高速公路隧道工程施工測量與施工技術研究

郭凱敏

（中鐵十六局集團路橋工程有限公司，北京 101500）

京昆高速石家莊至冀晉界公路LJ-12標項目在落實期間的重點工程項目有路基、橋涵、隧道。其中隧道工程的作業(yè)項目眾多，該項目部采取多方保證措施，分別從管理、工藝、人員、設備、材料等方面加以全面分析與跟進，盡可能地減少主客觀因素對工程建設帶來的負面影響，維護工程建設質(zhì)量。此外，針對特殊天氣、不良地段等采取應急性質(zhì)控措施，試圖提升工程建設力度，提升作業(yè)測量精準程度。

1 工程概況

該工程起于京昆高速公路，試圖將其與曲陽橋相互貫通，路線總計65km，設計方向為東北、西南，工程經(jīng)過區(qū)域以石家莊為主，沿線總計8個城鎮(zhèn)、1個井陘礦區(qū)。工程起點里程設定在K62+480，終點設定在K65+210，里程總長度為2.731km，采取全封閉作業(yè)方式，以全立交工程建設標準為參照。

2 施工測量與技術

2.1 總體作業(yè)方案

該工程中隧道項目有4個分區(qū)，分別為小裕隧道，達柯1號、2號隧道及神水泉隧道。隧道建設方式均為左右線形式，規(guī)格范圍在300～625m。隧道作業(yè)工藝總體規(guī)劃為明洞區(qū)間工程，作業(yè)工藝以明挖法為主；其余工程均以新奧法為作業(yè)工藝。由此擬定作業(yè)方案如下：

（1）明洞作業(yè)區(qū)間，應采取垂直作業(yè)方式，作業(yè)期間關注防護措施。（2）依據(jù)圍巖等級各區(qū)間的實際狀態(tài)，作業(yè)方式為雙側(cè)壁導坑法。（3）洞室作業(yè)依據(jù)圖紙設計內(nèi)容，保障作業(yè)一次成型。（4）設定地測勘測小組，及時獲取作業(yè)區(qū)的地層巖性，針對異常情況給予有效響應措施，保障工程建設的有序性[1]。（5）采用新奧法作業(yè)工藝流程，如圖1所示。

2.2 施工測量

圖1 新奧法施工流程圖

（1）隧道施工測量。隧道作業(yè)測量項目有控制、作業(yè)、竣工三類。①控制測量。作業(yè)前期，針對交接導線網(wǎng)點、水準基點等項目開展復核測量流程，復核導線點位置相關參數(shù)的準確性，將測量結(jié)果予以計算分析，確定參數(shù)準確，將其作為作業(yè)控制點位。②作業(yè)測量。洞口測量：準確計算洞口相關參數(shù)的正確性，比如開挖邊線的坐標，借助附合導線與洞口相關坐標相互之間的關系，應用全站儀控制洞口開挖程度；洞身測量：參照隧道設計文件，準確計算百米樁相關參數(shù)，包括坐標與結(jié)構規(guī)格，以10m為單位，編制標高表，為隧道工程建設提供數(shù)據(jù)參考資料。③竣工測量。在測量復核基礎上，開展中線控制基樁的測量操作，以200m為單位，在曲線起止位置分別增設基樁，基樁為混凝土材質(zhì)；隧道以直線距離為參考，50m為設計單位，曲線以20m為單位；基樁設立完成時，在隧道墻繪制相應標志；洞內(nèi)高程點在復核期間，以km為單位，逐一埋設，不足1km的區(qū)段，以1km為計設立一個基樁。

測量與分析的各類數(shù)據(jù)，應采取真實記錄、準確標注方式，數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，保證記載數(shù)據(jù)與作業(yè)現(xiàn)場具有一致性。

（2）監(jiān)控量測。監(jiān)控量測是新奧法作業(yè)工藝的核心技術，借助現(xiàn)場監(jiān)測程序，為圍巖、支護等工程提供力學動態(tài)與穩(wěn)定性的保障，繼而依據(jù)圍巖實際變化開展優(yōu)化設計，保障作業(yè)方案與實際工程建設的適用性，維護作業(yè)安全。監(jiān)控量測的作業(yè)目標在于安全作業(yè)，節(jié)約成本，減少事故發(fā)生。監(jiān)控量測項目有洞內(nèi)地質(zhì)、支護情況等，量測方法為觀察與地質(zhì)羅盤，測點設在支護完成時，測量頻率以15d、1個自然月、3個月、半年為時間點。拱頂下沉量測（拱頂沉降量測布設圖如圖2所示）借助精密水準儀完成，斷面量測單位最大值為50m，每斷面設立3個量測點位，量測頻率為每天1次。地表下沉借助水平儀完成量測，測量點位確定方式與拱頂下沉量測一致，測量頻率依據(jù)作業(yè)面與量測面之間的間距數(shù)值，若間距不大于30m，1d/次；若間距不大于60m，2d/次；若間距不大于80m，7d/次。此外，圍巖內(nèi)容、支護等項目均采用適用性量測方法，以保障工程建設的有序性[2]。

圖2 拱頂沉降量測布設圖

2.3 施工技術

（1）洞口、明洞作業(yè)。洞口、明洞作業(yè)期間，應在洞頂位置鋪設截水溝，保障洞口排水能力，繼而采取分層形式開展噴錨防護措施，維護山體穩(wěn)定性。洞口土石方的作業(yè)工藝以人工+機械作業(yè)方式為主，采取淺孔爆破形式，工藝原則為少藥量、高循環(huán)。在施工時應注意，作業(yè)行為應符合圖紙的相關規(guī)范內(nèi)容，以垂直向下的形式開挖，線孔爆破形式，有助于減少原地層松動的可能性；作業(yè)區(qū)應清除浮石與危石，對凸凹位置采取整修措施；洞門作業(yè)應結(jié)合地層穩(wěn)定性開展開挖作業(yè)。

（2）洞身作業(yè)。該工程中，圍巖等級有三種，分別為Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級，圍巖屬性分別為2441m、995m、629m。圍巖等級具有差異性，相應作業(yè)開挖形式存在區(qū)別。①Ⅴ級圍巖的作業(yè)方法：工藝為雙側(cè)壁導坑法，循環(huán)規(guī)格0.8，單日循環(huán)3次，單日作業(yè)2.4m，單月作業(yè)60m。②Ⅳ級圍巖的作業(yè)方法：工藝為預留核心土臺階，循環(huán)規(guī)格1.2，單日循環(huán)3次，單日作業(yè)3.6m，單月作業(yè)100m。③Ⅲ級圍巖的作業(yè)方法：工藝為臺階法，循環(huán)規(guī)格2，單日循環(huán)2次，單日作業(yè)4m，單月作業(yè)120m。

（3）支護。隧道開挖作業(yè)完成時，結(jié)合圍巖等級的差異，及時依據(jù)作業(yè)設計開展支護工藝，保障圍巖自承力的規(guī)范性。支護工程的作業(yè)形式以噴錨、掛設鋼筋網(wǎng)兩個工藝相結(jié)合形成初期支護主體，如若地質(zhì)條件不佳，應架設型鋼鋼架，增強支護效果。該工程中，結(jié)合地質(zhì)的實際勘察結(jié)果，工程方與監(jiān)理工程師建立了良好溝通模式，科學確定了作業(yè)工藝，有效調(diào)整了初期支護的各項參數(shù)，最終保障了作業(yè)質(zhì)量。

支護工程中，作業(yè)工序有噴射混凝土、砂漿錨桿、中空注漿錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架。其中鋼筋網(wǎng)作業(yè)的具體流程如下：制作網(wǎng)片，將半成品網(wǎng)片良好拼接，提升掛網(wǎng)效率；依據(jù)網(wǎng)片規(guī)格、錨桿布置的具體情況，網(wǎng)片重量應不大于50kg，并為其配置帶鉤，便于掛設；掛網(wǎng)期間，應保障網(wǎng)片與巖面連接的穩(wěn)定性，提升鋪設的平整性，網(wǎng)片搭接長度應大于規(guī)范數(shù)值；掛網(wǎng)完成時，焊接網(wǎng)片與鋼筋、錨桿頭，使其形成牢固狀態(tài)，防止網(wǎng)片晃動，提升支護作業(yè)效果。

（4）防排水。防排水作業(yè)的設計理念為防、排、截、堵四工序相結(jié)合，以因地制宜為作業(yè)理念，開展全面治理與防護工序，達成防水目標，保障工程排水通暢性。作業(yè)期間應依據(jù)作業(yè)設計與相關規(guī)范內(nèi)容綜合開展排水盲管、無紡布等程序。環(huán)向盲管安裝方式如下：在噴射完成的混凝土表面，給予劃線定位操作，以線位布設為作業(yè)原則，依據(jù)洞壁實際情況加以調(diào)整，主要參看洞壁的滲水問題，盡可能地在噴射位置布設線位，保障線位順利通過出水位置。沿線布設的材料選擇為PE板窄條（規(guī)格為8cm×20cm）、水泥鋼釘。將環(huán)向盲管作業(yè)于初噴混凝土的表層位置，保障鋼釘間距在30～50m范圍內(nèi)[3]。

（5）隧道仰拱。該工程中，隧道仰拱作業(yè)程序分為開挖與支護兩部分。開挖程序應嚴格遵守設計文件的相關要求，Ⅳ類及以上圍巖的作業(yè)規(guī)范為地段長度最大值為10m。如若圍巖條件良好，其地段長度最大值應控制在15m以下。支護工藝應全面測量基地位置的相關參數(shù)，比如標高，以保障其作業(yè)的規(guī)范性。在支護期間，應完整清除基坑內(nèi)雜物，為作業(yè)提供便利條件。如若坑穴較大，應選擇C20片石砼予以回填，提升支護工藝的作業(yè)效果，保障隧道工程建設質(zhì)量[4]。

3 結(jié)束語

綜上所述，隧道工程中，作業(yè)測量與施工工藝兩個項目較為關鍵，測量數(shù)值的精準性是保障隧道作業(yè)質(zhì)量的關鍵因素，作業(yè)工藝的科學選擇直接關乎工程建設的社會與經(jīng)濟雙重效益。為此，相關單位開展工程建設期間，應科學開展作業(yè)測量、工藝確定與實施等項目，保障工程建設的有序性，減少經(jīng)濟損失事件的發(fā)生[5]。