高速公路螺旋隧道施工技術(shù)的關(guān)鍵要素探討

□ 呂志攀

1 引言

在高速公路螺旋隧道施工工程中，主要的施工內(nèi)容包括隧道的洞口開挖施工，支護(hù)施工處理，仰拱和隧道底部填充及隧道通風(fēng)等，相關(guān)施工單位需要嚴(yán)格把控各個(gè)施工環(huán)節(jié)的技術(shù)質(zhì)量，充分掌握各項(xiàng)施工工藝的關(guān)鍵要素，根據(jù)螺旋隧道的特殊性，合理控制施工作業(yè)方式，盡可能提高高速公路螺旋隧道施工質(zhì)量和水平。

2 隧道洞口施工和明洞施工

2.1 隧道洞口施工

高速公路螺旋隧道施工首先要開展洞口開挖作業(yè)，在開挖之前，施工人員應(yīng)先對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行全面的檢查，將懸浮石和存在危險(xiǎn)隱患的巖石等進(jìn)行及時(shí)拆除，同時(shí)在施工過程中，需要進(jìn)行連續(xù)的施工監(jiān)測，采取有效的保護(hù)措施，避免發(fā)生洞口開挖事故。其次在開挖作業(yè)實(shí)施過程中，施工人員要做好施工測量和放樣工作，即在洞口施工放樣線位基礎(chǔ)上，對邊坡和仰坡進(jìn)行從上到下的開挖作業(yè)，不得進(jìn)行大型爆破開挖，防止對施工現(xiàn)場的地層產(chǎn)生嚴(yán)重?cái)_動(dòng)。最后開挖后進(jìn)入隧洞開始施工，應(yīng)在隧洞拱部120o范圍內(nèi)、開挖輪廓線外40cm、外插角5o～10o的位置增加一個(gè)直徑為32cm的自進(jìn)式錨桿，其長度保持在6m、環(huán)向間距為0.4m，然后再進(jìn)行人工開挖進(jìn)洞[1]。

2.2 明洞施工

在對高速公路隧道明洞施工時(shí)，相關(guān)人員需要按照實(shí)際的地形地質(zhì)條件以及邊坡和仰坡的穩(wěn)定性確定開挖方式。通常情況下，施工單位會(huì)應(yīng)用先墻后拱法技術(shù)工藝，即在邊坡松軟易坍塌的條件下，銜接明洞和暗洞時(shí)，采用該種施工方法具有良好的效果。在仰坡相對穩(wěn)定的狀況下，施工人員需要從內(nèi)向外開展施工，而當(dāng)仰坡的穩(wěn)定性不足，容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象時(shí)，可以將明洞拱圈澆筑到仰坡腳，再從內(nèi)到外進(jìn)行洞內(nèi)拱圈作業(yè)，提高仰坡穩(wěn)定性從而可以保障明洞與暗洞的銜接質(zhì)量。具體的施工技術(shù)則是在完成明洞開挖工作后，就地綁扎明洞鋼筋，并采用全斷面澆筑明洞混凝土方式進(jìn)行處理。利用拼裝式襯砌臺(tái)車處理明洞內(nèi)模，將拱部的外模采用鋼拱中架和組合式鋼模板。最后通過輸送泵將混凝土進(jìn)行入模，以插入式振搗器保障混凝土振搗的均勻性。

3 初期支護(hù)

初期支護(hù)是保障高速公路螺旋隧道施工質(zhì)量和安全的重要基礎(chǔ)。在具體的施工技術(shù)中，相關(guān)人員需要在洞口外利用混凝土攪拌機(jī)制備配合比適當(dāng)?shù)幕炷?，通過輸送車將混凝土料運(yùn)輸?shù)蕉磧?nèi)，采用空壓機(jī)供風(fēng)潮噴和濕噴相結(jié)合的方式。在圍巖相對較好的地段，所需噴射總量不大，對潮噴混凝土技術(shù)和材料性能要求較低，具有非常簡便的操作，但會(huì)產(chǎn)生較大的粉塵。而對于低圍巖破碎地段，需要噴射混凝土總量較多，同時(shí)施工人員還要保障混凝土的質(zhì)量較好、強(qiáng)度形成快。一般會(huì)采用臺(tái)車進(jìn)行打眼，采用潮噴和濕噴工藝，由洞外拌和供料，利用藥卷式錨桿開展施工處理，具有易操作、錨固質(zhì)量好、強(qiáng)度提高快等優(yōu)點(diǎn)。

在初期支護(hù)中安裝鋼筋網(wǎng)時(shí)，首先應(yīng)嚴(yán)格遵循工程設(shè)計(jì)要求，即在施工之前，初噴3cm厚的混凝土，以便于形成良好的鋼筋保護(hù)層。此時(shí)為保障施工效果，還應(yīng)拉直鋼筋網(wǎng)，并開展除銹和油污處理等。其次是要在孔外設(shè)計(jì)加工后，安裝鋼框架，并在初始噴混凝土工藝完成之后，在定位系統(tǒng)的焊接格柵鋼框架支架設(shè)置縱向連接桿。另外一方面，施工人員要將鋼框架固定在鋼架基礎(chǔ)上。當(dāng)鋼架與圍巖間的間隙較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置墊層并噴填混凝土。最后要科學(xué)合理地利用潮噴技術(shù)，以盡量減少回彈，有效地改善洞內(nèi)工作環(huán)境，同時(shí)可以有效地節(jié)省速凝劑，降低施工成本。

4 仰拱和隧道底部填充

4.1 仰拱

對于高速公路螺旋隧道中圍巖條件較差的施工區(qū)域，施工人員要緊隨襯砌，及時(shí)修筑仰拱，以保障襯砌結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。因此在仰拱澆筑之前，需要對松散材料和積水進(jìn)行清理和排除，在澆筑混凝土的工程中，需從仰拱的中心位置逐漸向兩側(cè)施工，確保仰拱能夠與邊墻銜接位置的混凝土具有較好的密實(shí)度。除此之外，仰拱施工可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)和襯砌的平行作業(yè)，即在仰拱工作面上搭建具有移動(dòng)功能的施工平臺(tái)，以盡量節(jié)省施工時(shí)間。

4.2 隧道底部填充

對隧道底部進(jìn)行填充，主要是在混凝土施工之前，全面清理仰拱面上存在的粉塵或者碎渣，并將積水排除干凈。當(dāng)仰拱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，才可進(jìn)行混凝土在隧道底部的填充作業(yè)。

5 通風(fēng)與防塵

在高速公路螺旋隧道施工中，需要保障洞內(nèi)具備施工所需的最低空氣，因此應(yīng)當(dāng)開展良好的通風(fēng)和防塵工作。首先施工人員要在車輛廢氣排放位置安裝凈化裝置，以盡量降低有害氣體的濃度。在應(yīng)用濕噴混凝土技術(shù)的過程中，還要盡可能減少空氣中存在的灰塵，還要及時(shí)排查排氣管道，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象，即要進(jìn)行修理和更換，保障洞內(nèi)通風(fēng)順暢良好。

6 常見質(zhì)量問題

6.1 施工初期與施工中的問題

高速公路螺旋隧道施工中，還會(huì)遇到很多的問題和難題。比如在施工初期和施工過程中，比較常見的問題有支護(hù)不及時(shí)、圍巖條件差地段封閉不及時(shí)、支護(hù)背后有空洞等。因此在開挖作業(yè)時(shí)，需要檢測超挖和欠挖的軸線、標(biāo)高等。同時(shí)在對錨噴進(jìn)行支護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重檢測噴射混凝土的厚度、強(qiáng)度和平整度。對于圍巖情況較差的區(qū)域，施工人員一般可以采用先立鋼拱架，實(shí)現(xiàn)一次性噴混凝土，為分部開挖提供良好的便利性，充分解決施工實(shí)際問題。

6.2 檢測問題

檢測工作主要為在襯砌試驗(yàn)項(xiàng)目中測試鋼拱、鋼格柵和鋼網(wǎng)、錨桿等，否則會(huì)導(dǎo)致間距不合理，影響施工質(zhì)量。為提高檢測工作水平，在實(shí)際的襯砌質(zhì)量檢測中，施工人員主要針對厚度、強(qiáng)度、空洞、混凝土配合比等進(jìn)行檢查，保障其符合工程設(shè)計(jì)要求，然后再開展立模和拆模作業(yè)。在對仰拱施工進(jìn)行檢測和檢查時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注隧道底部的質(zhì)量，如果在仰拱施工中沒有采用外模方式，則會(huì)導(dǎo)致混凝土的振搗密實(shí)程度不足，無法保障仰拱成型。

6.3 防水問題

防水問題是高速公路螺旋隧道施工技術(shù)中必須要重視的問題，尤其是在復(fù)合襯砌中，一旦發(fā)生防水滲漏，則會(huì)導(dǎo)致隧道的運(yùn)行安全受到嚴(yán)重的影響。因此施工人員一方面需要注重防范南方地區(qū)施工的滲水腐蝕現(xiàn)象，防范北方地區(qū)的冰凍和懸冰等問題，盡量避免出現(xiàn)交通中斷或者交通事故。另外一方面，還需適當(dāng)掌握和控制防水板的松緊度，如果防水板過緊，就會(huì)致使其與壁面無法貼合，占用二次襯砌的空間；如果防水板過松，就會(huì)導(dǎo)致防水板出現(xiàn)不利的褶皺，造成二次襯砌的厚度不足。同時(shí)施工人員需要在二次襯砌施工中預(yù)留一定的止水條，在澆筑混凝土?xí)r要避免止水條發(fā)生位移，最大限度地保障隧道防水層堅(jiān)固可靠，性能良好。

7 結(jié)語

綜上所述，高速公路螺旋隧道施工是一項(xiàng)具有復(fù)雜性、難度較大的工程建設(shè)項(xiàng)目，因此相關(guān)施工單位需要結(jié)合實(shí)地情況，從隧道洞口開挖、初期支護(hù)、仰拱和隧道底部填充以及通風(fēng)防塵等方面入手，開展合理的施工技術(shù)。并且施工人員需要嚴(yán)格遵循施工流程，把握施工問題關(guān)鍵點(diǎn)，以提高高速公路螺旋隧道的施工質(zhì)量和水平。