(duì)適應(yīng)能力更強(qiáng)，對(duì)施工方法、工序以及設(shè)備的要求較低。而且在采用此技術(shù)對(duì)隧道進(jìn)行施工的過程中，可以有效地減輕地面的壓力，從而對(duì)地基起到了一定的保護(hù)作用，避免了較大破壞力度造成地基出現(xiàn)大面積沉降的問題，有效地保障了隧道工程施工的安全性和穩(wěn)定性。因此，在進(jìn)行高速公路隧道施工過程中，采用新奧法時(shí)，對(duì)相關(guān)工作人員的技術(shù)能力和工作經(jīng)驗(yàn)要求較高。傳統(tǒng)方法和新奧法優(yōu)勢(shì)對(duì)比如表1所示。

表1 傳統(tǒng)方法和新奧法優(yōu)勢(shì)對(duì)比（m2）

1.2 新奧法技術(shù)的相關(guān)施工要點(diǎn)

在進(jìn)行高速公路隧道施工過程中，采用新奧法技術(shù)，應(yīng)當(dāng)遵循以下施工要點(diǎn)：

（1）應(yīng)對(duì)施工所在區(qū)域的地形進(jìn)行全面分析，并通過詳細(xì)的地質(zhì)勘測(cè)，對(duì)隧道的巖體的硬度和承受能力進(jìn)行預(yù)估，為隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)劃方案提供科學(xué)、合理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

（2）在工程開挖施工之前，為了確保施工過程中，相關(guān)人員的安全和工程建設(shè)的整體質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工區(qū)域的巖體進(jìn)行加固處理。

（3）采用新奧法施工過程中，由于其可以對(duì)周圍巖體進(jìn)行有效地控制，因此，所開挖的圍巖力度大幅度減少，降低了可能出現(xiàn)的變形或者干擾風(fēng)險(xiǎn)，為后期的工程質(zhì)量打下了牢固的基礎(chǔ)，同時(shí)避免了對(duì)環(huán)境的大幅度破壞。

2 新奧法施工技術(shù)在隧道工程中的具體應(yīng)用

某高速公路全線長(zhǎng)約74.3km，聯(lián)絡(luò)線全場(chǎng)24.2km，總高速公路里程數(shù)為98.5km。項(xiàng)目采用封閉式4車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。其中第四標(biāo)段需要穿越山體，進(jìn)行隧道工程施工。該隧道位于低山區(qū)，山體結(jié)構(gòu)主要為大理巖和元古界黑云斜長(zhǎng)片巖，質(zhì)地相對(duì)堅(jiān)硬。為了確保施工的質(zhì)量和安全，采用新奧法進(jìn)行施工。

2.1 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行隧道施工過程中，為了確保施工的質(zhì)量和安全，需要對(duì)施工所在區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行深入地勘察，并對(duì)其進(jìn)行超前預(yù)測(cè)，便于提前準(zhǔn)備相關(guān)措施，避免嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害對(duì)隧道施工的影響。本工程采用鉆眼取芯的方式，對(duì)隧道區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行分析，重點(diǎn)預(yù)測(cè)了工作作業(yè)面所在位置的地質(zhì)構(gòu)造、巖性情況及圍巖穩(wěn)定性等指標(biāo)。

經(jīng)過勘察，在高速公路隧道設(shè)計(jì)的方案的進(jìn)口處，發(fā)現(xiàn)存在一定發(fā)育的小滑坡和破擊坡積碎石土，基巖存在一定的強(qiáng)風(fēng)化問題，厚度約為5～10m。對(duì)于隧道的出口段，上方斜坡坡度較大，大理巖基巖裸露，穩(wěn)定性符合工程建設(shè)要求。隧道的洞身圍巖主要是片巖和大理巖，相對(duì)堅(jiān)硬，性能良好。

2.2 監(jiān)控量測(cè)斷面布置

為了及時(shí)掌握隧道施工的推進(jìn)情況，了解圍巖的等級(jí)變化情況，本工程在施工過程中，對(duì)于部分區(qū)域增設(shè)了收斂監(jiān)測(cè)斷面，確保了施工的安全性和施工質(zhì)量。相關(guān)布置圖如圖1所示。

圖1 下臺(tái)階開挖后收斂監(jiān)測(cè)斷面布置圖（m）

2.3 開挖施工

（1）明洞及洞口段土石方施工。對(duì)于明洞開挖施工過程中，采用挖掘機(jī)自上而下進(jìn)行分層開挖，分層噴錨支護(hù)。本工程由于隧道洞口的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不良，采用上下斷面的方法進(jìn)行施工。

（2）洞口錨噴支護(hù)施工：在進(jìn)行暗洞進(jìn)洞施工之前，應(yīng)對(duì)洞口的邊仰坡進(jìn)行支護(hù)施工。采用人工打眼，注漿機(jī)注漿的方式進(jìn)行錨桿的支護(hù)施工，在混凝土噴射施工過程中，應(yīng)注意噴射的厚度應(yīng)高于隧道工程設(shè)計(jì)的施工厚度。

（3）當(dāng)工程的暗洞施工大約100m距離后，對(duì)明洞和暗洞進(jìn)行二次襯砌施工。

2.4 噴射混凝土漿液的配置

工程所需混凝土漿液在配置過程中，選用標(biāo)準(zhǔn)的525標(biāo)號(hào)硅酸鹽水泥，為了確保材料選用的合格性，對(duì)水泥、水玻璃等材料進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)，確保其符合工程建設(shè)質(zhì)量，在進(jìn)行混凝土的調(diào)制。本工程選擇的水玻璃，性能相關(guān)參數(shù)要求為：濃度為45Be，比重為1.43左右，模數(shù)為2.5。為了避免影響后期新奧法噴漿施工的效果，漿液制作所學(xué)的水必須經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，避免使用污水或者含有雜質(zhì)的水。

2.5 襯砌和支護(hù)

（1）支護(hù)施工作業(yè)。首先在隧道開挖后，應(yīng)進(jìn)行初次的支護(hù)作業(yè)，混凝土噴射的厚度一般為5mm左右，然后進(jìn)行錨桿、金屬網(wǎng)、立拱架和復(fù)噴混凝土的操作施工。為了確保初期支護(hù)作業(yè)的效果，應(yīng)當(dāng)在洞口開挖3h內(nèi)完成施工。初期支護(hù)示意圖如圖2所示。

（2）二次支護(hù)作業(yè)。當(dāng)圍巖的變形和位移處于穩(wěn)定狀態(tài)后，需要對(duì)隧道進(jìn)行二次支護(hù)作業(yè)，同時(shí)為了避免底鼓量過大，影響圍巖的穩(wěn)定性，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行封底作業(yè)。

圖2 初期支護(hù)示意圖

3 結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，高速公路在進(jìn)行隧道建設(shè)過程中，也引入了各種先進(jìn)的施工工藝。在隧道施工過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的詳細(xì)情況，合理地選用新奧法，應(yīng)用到隧道開挖、圍巖支護(hù)以及監(jiān)控測(cè)量等方面，從而達(dá)到提升隧道工程施工質(zhì)量、保障工作人員安全的目的。相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)提升自身的專業(yè)能力，仔細(xì)研究新奧法的技術(shù)要點(diǎn)，采用科學(xué)、合理的方法對(duì)新奧法進(jìn)行應(yīng)用，保障我國(guó)高速公路隧道建設(shè)工程的順利進(jìn)行，推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。