公路隧道洞口技術(shù)工藝解析

冀文俊

（山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在公路隧道洞口工程項(xiàng)目施工的過(guò)程中，一定的系統(tǒng)性會(huì)使該工程的施工減少諸多因素的影響，對(duì)工程項(xiàng)目施工產(chǎn)生有利作用。對(duì)此，需要在施工過(guò)程中嚴(yán)格要求，認(rèn)真關(guān)注各個(gè)流程，強(qiáng)化項(xiàng)目工程的施工質(zhì)量，使得隧道運(yùn)營(yíng)安全得以保障。通過(guò)對(duì)隧道洞口技術(shù)工藝進(jìn)行解析，希望能夠?yàn)轭?lèi)似的工程在建設(shè)施工中提供有益參考。

1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)工程的整體施工組織設(shè)計(jì)方案，在施工之前，施工建設(shè)單位應(yīng)該采取優(yōu)于大開(kāi)大挖的野蠻施工方法，例如盡量使用“零開(kāi)挖”專(zhuān)項(xiàng)方案。并且考慮實(shí)際情況，根據(jù)施工過(guò)程中采用的施工器械儀器和施工單位等條件對(duì)施工的計(jì)劃、程序以及組織設(shè)計(jì)進(jìn)行合理選擇。為保證貫通誤差在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，因此進(jìn)出口聯(lián)測(cè)工作要在隧道洞口施工前完成。然后進(jìn)行其他的測(cè)量工作，例如測(cè)放進(jìn)洞控制樁、明暗洞交界里程、仰坡開(kāi)挖邊線(xiàn)等，并且建立洞頂沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)。為保障隧道開(kāi)挖施工安全，需要詳細(xì)調(diào)查洞口及附近的地表水系和地下水分布情況，避免對(duì)隧道施工產(chǎn)生影響，并在開(kāi)挖前完成洞頂截水溝的砌筑工作，形成洞口排水系統(tǒng)[1]。

2 洞口邊坡、仰坡的開(kāi)挖和支護(hù)

（1）為確定開(kāi)挖斷面，需要在洞口邊坡、仰坡開(kāi)挖前測(cè)量放樣。根據(jù)預(yù)留變形量的要求，從而確定各控制點(diǎn)的開(kāi)挖深度。在明洞及洞門(mén)段開(kāi)挖，采用自上而下分層進(jìn)行，每段的高度為2 ～3m。除了遇到的個(gè)別孤石和硬質(zhì)巖石采用光面爆破，其余皆用人工配合機(jī)械分層進(jìn)行，且不得擾動(dòng)邊坡，影響邊坡穩(wěn)定。根據(jù)邊坡地形穩(wěn)固程度，可以進(jìn)行臨時(shí)防護(hù)，例如錨噴支護(hù)等。降雨融雪等不利天氣不利于隧道洞門(mén)的開(kāi)挖，因此應(yīng)該避免在此類(lèi)天氣中施工。并且為了防止坡面風(fēng)化而引起水土流失，應(yīng)該做好坡面防護(hù)和原坡面的銜接。

（2）邊坡開(kāi)挖完成后，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇合理的防護(hù)類(lèi)型，進(jìn)行有效的坡面防護(hù)。通常情況下，采用的多為砂漿錨桿和小導(dǎo)管注漿加固、掛鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土支護(hù)等。

（3）根據(jù)設(shè)計(jì)孔深在測(cè)量放樣孔位進(jìn)行機(jī)械鉆孔，并使用高壓空氣清孔。安裝錨桿，確定錨固長(zhǎng)度的工作則需要在成孔后經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行。在進(jìn)行注漿材料的選擇時(shí)，往往采用水泥凈漿漿液進(jìn)行注漿施工，注漿應(yīng)保證砂漿飽滿(mǎn)。鋼筋網(wǎng)片采用的人工掛網(wǎng)應(yīng)該焊接牢固，從而滿(mǎn)足搭接設(shè)計(jì)要求。噴射混凝土應(yīng)該合理安排分層噴射的間隔時(shí)間，確保一次噴射厚度大于骨粒粒徑的2 倍，滿(mǎn)足施工設(shè)計(jì)要求。

3 洞口套拱施工

在具體施工環(huán)節(jié)，按照隧道洞口項(xiàng)目的施工標(biāo)準(zhǔn)做好技術(shù)工藝的管理，并且對(duì)施工過(guò)程的參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，以提高整體施工效果。

（1）棚架（見(jiàn)圖1）、錨固、固結(jié)地層等所起的作用在長(zhǎng)管棚超前預(yù)支護(hù)身上結(jié)合起來(lái)，能夠通過(guò)某些荷載吸收并且傳遞給已經(jīng)封閉的支護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最大限度承壓。而當(dāng)在土質(zhì)疏松的地區(qū)，為達(dá)到圍巖開(kāi)挖穩(wěn)定，減少隧道施工事故發(fā)生，提升土體穩(wěn)定性的目的，一般利用管棚將土體固結(jié)。

圖1 棚架施工方式

（2）鉆孔的正確方向是導(dǎo)管工作的關(guān)鍵，它需要承受較大的硬度考驗(yàn)。在施工前，必須對(duì)套拱基礎(chǔ)的地基承載力進(jìn)行核驗(yàn)，如果承載力不符合標(biāo)準(zhǔn)，需要安裝鋼筋連接的工字鋼拱架來(lái)加固。在工字鋼拱架穩(wěn)定之后，才能進(jìn)行導(dǎo)向管的安裝工作。導(dǎo)向管的設(shè)計(jì)能夠精確控制其位置和角度，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)向管的準(zhǔn)確安裝確保了后續(xù)施工的順利進(jìn)行，為隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性提供了保障[2]。

（3）鉆孔應(yīng)在套拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%之后，方可進(jìn)行。鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行，間隔錯(cuò)開(kāi)施工。鉆進(jìn)過(guò)程應(yīng)檢查孔的角度，以便及時(shí)進(jìn)行糾正，孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，安裝管棚鋼管。管棚鋼管采用熱軋無(wú)縫鋼管，第一節(jié)鋼管應(yīng)做成尖錐狀，起導(dǎo)向和減小摩擦阻力作用。頂管由鉆機(jī)頂進(jìn)，鋼管節(jié)間用絲扣連接。管棚頂?shù)轿缓?，鋼管與導(dǎo)向管間隙用速凝水泥漿堵塞嚴(yán)密，以防漿液冒出。

（4）注漿現(xiàn)場(chǎng)，技術(shù)人員扮演著關(guān)鍵的角色。他們需要認(rèn)真記錄現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間與注漿數(shù)量，并根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整注漿方略。注漿過(guò)程中，漿液主要由水泥制成。當(dāng)注漿達(dá)到預(yù)設(shè)的具體注漿量和注漿壓力要求時(shí)，機(jī)械設(shè)備會(huì)自動(dòng)停止注漿操作。這樣可以確保注漿的準(zhǔn)確性和滿(mǎn)足工程需求。此外，為了增加管棚的剛度，可以使用水泥砂漿灌滿(mǎn)無(wú)縫鋼管，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。在施工過(guò)程中，注漿技術(shù)人員要考慮到工程項(xiàng)目的具體施工要求，嚴(yán)格按照項(xiàng)目的施工計(jì)劃和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。他們需要掌握施工過(guò)程中的技術(shù)要點(diǎn)，合理控制注漿的速度和壓力，確保注漿效果和施工質(zhì)量。此外，還需要與其他施工人員密切配合，確保施工進(jìn)度和質(zhì)量的協(xié)調(diào)一致。

（5）為保證施工結(jié)構(gòu)的完整性，開(kāi)挖隧道洞頂成拱殼狀，達(dá)到降低洞口地表不穩(wěn)定的效果。然后調(diào)和好水與灰的量，待到它們充分混合成質(zhì)量合格的漿，分階段將這些漿從洞口地表注入，這就是全孔注漿技術(shù)，此技術(shù)能夠有效避免地表塌方。由于這種方法施工難度較大，當(dāng)面對(duì)的情況較為復(fù)雜時(shí)，可以采取另一種用漿墻澆筑洞口的方法來(lái)輔助完成作業(yè)，它需要在地上挖出大約2.5m 的深度，加上帷幕注漿法進(jìn)行。最后一步是封閉，即讓施工對(duì)象維持好環(huán)形且向外的狀態(tài)，可以利用混凝土處理好加固工作。各項(xiàng)工作都準(zhǔn)備好后，為了讓施工更具可靠性，小孔被拉上工作面，之后進(jìn)行注漿，使之達(dá)到層層加固的效果。但在其中需要注意的是，小孔的布局要按照一定的規(guī)則，一般長(zhǎng)度大約2.5m 并且以梅花的形狀排列開(kāi)，大多數(shù)施工中優(yōu)先選擇抗拉性更強(qiáng)的玻璃纖維材質(zhì)的錨桿，不易在施工過(guò)程中折斷，以減少不必要的問(wèn)題發(fā)生[3]。

4 洞口施工方法的應(yīng)用

在進(jìn)行公路隧道洞口的施工質(zhì)量控制時(shí)，首先需要全面清理施工現(xiàn)場(chǎng)，確保施工區(qū)域整潔無(wú)障礙。同時(shí)，進(jìn)行施工放樣工作，準(zhǔn)確標(biāo)示出洞口的尺寸和位置。在明確尺寸標(biāo)準(zhǔn)后，使用M7.5漿砌片進(jìn)行墻基的開(kāi)挖，同時(shí)做好砌筑作業(yè)的準(zhǔn)備工作。接下來(lái)，需要明確模板的安裝位置，并進(jìn)行測(cè)量以確保坡度的準(zhǔn)確性。此外，混凝土的強(qiáng)度要求不低于70%，只有在滿(mǎn)足這個(gè)要求的情況下，才能跳過(guò)回填明洞拱頂這一施工環(huán)節(jié)。為了保證分層壓實(shí)工作的順利進(jìn)行，當(dāng)回填高度接近拱頂高度時(shí)，需要特別注意對(duì)稱(chēng)分層夯實(shí)，確保壓實(shí)的厚度低于30cm。在進(jìn)行回填明洞拱頂施工之前，除了做好充分的準(zhǔn)備工作外，還需要實(shí)施完整而嚴(yán)密的防水措施。選擇防水材料，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，確保防水層的完整性和可靠性。在整個(gè)施工過(guò)程中，施工人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，保證施工的準(zhǔn)確性和符合要求。同時(shí)，還需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和質(zhì)量檢驗(yàn)，包括對(duì)混凝土強(qiáng)度、墻基尺寸等進(jìn)行檢測(cè)，以確保施工質(zhì)量的合格性。

5 監(jiān)控量測(cè)

收集不同工期階段的數(shù)據(jù)，勘探工程周?chē)刭|(zhì)狀況，通過(guò)分析巖圍以及初期支護(hù)受力分布狀態(tài)去預(yù)判圍巖變形程度，從而及時(shí)反饋險(xiǎn)情，這是圍巖監(jiān)控量測(cè)起到保障安全、引導(dǎo)施工的重要作用。其中，水平位移量測(cè)、拱頂下沉和拱頂?shù)乇硐鲁烈约皭毫勇范蔚惹闆r需憑借經(jīng)驗(yàn)科學(xué)判斷，之后額外地進(jìn)行洞頂山體勘測(cè)補(bǔ)充。

6 公路隧道洞口施工質(zhì)量控制

（1）在施工前，必須詳細(xì)研讀隧道洞口的設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)規(guī)范和施工方案，確保施工符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范。特別要關(guān)注洞口的幾何尺寸、坡度、傾斜度、彎曲半徑等參數(shù)。對(duì)于洞口的幾何尺寸，包括洞口的寬度、高度和曲線(xiàn)半徑等，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，以保證洞口的通行能力和安全性。此外，坡度和傾斜度也是關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)于陡坡或傾斜地形的洞口，需要采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和施工措施，確保洞口的穩(wěn)定性和可行性[4]。

（2）進(jìn)行充分的地質(zhì)勘察和土質(zhì)分析，了解洞口地質(zhì)條件和土壤特性，以便采取適當(dāng)?shù)氖┕ご胧┖头雷o(hù)措施。地質(zhì)勘察是對(duì)洞口周邊地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和分析，包括地層結(jié)構(gòu)、巖性、地下水位等。通過(guò)地質(zhì)勘察，可以了解地質(zhì)條件的復(fù)雜性，如是否存在巖溶、斷層、地下水涌出等問(wèn)題。土質(zhì)分析則是對(duì)洞口周邊土壤的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，包括土壤的穩(wěn)定性、可塑性、抗剪強(qiáng)度等。根據(jù)地質(zhì)勘察和土質(zhì)分析的結(jié)果，可以采取相應(yīng)的施工措施和防護(hù)措施。對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜的洞口，如存在巖層松散、地下水涌出等問(wèn)題，可能需要采取加固措施，如噴射混凝土、錨桿支護(hù)等，以保證洞口的穩(wěn)定性和安全性。

（3）選擇合適的施工材料和設(shè)備，確保其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，選用適當(dāng)?shù)幕炷敛牧?、鋼筋和支護(hù)材料，使用符合標(biāo)準(zhǔn)的施工設(shè)備和機(jī)械設(shè)備。

（4）按照設(shè)計(jì)要求和施工方案進(jìn)行洞口結(jié)構(gòu)的施工。包括洞口的開(kāi)挖、支護(hù)、噴射混凝土、防水處理等工序。施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制開(kāi)挖尺寸、洞口幾何形狀和傾斜度等參數(shù)，確保洞口結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和符合要求。

（5）對(duì)洞口結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和測(cè)試，確定洞口尺寸、傾斜度、彎曲半徑等的測(cè)量和檢查。洞口結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢驗(yàn)是確保施工符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范的重要環(huán)節(jié)。在施工過(guò)程中，需要進(jìn)行洞口尺寸的測(cè)量和檢查，確保其符合設(shè)計(jì)圖紙中規(guī)定的幾何尺寸要求。同時(shí)，傾斜度和彎曲半徑也需要進(jìn)行測(cè)量和檢查，確保其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

（6）在洞口施工現(xiàn)場(chǎng)要做好管理和安全控制工作。施工現(xiàn)場(chǎng)的管理和安全控制是確保施工順利進(jìn)行和保障工人安全的重要工作。首先，施工人員需要接受相關(guān)的安全培訓(xùn)，了解施工現(xiàn)場(chǎng)的安全規(guī)范和操作規(guī)程，并掌握相關(guān)的防護(hù)知識(shí)和技能，以確保施工人員的安全意識(shí)和安全行為。其次，需要設(shè)立合適的警示標(biāo)志和安全通道，明確施工區(qū)域和非施工區(qū)域，避免人員和車(chē)輛混亂，保證施工現(xiàn)場(chǎng)的秩序和安全[5]。此外，還需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制定安全措施和應(yīng)急預(yù)案，做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制，確保施工過(guò)程中的安全。

7 結(jié)語(yǔ)

綜合以上分析，在公路隧道洞口施工過(guò)程當(dāng)中，想要全面地提高隧道工程的施工效率以及質(zhì)量，要明確隧道洞口技術(shù)的工藝流程，并且在施工階段加強(qiáng)施工過(guò)程的質(zhì)量管理控制，才能夠提高技術(shù)的應(yīng)用效果。通過(guò)上文分析對(duì)公路隧道洞口技術(shù)工藝要點(diǎn)進(jìn)行探討，目的在于推動(dòng)隧道項(xiàng)目的有序開(kāi)展，為我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展提供更多幫助。