公路隧道洞口工程施工技術(shù)研究

摘要：隧道洞口建設(shè)在公路隧道體系中具有極為重要的作用，其質(zhì)量將會(huì)直接決定隧道整體修建水平，與大眾人身財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。如今我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好，公路隧道施工技術(shù)得到了大幅度提升，洞口施工作為公路隧道的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，大眾對(duì)其施工質(zhì)量要求逐漸提高，因此工作人員需要做好研究工作，提高公路隧道洞口施工技術(shù)水平，保障隧道通車(chē)的安全性和可靠性，為我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)穩(wěn)定、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。為此，本文就以茂縣兩河口至紅原壤口段公路隧道工程施工為例，對(duì)其洞口施工技術(shù)進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：公路隧道;洞口工程;施工技術(shù);研究

引言：在我國(guó)現(xiàn)代技術(shù)快速發(fā)展的背景下，我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平得到了大幅度提高，而到公路隧道建設(shè)過(guò)程中隧道洞口施工具有深遠(yuǎn)的決定性因素，是隧道建設(shè)中樞環(huán)節(jié)，能保證隧道工程的安全性。但是由于隧道洞口工程的特殊性，其施工難度較大，并且很容易受到多種因素影響，導(dǎo)致洞口開(kāi)挖出現(xiàn)問(wèn)題，邊坡出現(xiàn)倒塌、偏壓的情況，影響公路隧道施工質(zhì)量。所以建設(shè)單位需要對(duì)其引起重視，根據(jù)不同公路隧道工程特性?xún)?yōu)化洞口工程施工技術(shù)，提高洞口施工技術(shù)水平，為后續(xù)隧道施工奠定基礎(chǔ)，保障我國(guó)公路隧道建設(shè)工程穩(wěn)定發(fā)展。

一、工程概述

該工程位于四川省西北部，屬于高山侵蝕峽谷地貌，其地形結(jié)構(gòu)劇烈，并且山體較高，溝谷較深，隧道位于黑水河右岸，地勢(shì)屬于西北高東北低，隧道最高點(diǎn)為3767米，而最低點(diǎn)為1804米，高度相差1963米。并且隧道橫穿處于突出山脊部位，地形較為簡(jiǎn)單，坡度為35～50度之間，基巖出露情況嚴(yán)重，植被發(fā)育不完善。另外，隧道斷并無(wú)河溝分布，對(duì)于隧道施工影響較小，而隧道進(jìn)出口為302省道，交通較為便利，隧道預(yù)計(jì)全長(zhǎng)855米，其中V級(jí)圍巖315米，IV級(jí)圍巖540米，屬于長(zhǎng)隧道，施工時(shí)施工人員需要對(duì)各類(lèi)因素進(jìn)行綜合考慮，如工期、進(jìn)出口條件，決定采用單向掘進(jìn)方式施工，洞口形式為端墻式。

二、提高公路隧道洞口施工技術(shù)水平的有效措施

1. 做好施工技術(shù)準(zhǔn)備工作

施工技術(shù)作為公路隧道工程施工的重要依據(jù)，建設(shè)單位在進(jìn)行正式施工之前需要做好施工技術(shù)準(zhǔn)備工作，確保后續(xù)施工得以順利運(yùn)行，提高洞口施工水平，減少安全隱患出現(xiàn)的概率。技術(shù)人員需要根據(jù)工程實(shí)際情況對(duì)其爆破以及開(kāi)挖支護(hù)措施明確，確保在出洞期間洞口不會(huì)出現(xiàn)空洞或者倒塌情況，保證工程的安全性，避免在后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中洞口出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，威脅大眾人身財(cái)產(chǎn)安全。首先，技術(shù)人員需要做好地質(zhì)檢驗(yàn)工作，根據(jù)工程實(shí)際情況對(duì)其地質(zhì)情況充分調(diào)研，做好數(shù)據(jù)收集，制作地質(zhì)預(yù)報(bào)表。例如，技術(shù)人員可以在進(jìn)行正式施工之前通過(guò)不同渠道對(duì)子母河隧道相關(guān)資料全方位收集，如實(shí)地調(diào)研、網(wǎng)上查找。技術(shù)人員在制定出口段地質(zhì)預(yù)報(bào)時(shí)需要采用相應(yīng)方式進(jìn)行實(shí)地探測(cè)，如地質(zhì)雷達(dá)，保證探測(cè)的合理性和全面性，讓技術(shù)人員能提前對(duì)隧道施工可能會(huì)出現(xiàn)的安全隱患因素全方位掌握，并制定解決措施，保證后續(xù)施工的安全性和可靠性。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告可以看出該工程圍巖屬于V級(jí)圍巖，并且?guī)r石質(zhì)量屬于中風(fēng)化，千枚狀及薄～中厚層結(jié)構(gòu)性能較差，裂隙處于發(fā)育階段，其形態(tài)較為完整。

由于子母河隧道特殊性，出口段深度較淺，因此技術(shù)人員可以應(yīng)用相應(yīng)軟件對(duì)工程進(jìn)行數(shù)字模擬，本工程技術(shù)人員是使用有限元軟件MIDAS-GTS進(jìn)行作業(yè)，技術(shù)人員能在施工過(guò)程中對(duì)各類(lèi)數(shù)值變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，如隧道變形、圍巖應(yīng)力、支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載力等。技術(shù)人員可以選擇典型斷面作為數(shù)據(jù)模擬基礎(chǔ)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，將各類(lèi)數(shù)據(jù)充分對(duì)比，尋找出應(yīng)力變化規(guī)律。同時(shí)，技術(shù)人員還可以通過(guò)數(shù)據(jù)模擬方式對(duì)支護(hù)效果檢驗(yàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)模擬可以看出為掩蓋施工階段，變形程度較小，其支護(hù)效果良好。需要注意的是，由于圍巖應(yīng)力釋放過(guò)程較為緩慢，技術(shù)人員在施工過(guò)程中需要做好現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作，根據(jù)工程實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)全方位收集，了解不同階段下圍巖變化，根據(jù)其變化制定施工方案，保證方案的科學(xué)性和完整性。

2. 保護(hù)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境

隧道洞口在施工過(guò)程中會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生破壞，因此施工單位需要做好環(huán)境保護(hù)工程，降低施工過(guò)程環(huán)境破壞的概率，施工人員可以使用邊坡防護(hù)或者排水方式來(lái)保護(hù)工程。除此以外，技術(shù)人員需要在進(jìn)洞施工時(shí)采取相應(yīng)措施，避免洞口出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題，如濕土法、通風(fēng)排塵、清理有害氣體等，另外，由于隧道工程施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物，管理人員需要加大廢渣處理力度，尤其是在大型隧道工程，技術(shù)人員可以將壓力承載標(biāo)準(zhǔn)降低，在保障施工質(zhì)量的同時(shí)將我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念全面落實(shí)，做好生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程。隧道工程在施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢棄水，而廢棄水如果排除不得當(dāng)也會(huì)對(duì)周?chē)Y源產(chǎn)生影響，威脅大眾人身財(cái)產(chǎn)安全，所以技術(shù)人員需要做好排水工作，可以在洞口周?chē)O(shè)置沉沙池，讓廢水得到凈化，保證排出的廢水符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。例如，在進(jìn)行該工程時(shí)技術(shù)人員可以將洞外邊坡以及仰坡外各溝渠進(jìn)行組合，形成排水系統(tǒng)，如截水溝、排水溝、洞口排水溝、涵管等，讓排水系統(tǒng)符合工程需求。技術(shù)人員在對(duì)截水溝或者排水溝施工時(shí)需要在土石方開(kāi)挖之前完成，避免在后續(xù)施工時(shí)導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)塌方情況，同時(shí)截水溝與排水溝進(jìn)水口還需要低于原地面并做好地面銜接工作，讓出口能與排水系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合。另外，由于該工程山體較多，施工人員還需要對(duì)其他山體表面處理，但是在處理時(shí)不能使用土石方，避免土石方塌方堵塞排水溝渠，導(dǎo)致洞口施工質(zhì)量下降，影響施工安全性和可靠性。

3. 邊坡、仰坡加固防護(hù)

邊坡、仰坡加固防護(hù)作為隧道工程施工基礎(chǔ)，加固技術(shù)將會(huì)直接決定隧道洞口施工質(zhì)量，因此工作人員需要引起重視。目前我國(guó)邊仰坡加固施工技術(shù)主要分為錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)施工兩種方式，在進(jìn)行開(kāi)挖之前施工人員需要做好調(diào)研工作，處理洞口危石，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定錨桿鋪設(shè)方案，保證錨桿鋪設(shè)的科學(xué)性和完善性，施工人員在施工時(shí)可以利用φ22砂漿錨桿進(jìn)行輔助作業(yè)，嚴(yán)格控制其距離，控制到1.5米左右即可，并且要按照梅花形方式來(lái)布置。而鋼筋網(wǎng)片是采用φ8@30規(guī)格，施工人員在正式鋪設(shè)之前需要在巖面鋪設(shè)混凝土，保證鋼筋網(wǎng)與巖面的緊密性，避免在后續(xù)安裝過(guò)程中鋼筋網(wǎng)片出現(xiàn)脫落情況，影響加固防護(hù)質(zhì)量。安裝完以后工作人員需要控制噴射間隙，控制到20毫米到30毫米即可。施工人員需要對(duì)混凝土厚度嚴(yán)格把控，盡量將厚度控制到10厘米左右，而在進(jìn)行噴砼之前工作人員要做好坡面清理工作，可以使用高壓風(fēng)來(lái)對(duì)雜質(zhì)清洗，還需要使用濕噴技術(shù)對(duì)噴射混凝土，保證混凝土整體性符合施工標(biāo)準(zhǔn)，提高邊仰坡防護(hù)效果，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

4. 洞口開(kāi)挖技術(shù)

由于該工程所處區(qū)域雨水較多，施工人員在開(kāi)挖時(shí)需要做好天氣檢測(cè)工作，盡量將降雨期回避，由于該工程的特殊性，施工人員開(kāi)挖時(shí)需要采用明挖法來(lái)施工，按照逐層開(kāi)挖方式施工，如自上到，下不可以出現(xiàn)掏底開(kāi)挖或者上下同疊方式，開(kāi)挖工作完成以后，檢測(cè)人員需要檢驗(yàn)坡面成型狀態(tài)，判斷質(zhì)量是否符合工程需求，如果質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，工作人員需要做好臨時(shí)防護(hù)工作，保證坡面的平順度和穩(wěn)定性。施工人員可以在正式施工之前做好調(diào)研工作，制定開(kāi)挖方案，避免出現(xiàn)免超、欠挖的情況，導(dǎo)致坡面性能下降。同時(shí)，施工人員還需要使用松動(dòng)控制方式爆破拉槽，而在邊仰坡預(yù)留光爆層施工時(shí)需要使用光面爆破方式作業(yè)，爆破時(shí)施工人員要嚴(yán)格按照規(guī)章制度掌握各類(lèi)參數(shù)，如布眼、裝藥數(shù)量，避免出現(xiàn)違章超量現(xiàn)象，導(dǎo)致爆破工作質(zhì)量下降，影響后續(xù)施工。通常情況下，當(dāng)爆破以后巖石會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)情況，產(chǎn)生危石，工作人員需要做好危石清理工作，避免在后續(xù)施工時(shí)危石倒塌，影響洞口施工的安全性和可靠性。

另外，在洞口施工時(shí)工作人員采用反壓暗挖方式施工時(shí)需要做好偏壓側(cè)墻以及反壓護(hù)拱工質(zhì)量控制工作，偏壓側(cè)墻作為基礎(chǔ)開(kāi)挖工序，施工人員要控制基底核載力，不能小于0.3千帕，并且需要根據(jù)施工實(shí)際情況換填處理，可以使用C15混凝土換填，并將尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證換填工作的合理性和科學(xué)性。換填工作完成以后，施工人員才能進(jìn)行基礎(chǔ)和墻身施工，讓其里程方向能與坡面結(jié)合，保證坡體的安全性。而在進(jìn)行反壓護(hù)拱施工時(shí)，施工人員需要使用I18型鋼鋼架施工，嚴(yán)格控制距離，控制在0.6m/榀，由于該工程左側(cè)坡面較為特殊，施工人員需要在拱架左側(cè)坡面上鑿除連接平臺(tái)，讓錨桿能與拱架緊密結(jié)合，提高平臺(tái)的穩(wěn)定性。同時(shí)，施工人員需要采用長(zhǎng)度為4米Φ25藥卷錨桿形成鎖腳錨桿并用U型筋焊接，保證拱架受力均勻性，而在拱架右側(cè)施工人員需要將其與平臺(tái)連接，保證工作人員落腳的穩(wěn)定性，避免在后續(xù)施工時(shí)出現(xiàn)安全隱患問(wèn)題，施工人員可以提前在混凝土上預(yù)埋工字鋼或者連接板，讓拱架能與連接板螺栓形成緊密聯(lián)系，確保拱架受力強(qiáng)度符合施工標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，公路隧道作為我國(guó)公路運(yùn)輸行業(yè)的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，其洞口施工質(zhì)量會(huì)直接決定公路隧道建設(shè)水平，與大眾出行的安全性息息相關(guān)，因此工作人員需要做好總結(jié)，對(duì)洞口施工過(guò)程中的問(wèn)題全方位收集，根據(jù)問(wèn)題制定解決措施，提高隧道洞口施工技術(shù)水平，讓我國(guó)公路隧道建設(shè)工程能得到大幅度提升，保障我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提升提供動(dòng)力，保證大眾人身財(cái)產(chǎn)安全。

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作者簡(jiǎn)介：王永磊（1989.12-），男，漢，河南人，本科，學(xué)士學(xué)位，中級(jí)工程師，主要研究方向：公路工程建設(shè)。