公路隧道工程新奧法施工技術(shù)

郝立偉

山西路橋第六工程有限公司 山西晉中 030600

1 工程概述

此高速公路工程的全線長(zhǎng)度是26.93km，起止樁號(hào)是K24+300--K50+500。此高速公路位于山嶺區(qū)，設(shè)計(jì)的行車(chē)速度是80km/h，整體式的路基寬度是24.5m，而分離式的路基寬度是12.25m。以此高速公路工程作為研究對(duì)象，分析了新奧法在隧道工程中的實(shí)踐應(yīng)用。

2 方案選用

通過(guò)綜合分析隧道工程的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、施工工期以及建設(shè)長(zhǎng)度等相關(guān)要素，最后決定選擇雙洞口4 工作面掘進(jìn)方式，以及自出口至進(jìn)口的單向掘進(jìn)方式。隧道穿越的圍巖結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且上行、下行隧道之間的距離比較近，在爆破施工時(shí)會(huì)影響臨近隧道穩(wěn)定性[1]。所以必須保證掘進(jìn)方向一致，上行與下行隧道掌子面的掘進(jìn)需要拉開(kāi)50m 的距離，同時(shí)支護(hù)緊跟，選用光面爆破。針對(duì)隧道暗洞路段的施工，應(yīng)根據(jù)“新奧法”基本原理配置相關(guān)機(jī)械設(shè)備，采用無(wú)軌裝碴運(yùn)輸方式。

3 新奧法施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

在隧道工程正式施工之前，準(zhǔn)備工作主要包含下述幾方面內(nèi)容：①對(duì)工程施工圖紙進(jìn)行審核；②對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線點(diǎn)等進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)查；③對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行通水與通電等準(zhǔn)備工作；④根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)狀況，合理安裝攪拌站；⑤準(zhǔn)備工程材料與機(jī)械設(shè)備等。

3.2 錨桿施工

從本質(zhì)上分析，錨桿方式基本分為砂漿錨桿與中空注漿錨桿。其中砂漿錨桿的工序是：鉆孔→清理孔洞→灌注→置入桿體→安裝藥卷；而中空注漿錨桿的工序是：鉆孔→清理孔洞→插桿→封口→注漿→密封[2]。當(dāng)構(gòu)建系統(tǒng)錨桿之后，需要結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求選擇鋼筋網(wǎng)具體類(lèi)型，以及確定鋼筋網(wǎng)的間距，結(jié)合支護(hù)圍巖具體狀況進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，具體鋪設(shè)時(shí)間是混凝土施工后。關(guān)于各個(gè)錨桿之間、各個(gè)鋼筋網(wǎng)之間的銜接位置應(yīng)選擇鐵絲等進(jìn)行焊接。此外，噴射鋼筋網(wǎng)階段應(yīng)保證操作連續(xù)、穩(wěn)定，不可發(fā)生搖晃現(xiàn)象。

3.3 洞口開(kāi)挖

隧道工程的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、洞外建筑以及自身構(gòu)造等都會(huì)關(guān)系到洞口路段的開(kāi)挖效果，所以需要綜合考慮各種影響要素確定最佳的開(kāi)挖方式。

針對(duì)洞口地層相對(duì)較好的位置，且圍巖級(jí)別處于III 至IV 范圍之內(nèi)，選擇正臺(tái)階入洞方式，同時(shí)爆裂尺寸需要嚴(yán)格控制在20cm，根據(jù)設(shè)計(jì)要求做好相應(yīng)的防護(hù)處理[3]。

若是圍巖的等級(jí)小于V 級(jí)，選擇分布挖掘入洞方式，其主要包含了環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土方法與中隔壁方法等，但是需要在施工之前按照設(shè)計(jì)要求完成圍巖的加固處理。

針對(duì)偏壓隧道與淺埋，采用的施工方式是“先護(hù)后挖”，首先對(duì)地表進(jìn)行預(yù)加熱，然后對(duì)圍巖進(jìn)行加固處理。

若是地層條件比較差，則選擇套拱入洞方式。

3.4 架設(shè)拱架

套拱段加工選擇的材料是工字鋼。為了能夠保證其初期的有效支護(hù)，避免因拱頂下沉引發(fā)凈空入侵問(wèn)題，應(yīng)該把拱架尺寸擴(kuò)大20cm，詳細(xì)的施工要求見(jiàn)工藝手冊(cè)。

3.5 爆破施工

此隧道工程項(xiàng)目的爆破施工方式選擇的是光面爆破。針對(duì)爆破施工而言，必須綜合考慮開(kāi)挖斷面、爆炸材料以及地質(zhì)條件等情況，而鉆爆設(shè)計(jì)圖需要包含炮眼布局圖與鉆爆參數(shù)表等。此光面爆破部分參數(shù)如下：①硬巖，周邊眼的間距在40cm 至50cm 間，周邊眼抵抗線在50cm 至60cm 間，裝藥集中度在0.15kg/m 至0.25kg/m；②軟質(zhì)巖，周邊眼的間距在35cm 至45cm 間，周邊眼抵抗線在45cm 至60cm 間，裝藥集中度在0.07kg/m 至0.12kg/m。

在具體布局時(shí)，其中周邊眼的布設(shè)必須以隧道開(kāi)挖的輪廓線為準(zhǔn)，保證開(kāi)挖斷面與設(shè)計(jì)安全規(guī)定相契合。針對(duì)硬巖而言，需要在輪廓線中設(shè)置開(kāi)眼；針對(duì)軟巖而言，開(kāi)眼位置可以適當(dāng)?shù)叵騼?nèi)偏移5cm 至10cm，仰拱的底面選擇預(yù)留光爆層方式進(jìn)行爆破。針對(duì)III級(jí)圍巖段中心水溝，必須和隧底光爆層一起爆破成形。此外，輔助眼應(yīng)該布設(shè)在周邊眼與掏槽眼間，具體方式是交錯(cuò)均勻布局，從而保證爆破形成的石塊能夠達(dá)到裝碴要求。

3.6 立模、噴射上半斷面混凝土

選擇長(zhǎng)度是1cm 的吊板完成套拱立模。結(jié)合設(shè)計(jì)基本要求采用濕噴混凝土方式，由上到下進(jìn)行分層噴射，每一層的厚度需要控制在4cm。在混凝土噴射階段，為了能夠嚴(yán)格控制因較大高差而引發(fā)的拱架偏移問(wèn)題，應(yīng)同步進(jìn)行噴射。

3.7 套拱護(hù)頂開(kāi)挖

當(dāng)套拱斷面澆筑施工結(jié)束之后，緊接著就要進(jìn)行洞內(nèi)上斷面的開(kāi)挖。結(jié)合圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)基本要求進(jìn)行上斷面開(kāi)挖施工，而下臺(tái)階開(kāi)挖必須當(dāng)上斷面開(kāi)挖至4cm 后進(jìn)行。

3.8 套拱段下臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)

針對(duì)套拱段臺(tái)階而言，選擇的支護(hù)方式是偏槽方法。在土方開(kāi)挖施工結(jié)束之后，緊接著就要進(jìn)行邊墻混凝土噴射施工，其厚度必須與仰拱厚度相同。最后開(kāi)挖土方石右側(cè)面，選用的開(kāi)挖方式與左側(cè)面開(kāi)挖方式一致。針對(duì)下斷面的施工階段，需要與上斷面開(kāi)挖施工相協(xié)調(diào)，上斷面與下端面的開(kāi)挖距離控制在3m 至5m。其中管柵起初的注漿壓力在0.6MPa 至1.1MPa 間，最終注漿壓力值是2MPa，當(dāng)注漿壓力處在2MPa，而且持續(xù)時(shí)間達(dá)到了10min 之上，就應(yīng)該停止注漿。針對(duì)小導(dǎo)管的注漿壓力必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般在0.6MPa 至1.1MPa 間，當(dāng)注漿壓力處在此范圍且持續(xù)時(shí)間達(dá)到了10min 之上，就應(yīng)該停止注漿。關(guān)于管柵施工設(shè)備應(yīng)選用履帶式潛孔鉆機(jī)。

3.9 濕噴混凝土

濕噴混凝土方式的基本特點(diǎn)是靈活性強(qiáng)、密封性良好、深入等，能夠徹底處理圍巖風(fēng)化問(wèn)題，增強(qiáng)圍巖的支護(hù)效果，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的有效改善。通過(guò)對(duì)圍巖噴射混凝土支護(hù)，能夠提高圍巖的穩(wěn)定性與安全性，提升圍巖加固水平，進(jìn)一步增強(qiáng)巖體的抗剪強(qiáng)度，從而保證隧道安全施工。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)隧道工程項(xiàng)目的施工而言，新奧法已經(jīng)成為一種廣泛應(yīng)用的技術(shù)方法，其能夠保證隧道工程項(xiàng)目的施工安全與質(zhì)量。本文結(jié)合實(shí)際隧道工程項(xiàng)目，深入分析了新奧法施工技術(shù)，從而為類(lèi)似隧道工程施工提供參考依據(jù)。