淺埋暗挖技術(shù)在公路隧道工程中的應(yīng)用

張 翼，王宏甲，袁 勇

中國(guó)建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000

公路工程在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家建設(shè)中發(fā)揮著極其重要的促進(jìn)作用，部分地區(qū)的公路建設(shè)項(xiàng)目需要開(kāi)展隧道工程施工作業(yè)，隧道施工由于是在山體或是地下進(jìn)行，具有較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)施工技術(shù)、工程質(zhì)量和施工安全的要求非常高，在隧道工程施工中，對(duì)淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用比較普遍，針對(duì)該技術(shù)的基本特征和具體應(yīng)用進(jìn)行全面分析研究，對(duì)于公路隧道施工極具現(xiàn)實(shí)意義。

1 淺埋暗挖技術(shù)概述

淺埋暗挖技術(shù)是一種隧道挖掘方法，該方法能夠避免破壞施工現(xiàn)場(chǎng)的土層，先將隧道結(jié)構(gòu)設(shè)置在埋深較淺的位置，然后通過(guò)各種不同類(lèi)型的隧道挖掘的方法進(jìn)行挖掘。在應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行挖掘時(shí)能夠有效降低對(duì)周邊環(huán)境的污染，這種挖掘方法大多應(yīng)用于建造地下隧道，能夠針對(duì)各種不同尺寸類(lèi)型及斷面的隧道進(jìn)行施工。

在大多數(shù)隧道挖掘過(guò)程中，施工建設(shè)都會(huì)對(duì)地層造成一定的損傷，為了避免這種損傷，在進(jìn)行淺埋暗挖技術(shù)時(shí)應(yīng)設(shè)立有效的支護(hù)，并加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的排水工作，同時(shí)做好隧道挖掘中最重要的灌漿操作施工。在進(jìn)行地下隧道土層開(kāi)挖的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)開(kāi)挖的土層需要一定的周期才能夠恢復(fù)其本身的穩(wěn)定性，因此需要對(duì)土層進(jìn)行支護(hù)補(bǔ)充輔助，以實(shí)現(xiàn)前期的穩(wěn)定性。在對(duì)支護(hù)工作開(kāi)展施工時(shí)，其主要目的是保障土體的穩(wěn)定性，有效避免出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，并且能夠?qū)Ρ”趪鷰r起到保護(hù)作用。

在通過(guò)淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行單側(cè)或雙側(cè)臂的隧道挖掘過(guò)程中，還需要運(yùn)用臺(tái)階開(kāi)挖的方法以輔助實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的提升。在進(jìn)行淺埋暗挖技術(shù)施工過(guò)程中，可以通過(guò)全程監(jiān)控的動(dòng)態(tài)監(jiān)控手段對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控。隨著公路建設(shè)行業(yè)的水平提升，當(dāng)前不少隧道能夠應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)工程施工全過(guò)程進(jìn)行體系化監(jiān)控。

2 淺埋暗挖技術(shù)在公路隧道工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

隧道施工是否能夠?qū)崿F(xiàn)最初的設(shè)計(jì)效果受到許多因素的影響，如施工現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)挖方式、施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)形態(tài)和水文條件都會(huì)對(duì)施工效果產(chǎn)生影響。隨著我國(guó)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)認(rèn)識(shí)程度逐漸加深，近年來(lái)與隧道施工相關(guān)的各種施工過(guò)程對(duì)于生態(tài)影響的關(guān)注有了較大的提升，在進(jìn)行隧道施工之前，應(yīng)評(píng)估隧道施工可能對(duì)周邊生態(tài)產(chǎn)生的影響。淺埋暗挖技術(shù)也能夠有效預(yù)防隧道開(kāi)發(fā)過(guò)程中所出現(xiàn)的坍塌問(wèn)題，這是隧道工程施工的安全保障前提。在具體的淺埋暗挖技術(shù)施工過(guò)程中其技術(shù)重點(diǎn)包含以下方面。

2.1 妥善開(kāi)挖隧道

在正式進(jìn)行隧道開(kāi)挖前，要對(duì)待開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。特別是山嶺隧道，因其復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，相關(guān)人員需要在開(kāi)發(fā)前做好地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，通過(guò)在開(kāi)發(fā)區(qū)域進(jìn)行探測(cè)孔打孔工作來(lái)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)探測(cè)。在進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中，地質(zhì)探測(cè)孔與開(kāi)挖進(jìn)度保持一致。因開(kāi)挖進(jìn)尺有一定的循環(huán)性，要綜合考慮開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各個(gè)要素，以確定鋼格珊的距離。如隧道的開(kāi)發(fā)過(guò)程正好在雨季周期內(nèi)建造，在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中應(yīng)對(duì)雨季可能帶來(lái)的影響進(jìn)行考量，通過(guò)降低開(kāi)發(fā)間距保證工程不會(huì)受到雨季影響。如果遇到和比較小的路面隧道建設(shè)，應(yīng)適當(dāng)增加間距。

2.2 設(shè)置全方位的隧道支護(hù)

在隧道挖掘過(guò)程中通常會(huì)將隧道分為臨時(shí)性支護(hù)、初期性支護(hù)及超前支護(hù)三類(lèi)。臨時(shí)性支護(hù)指采用型鋼作為支護(hù)介質(zhì)來(lái)完成支護(hù)，對(duì)于臨時(shí)性隧道，一般通過(guò)仰拱的方式完成。通過(guò)在支護(hù)點(diǎn)設(shè)置臨時(shí)支護(hù)，對(duì)格柵鋼架進(jìn)行有效的控制，在各個(gè)不同的連接點(diǎn)進(jìn)行有效連接的前提下，使得支護(hù)能夠形成閉合性的臨時(shí)受力系統(tǒng)。對(duì)于超前支護(hù)通常要在土方開(kāi)挖結(jié)束之前進(jìn)行設(shè)置，超前支護(hù)的工程重點(diǎn)在于外插鉆孔角度，在具體的超前支護(hù)類(lèi)型中通常包含大管棚和小導(dǎo)管兩種支護(hù)方法。一般在進(jìn)行隧道初期支護(hù)時(shí)多采用注漿錨管、格柵鋼筋或鋼網(wǎng)片完成支護(hù)施工。在開(kāi)展支護(hù)施工的過(guò)程中，要針對(duì)格柵鋼筋等支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的定位，并保證注漿錨等部位的銜接緊密性。

2.3 運(yùn)用防水措施處理隧道襯砌

在對(duì)隧道襯砌進(jìn)行施工的過(guò)程中，應(yīng)做好防水處理工作，分層次進(jìn)行，特別是對(duì)于隧道襯砌的基面部分要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行防水處理。通過(guò)對(duì)基面的有效處理，使基面的平整度得到有效提升。與此同時(shí)，要對(duì)錨固尾部與鋼筋外部的問(wèn)題進(jìn)行有效解決。在鋪設(shè)防水卷材的過(guò)程中，要嚴(yán)格執(zhí)行防水卷材的鋪設(shè)工藝要求，保證防水墊圈處于正確的位置，以及在鋪設(shè)防水卷材時(shí)不會(huì)出現(xiàn)防水漏洞。在完成防水卷材的鋪設(shè)及檢測(cè)后，進(jìn)行鋼筋綁扎與其他相關(guān)工藝的施工過(guò)程，通常會(huì)采用混合性的稀釋物質(zhì)來(lái)進(jìn)行巖面線(xiàn)的處理，鋪設(shè)厚度不超過(guò)5cm。在進(jìn)行變強(qiáng)處理的過(guò)程中，要保證保護(hù)板的防水性，并進(jìn)行臨時(shí)性保護(hù)板的安置工作，避免對(duì)防水建材產(chǎn)生破壞作用。除此之外，還應(yīng)安裝外層的鋼筋網(wǎng)并進(jìn)行良好的焊接，以保證其具備一定的穩(wěn)固性。

2.4 澆筑二次襯砌

在進(jìn)行二次襯砌修建過(guò)程中，通常采用澆筑方法保證二次襯砌的穩(wěn)定性，澆筑采用混凝土澆筑，這樣能夠有效解決隧道仰拱及頂拱之間的分界線(xiàn)問(wèn)題，在處理這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，應(yīng)縮短進(jìn)行仰拱邊墻的澆筑時(shí)間。完成邊墻的修建過(guò)程后，就要進(jìn)行抹面施工，嚴(yán)格控制二次襯砌所需要的混凝土運(yùn)輸距離。

2.5 仰拱襯砌施工

在對(duì)襯砌及仰拱進(jìn)行施工的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工要求進(jìn)行施工，選擇C35混凝土，具體施工過(guò)程中應(yīng)注意的要點(diǎn)如下。

（1）在對(duì)隧道底部進(jìn)行挖掘的過(guò)程中，應(yīng)采用全幅分段的方式進(jìn)行施工，設(shè)置仰拱棧橋，循環(huán)開(kāi)挖長(zhǎng)度依照3～4榀范圍進(jìn)行施工。

（2）完成隧道底部挖掘工作后，應(yīng)對(duì)隧道內(nèi)部進(jìn)行清理，完成清理工作后在隧道內(nèi)噴射厚度為4～6cm的混凝土，噴射混凝土的目的是有效封閉延長(zhǎng)表面的空隙。

（3）在進(jìn)行仰拱施工之前，應(yīng)首先完成拱墻襯砌施工，保證在全幅范圍內(nèi)進(jìn)行不同長(zhǎng)度的澆筑，且澆筑后的仰拱沒(méi)有明顯的縫隙，提高一次成型度。針對(duì)變形縫和施工縫，應(yīng)按照施工要求設(shè)置止水帶，仰拱完成施工后要保證其表面平整無(wú)積水。

（4）在對(duì)仰拱進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，要保證之前澆筑的混凝土實(shí)現(xiàn)凝結(jié)后才能再次進(jìn)行澆筑，澆筑前首先應(yīng)對(duì)仰拱表面上的雜物及積水進(jìn)行有效的清理，澆筑過(guò)程中應(yīng)保持澆筑的連續(xù)性，還要對(duì)還未凝結(jié)的仰拱進(jìn)行保護(hù)，避免出現(xiàn)踩踏的情況。除此之外，要保證仰拱的表面坡度符合施工設(shè)計(jì)要求，且具備一定的排水性能。

（5）在進(jìn)行仰拱的施工過(guò)程中，應(yīng)保證仰拱可開(kāi)發(fā)面的有效距離，有時(shí)需要仰拱連接至臺(tái)階處，并保證襯砌能夠和掌子面能夠進(jìn)行充分的連接。

2.6 對(duì)隧道施工過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)控測(cè)量

在進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量的過(guò)程中，應(yīng)采用信息化技術(shù)，通過(guò)對(duì)圍巖的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，分析所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，以此保證施工安全。在進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量時(shí)，通常會(huì)進(jìn)行地表測(cè)量，其測(cè)量方法是沿著隧道的中軸線(xiàn)移門(mén)每隔5m設(shè)置1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，通過(guò)觀測(cè)點(diǎn)對(duì)隧道中的淺埋地表情況進(jìn)行測(cè)量，這些測(cè)量數(shù)據(jù)能夠使施工過(guò)程中產(chǎn)生的各類(lèi)安全隱患得到有效的控制。此外，還會(huì)對(duì)拱頂下沉及洞內(nèi)的周邊位移進(jìn)行觀測(cè)，這種觀測(cè)方法主要是監(jiān)測(cè)隧道的穩(wěn)定性，監(jiān)測(cè)方法同樣是每隔5m設(shè)置測(cè)量斷面，并在車(chē)輛斷面的拱頂及墻角上部1m的位置安裝測(cè)點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀觀測(cè)隧道拱頂?shù)南陆登闆r，并通過(guò)收斂?jī)x對(duì)側(cè)壁進(jìn)行位移測(cè)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

總體而言，公路隧道工程施工質(zhì)量在一定程度上取決于施工技術(shù)應(yīng)用的合理性與科學(xué)性。在公路隧道工程施工建設(shè)過(guò)程中，可借助淺埋暗挖技術(shù)的安全性及靈活性等諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在保證隧道工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上節(jié)約施工成本。為了進(jìn)一步提升公路隧道施工水平，相關(guān)研究人員仍需針對(duì)淺埋暗挖技術(shù)及其具體應(yīng)用進(jìn)行更加深入的分析。