高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點研究

胡媛媛

（內(nèi)蒙古交通設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010010）

0 引言

高速公路隧道修建受地質(zhì)條件、自然環(huán)境、突發(fā)事件等因素影響，具有不可預(yù)見性、施工風(fēng)險系數(shù)高的特點。青海花久高速公路雪山一號隧道施工海拔高達(dá)4800m，隧道雙洞總長9065m，是目前世界上海拔最高、修建環(huán)境最惡劣的隧道，施工隊伍克服了地質(zhì)斷層和氣候惡劣因素，為我國公路建設(shè)提供動力。

1 高速公路隧道修建施工技術(shù)

1.1 鉆爆施工技術(shù)

使用鉆爆施工技術(shù)挖掘隧道，需要設(shè)計團(tuán)隊設(shè)計出完整的鉆爆方案，并對爆破后的數(shù)據(jù)效果進(jìn)行對比分析，及時調(diào)整爆破參數(shù)。一般鉆爆施工在不良地質(zhì)區(qū)洞口段開挖需遵照弱爆破、短進(jìn)尺的原則設(shè)計，要求循環(huán)進(jìn)尺≤1.5m；在地質(zhì)條件相對較好的洞口段要求鉆孔濃度≤3.5m。鉆孔爆破前，應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場爆破生產(chǎn)試驗，并認(rèn)真記錄爆破參數(shù)，最終對比選擇合理的參數(shù)，再進(jìn)行正式的爆破作業(yè)。爆破完成后，應(yīng)及時進(jìn)行爆破檢查，觀測爆破效果，一般爆破完成后的光滑平整度與周邊眼間距以及周邊眼抵抗線有關(guān)。經(jīng)高速公路工程研究數(shù)據(jù)表明，當(dāng)周邊眼間距與周邊眼抵抗線的比值為2時，會給爆破后的隧道造成不平整現(xiàn)象且對隧道巖層有嚴(yán)重的破壞，當(dāng)比值為0.8時，是爆破效果良好的體現(xiàn)。

1.2 錨桿施工技術(shù)

錨桿施工技術(shù)是隧道修建最為廣泛的應(yīng)用技術(shù)，在當(dāng)前高速公路隧道工程研究和實踐中被重點關(guān)注。使用錨桿施工技術(shù)：①需進(jìn)行錨桿鉆孔施工，進(jìn)行此道工序操作時，需要在工程數(shù)據(jù)勘測時預(yù)先設(shè)計的點位上，利用巖鑿機進(jìn)行鉆鑿，并及時清理掉鉆鑿過程中產(chǎn)生的鐵銹、雜質(zhì)、油污等污染物，鉆孔時嚴(yán)格控制用水量。②嚴(yán)格根據(jù)該公路隧道施工要求清理施工巖屑，由此來有效預(yù)防巖屑影響錨桿施工。在將錨桿插入巖孔前，應(yīng)事先準(zhǔn)備好炸藥包，待錨桿鉆眼清潔達(dá)標(biāo)后，將藥包用適當(dāng)?shù)牧Χ软斎脬@孔并固定在孔道內(nèi)，使其不會受外力因素而發(fā)生泄露等問題，確保加工好的錨桿和鋼筋網(wǎng)焊接無故障后，把其插入進(jìn)巖石的孔道里。錨桿安裝允許偏差值要求，錨桿孔深度＞錨桿長度10cm，錨桿孔距偏差在±15cm范圍內(nèi)。③進(jìn)行錨桿施工抽樣檢測，以便施工技術(shù)人員針對檢測數(shù)據(jù)，判定錨桿抗拔能力是否符合施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)[1]。

1.3 混凝土噴射技術(shù)

混凝土噴射技術(shù)在高速公路隧道施工中的應(yīng)用，主要采用混凝土噴射機對隧道圍巖進(jìn)行潮噴、濕噴或干噴，從而為圍巖形成支護(hù)結(jié)構(gòu)。潮噴技術(shù)可有效改善隧道施工時的工作環(huán)境，此種方法可有效節(jié)約速凝劑的用量，降低隧道施工成本；使用濕噴技術(shù)時，所有的原材料在拌和站進(jìn)行拌合后，利用混凝土泵將拌和材料送到噴嘴處，此時拌和材料與噴嘴處的速凝劑混合噴射，一般噴射壓為0.6～0.7MPa，此法可有效提高混凝土噴射的粘結(jié)性和支護(hù)性能，且粉塵回彈較少，可有效改善施工現(xiàn)場環(huán)境；干噴技術(shù)是將攪拌后的干材料借助壓縮空氣技術(shù)將材料送至噴嘴處，并通過高壓水進(jìn)行混合，在噴射壓力為0.6～0.7MPa情況下使混合物噴射到巖壁上，干噴技術(shù)流程簡便施工過程中只需要一臺拌和機和干噴機，即可完成工作。

2 高速公路隧道施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 根據(jù)實際情況合理選擇施工技術(shù)

在高速公路隧道施工過程中，應(yīng)做好施工地質(zhì)勘探工作，認(rèn)真考察隧道洞孔周邊施工環(huán)境，綜合地質(zhì)、氣候、天氣、水文等影響因素，根據(jù)實際施工情況合理選擇施工技術(shù)，并在施工前制定技術(shù)應(yīng)用方案，根據(jù)技術(shù)工藝合理布局技術(shù)應(yīng)用參數(shù)和施工步驟，有效避免因人為因素造成的隧道施工地區(qū)地質(zhì)斷層、巖體破裂、山體滑坡等事故的發(fā)生。合理應(yīng)用隧道施工技術(shù)，有助于保障施工人員作業(yè)時的生命安全以及隧道修建的質(zhì)量，從而避免隧道投入使用后發(fā)生事故。

2.2 嚴(yán)格把控隧道開挖和二次初砌的施工步驟

隧道修建應(yīng)注重對隧道開挖和二次初砌階段的施工工作，有助于打好隧道修建的安全基礎(chǔ)。進(jìn)入山洞前的施工，應(yīng)遵循先工具、后人工開鑿的原則，在進(jìn)行山體外部隧道作業(yè)時應(yīng)合理采用明挖技術(shù)，山體內(nèi)部采用暗挖技術(shù)，從而使隧道更加堅固，在隧道挖掘完成后應(yīng)利用混凝土固定技術(shù)，給隧道加固保障隧道進(jìn)一步施工的安全。目前二次初砌最有效的方法是臺階施工法，可以有效提高隧道穩(wěn)定和安全性，也可提高隧道修建質(zhì)量。在隧道施工過程中技術(shù)人員和施工人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)隧道工程技術(shù)和實踐知識，提高自身技術(shù)水平，在隧道開挖和二次初砌階段打好工程基礎(chǔ)，從而提高我國隧道修建整體水平。

2.3 隧道修建時嚴(yán)格依照施工工序施工

高速公路隧道修建應(yīng)嚴(yán)格依照施工工序進(jìn)行施工，應(yīng)對隧道修建地區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格的地質(zhì)勘測，在源頭處確保施工質(zhì)量和安全。

隧道施工過程中首先利用明挖法進(jìn)行隧道挖掘，由于施工中的爆破技術(shù)對山體情況影響較大，一般會減少爆破技術(shù)的使用；其次，在工程施工中應(yīng)對土體山體需要做穩(wěn)定支撐有基本預(yù)判，并及時利用支護(hù)樁或地下連續(xù)墻做基坑保護(hù)，在圍巖支護(hù)工作中利用錨桿施工技術(shù)和混凝土噴射技術(shù)進(jìn)行隧道支護(hù)加固，在隧道開挖后應(yīng)立即安裝剛度較小并可作為永久承載結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)層，積極設(shè)計隧道防水系統(tǒng)，根據(jù)隧道地區(qū)水文條件因地制宜，修建隧道防水層；再次，進(jìn)行隧道二次初砌施工，此時的工作目的是與初期支護(hù)共同組成復(fù)合式襯砌以達(dá)到加固支護(hù)、優(yōu)化路線防排水系統(tǒng)的作用；最后是進(jìn)行隧道路面施工和隧道機電系統(tǒng)的布置和安裝。以上工序是隧道修建的基本操作流程，在每個施工階段也應(yīng)嚴(yán)格把控技術(shù)工序流程，從而確保隧道修建質(zhì)量安全得到有效控制。

2.4 科學(xué)應(yīng)用隧道修建施工技術(shù)

利用鉆爆施工技術(shù)時可有效解決普通爆破給隧道帶來的巖層松動隱患，可維持巖層穩(wěn)定性。在使用此技術(shù)時要遵守其技術(shù)要求，根據(jù)巖層特點設(shè)立周邊眼間距0.8，周邊眼抵抗線的值50～90cm，在周邊眼眼線進(jìn)行炸藥鋪設(shè)時，線裝密度為每米0.14～0.4kg之間，從而使鉆爆效果達(dá)到施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

利用錨桿施工技術(shù)時，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔直徑以及注漿材料的規(guī)格和配比質(zhì)量，一般可選用強度等級為M20的水泥砂漿，確保砂子的直徑＜3mm。在使用此技術(shù)時應(yīng)嚴(yán)格控制誤差參數(shù)范圍，從而確保錨桿拔力符合標(biāo)準(zhǔn)。

利用混凝土噴射技術(shù)應(yīng)控制水泥標(biāo)號在42.5級以上，干噴時控制干料中水泥和砂石重量在1：4之間，水泥用量為375～400kg/m3。在噴射作業(yè)操作過程中建議遵循先下后上和先墻后拱的順序，從而防止混凝土脫落。

2.5 加強施工安全的監(jiān)管

在修建隧道的過程中，應(yīng)加強對安全問題的監(jiān)管，在施工各階段注重山體滑坡等自然危害對施工安全的威脅，并做好工人施工防護(hù)措施，排除施工隊伍中的安全隱患，建立行之有效的安全管理機制和質(zhì)量監(jiān)管機制，防止在施工過程中因操作不當(dāng)造成的人為事故，從而保障工程質(zhì)量確保施工安全[2]。

3 結(jié)論

綜上所述，在高速公路施工建設(shè)中，相關(guān)部門應(yīng)積極對隧道施工技術(shù)控制進(jìn)行思考和研究，全面統(tǒng)籌隧道開挖和隧道修建的影響因素，合理選擇施工技術(shù)并科學(xué)應(yīng)用，嚴(yán)格依照施工工序進(jìn)行施工。在具體施工階段，加強施工的安全與質(zhì)量監(jiān)管，促使隧道工程安全高效的修建，推動公路事業(yè)的發(fā)展。