三車道大斷面淺埋隧道施工技術(shù)分析

俞樹榮

（甘肅新科建工監(jiān)理咨詢有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

隨著我國高速公路的快速發(fā)展及交通流量的持續(xù)增長(zhǎng)，隧道建設(shè)進(jìn)入了“大斷面”新時(shí)代。大斷面淺埋隧道具有隧道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和較大的斷面，施工過程中需要采用特定的技術(shù)和方法進(jìn)行施工。為了確保隧道施工的安全、穩(wěn)定和高質(zhì)量，采取合理的施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施至關(guān)重要。加強(qiáng)三車道大斷面淺埋隧道施工技術(shù)研究分析，有助于總結(jié)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)此類技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，為提高隧道工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量作出更大的貢獻(xiàn)。

1 三車道大斷面淺埋隧道的特點(diǎn)

三車道大斷面淺埋隧道是一種用于高速公路交通的隧道結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于具有較大的斷面和足夠的寬度，能夠容納三個(gè)車道的交通流量。以下是三車道大斷面淺埋隧道的主要特點(diǎn)。

一是斷面尺寸大。三車道大斷面淺埋隧道通常具有較大的斷面尺寸，能夠適應(yīng)大量車輛的通行需求。其斷面寬度通常在18m 以上，高度在7m 以上，可確保車輛在隧道內(nèi)安全通行，并提供充足的空間用于設(shè)備安裝和維護(hù)。

二是有足夠的通行能力。作為高速公路建設(shè)的重要組成部分，三車道大斷面淺埋隧道具有較高的通行能力，能夠容納更多車流量，減少交通擁堵和延誤，提高道路通行效率[1]。

三是淺埋施工。相比于深埋隧道，三車道大斷面淺埋隧道施工通常在洞口較淺的埋深范圍內(nèi)進(jìn)行。

四是多功能性。三車道大斷面淺埋隧道不僅可用于車輛通行，在城市交通中還可以用于人行道、自行車道和其他交通設(shè)施通道，能夠提供綜合的交通服務(wù)，滿足多樣化交通需求。

2 三車道大斷面淺埋隧道施工技術(shù)的作用

首先，在公路工程項(xiàng)目建設(shè)中，合理應(yīng)用三車道大斷面淺埋隧道施工技術(shù)，采用現(xiàn)代化設(shè)備和技術(shù)，如隧道掘進(jìn)機(jī)、拱架安裝機(jī)、預(yù)制構(gòu)件等，能夠顯著提高施工速度。

其次，提高工程質(zhì)量[2]。三車道大斷面淺埋隧道施工技術(shù)需要配合使用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)技術(shù)，對(duì)施工過程和隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，保證工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

最后，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。淺埋施工能夠降低對(duì)地下水位、地質(zhì)層和地下設(shè)施的干擾，減少土方開挖量和土方回填量，減輕對(duì)周邊環(huán)境的破壞。在施工過程中還會(huì)輔以環(huán)境保護(hù)措施，如噪聲、振動(dòng)和塵?？刂频龋蓽p少對(duì)周圍居民生產(chǎn)生活和生態(tài)環(huán)境的影響[3]。

3 三車道大斷面淺埋隧道施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 前期準(zhǔn)備工作

前期準(zhǔn)備工作是三車道大斷面淺埋隧道施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到工程總體施工質(zhì)量。前期準(zhǔn)備中，要做好如下工作：

第一，需要做好實(shí)地勘察，收集工程項(xiàng)目相關(guān)資料，進(jìn)行詳盡的工程可行性研究，包括地質(zhì)條件評(píng)估、地下水位分析等。通過分析地質(zhì)條件和水文地質(zhì)特征，評(píng)估隧道施工的可行性和風(fēng)險(xiǎn)性，為后續(xù)施工提供依據(jù)[4]。

第二，在獲取可靠、完整的數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程可行性研究結(jié)果，制訂合理的施工方案。施工方案包括施工工序、施工方法、土方開挖與支護(hù)方案、隧道內(nèi)設(shè)備安裝方案、施工時(shí)間計(jì)劃等內(nèi)容。

第三，工程項(xiàng)目施工會(huì)占用大量土地，如果需要征收土地用于隧道施工，則應(yīng)按照相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行土地征收工作[5]。

第四，根據(jù)施工要求，組建專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)，包括工程師、技術(shù)人員和施工人員，確保團(tuán)隊(duì)成員具備相關(guān)的技能和經(jīng)驗(yàn)，能夠勝任各項(xiàng)施工任務(wù)。

第五，根據(jù)施工方案，采購適當(dāng)?shù)氖┕ぴO(shè)備和材料。確保設(shè)備符合技術(shù)要求，并對(duì)其進(jìn)行必要的維護(hù)和保養(yǎng)，材料采購應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

第六，由于隧道施工的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，為了保證施工安全，應(yīng)建立隧道施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括地質(zhì)監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。

3.2 開挖技術(shù)

在開挖施工環(huán)節(jié)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工方案，確定開挖順序和方法，通常采用從隧道兩端向中間逐步開挖的方法。根據(jù)隧道的尺寸和土質(zhì)特征，選擇合適的土方開挖設(shè)備，常見的開挖設(shè)備包括隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）、挖掘裝載機(jī)、挖掘機(jī)等。還要確保設(shè)備具備足夠的功率和適用性，能夠應(yīng)對(duì)不同土層的開挖需求[6]。

制訂合理的施工進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)開挖技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和控制，并且合理安排施工工序，確保施工緊湊、連貫。進(jìn)行土方開挖的同時(shí)，需要進(jìn)行相應(yīng)的支護(hù)工作，以確保施工安全和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。常用的支護(hù)方式包括噴射混凝土襯砌、錨桿支護(hù)、鋼支撐等[7]。應(yīng)根據(jù)土層的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，選擇合適的支護(hù)措施。對(duì)于開挖產(chǎn)生的大量土方，需要依據(jù)環(huán)境要求和施工規(guī)范，采取合適的處理措施，如合理堆放、回填利用或外運(yùn)處理。

同時(shí)，需要對(duì)土方排放進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理，最大限度地降低對(duì)環(huán)境的影響。開挖期間可能會(huì)出現(xiàn)地下水涌出等情況，因此需要充分調(diào)查和掌握區(qū)域地下水位和水質(zhì)情況，制訂合理的地下水處理方案，采取必要的排水措施，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。

3.3 支護(hù)技術(shù)

合理的支護(hù)技術(shù)能夠有效抵御地下水壓力、土壓力和其他外部力的影響，保護(hù)施工人員和設(shè)備的安全。施工單位應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果、土質(zhì)特征和設(shè)計(jì)要求，制訂合理的支護(hù)方案。支護(hù)方案包括支護(hù)結(jié)構(gòu)類型、材料選擇、施工方法和施工順序等內(nèi)容。噴射混凝土襯砌是常用的隧道支護(hù)方式之一，通過噴射混凝土形成均勻的襯砌結(jié)構(gòu)，提高地質(zhì)體的穩(wěn)定性。在施工過程中，需要控制噴射混凝土的質(zhì)量和均勻性，確保襯砌的強(qiáng)度和密實(shí)度[8]。將錨桿固定在地下巖體或土體中，形成穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。在施工過程中，需要合理選擇錨桿類型和長(zhǎng)度，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝和張拉。對(duì)于一些松散土層或地下水位較高的施工區(qū)域，需要進(jìn)行土體加固處理，普遍應(yīng)用的土體加固方式包括灌漿加固、凍結(jié)法、地錨加固等，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的土體加固方法，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。

3.4 土方回填技術(shù)

土方回填技術(shù)能夠填補(bǔ)開挖后的空隙，提高土體的支撐力和穩(wěn)定性，同時(shí)滿足隧道設(shè)計(jì)的要求。施工單位要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，選擇合適的回填材料。

回填材料應(yīng)具有良好的排水性、穩(wěn)定性和承載能力，常用的回填材料包括砂土、碎石、礫石等。回填時(shí)間應(yīng)合理控制回填層厚度，保證其具有足夠的支撐力和穩(wěn)定性，同時(shí)避免材料浪費(fèi)。分層回填可以避免應(yīng)力過度集中和不均勻沉降，合理夯實(shí)可以提高土方的密實(shí)度和穩(wěn)定性[9]。

在施工過程中，施工單位應(yīng)成立專門的質(zhì)量監(jiān)測(cè)小組，負(fù)責(zé)回填質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制，包括密實(shí)度測(cè)試、厚度測(cè)量、回填材料采樣檢測(cè)等，以保證回填質(zhì)量。

3.5 隧道內(nèi)設(shè)備安裝技術(shù)

隧道內(nèi)的設(shè)備包括照明設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等，其安裝需要考慮施工進(jìn)度、設(shè)備布置和安全要求。

首先，施工單位要依據(jù)隧道設(shè)計(jì)要求、使用功能和施工條件，選擇合適的設(shè)備類型和規(guī)格。確定設(shè)備布置時(shí)，要考慮設(shè)備的安全性、易維護(hù)性和使用效果，確保設(shè)備布置合理、高效。

其次，制訂設(shè)備安裝方案，包括設(shè)備安裝的位置、固定方式、電氣接線等。設(shè)計(jì)方案要考慮施工進(jìn)度、空間限制和施工安全等因素，確保設(shè)備安裝順利進(jìn)行[10]。設(shè)備安裝前，需要進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作，具體包括清理施工區(qū)域、安裝支撐架、鋪設(shè)電纜管道等，為設(shè)備安裝提供良好的施工環(huán)境。

再次，按照設(shè)備安裝方案進(jìn)行設(shè)備固定和連接，確保設(shè)備穩(wěn)定、牢固地安裝在指定位置，并進(jìn)行正確的電氣接線和通風(fēng)連接。

最后，進(jìn)行設(shè)備調(diào)試和測(cè)試工作，具體包括對(duì)設(shè)備電氣系統(tǒng)的檢查、功能測(cè)試、通風(fēng)效果測(cè)試等。

3.6 隧道內(nèi)路面施工技術(shù)

根據(jù)隧道設(shè)計(jì)要求和使用條件，選擇適合的路面材料。選擇路面材料時(shí)要考慮其耐久性、抗滑性、抗?jié)B透性等性能指標(biāo)，以滿足隧道使用的要求，目前較為常見的路面材料包括瀝青混凝土、水泥混凝土等。結(jié)合路面材料的特性和施工條件，考慮施工效率、施工質(zhì)量以及施工安全等因素，確定合適的施工方法，常見的路面施工方法包括攤鋪法、噴射法和澆筑法等。

施工完成后，需要使用檢測(cè)儀器和設(shè)備，對(duì)路面進(jìn)行平整度測(cè)量和控制，確保路面平整度達(dá)到要求，以提供良好的行車舒適性和安全性。

4 三車道大斷面淺埋隧道施工質(zhì)量控制措施

4.1 地質(zhì)勘察和預(yù)處理階段

進(jìn)行全面細(xì)致的地質(zhì)勘察，獲取準(zhǔn)確的地層、巖性、水文等地質(zhì)信息，以便制訂合理的施工方案。針對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，采取必要的地下水排涌、噴漿加固等預(yù)處理措施，以提高施工的安全性和效率。

4.2 掘進(jìn)施工

施工前進(jìn)行嚴(yán)密的巡視和檢查，確保工程機(jī)械設(shè)備完好無損。選擇合適的掘進(jìn)機(jī)械和工具，并對(duì)其進(jìn)行定期檢修和保養(yǎng)，確保其正常運(yùn)行。制訂詳細(xì)的施工計(jì)劃，合理設(shè)計(jì)施工技術(shù)和參數(shù)，嚴(yán)格控制進(jìn)度，防止過快或過慢的掘進(jìn)速度導(dǎo)致質(zhì)量問題。采取適當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)預(yù)支護(hù)措施，如預(yù)留地質(zhì)錨桿、噴射混凝土支護(hù)等，防止地質(zhì)災(zāi)害和塌方。

4.3 支護(hù)施工

根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求，選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)和材料，如鋼筋混凝土襯砌、鋼拱架等。嚴(yán)格按照支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。定期檢查和測(cè)試支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，包括鋼筋的焊接質(zhì)量、混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度等，以確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性和可靠性。

5 施工過程中的施工監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)和安全管理等措施

5.1 施工監(jiān)測(cè)

制訂詳細(xì)的施工監(jiān)測(cè)計(jì)劃，明確監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)頻率。根據(jù)隧道的特點(diǎn)和施工階段的要求，確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位和監(jiān)測(cè)參數(shù)，確保監(jiān)測(cè)全面、準(zhǔn)確。選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)設(shè)備和工具，包括測(cè)量?jī)x器、傳感器、攝像機(jī)等，確保監(jiān)測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確性、靈敏度和穩(wěn)定性，以便滿足監(jiān)測(cè)需求。

5.2 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)

隧道施工涉及土方開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)安裝、材料運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，可能對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響。為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境和降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，需要采取相應(yīng)的措施加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。

5.3 加強(qiáng)安全管理

為所有參與施工的工人提供必要的安全培訓(xùn)與教育，使其了解施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和操作規(guī)程。培訓(xùn)內(nèi)容包括安全操作技能、應(yīng)急處理、防護(hù)裝備使用等，增強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力。配備符合標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人防護(hù)裝備，如安全帽、安全鞋、防護(hù)眼鏡等，以保護(hù)施工人員的安全。同時(shí)，設(shè)置合適的安全警示標(biāo)識(shí)、防護(hù)欄桿、安全網(wǎng)等安全設(shè)施，劃定安全區(qū)域，避免發(fā)生意外事故。

6 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前我國高速公路建設(shè)進(jìn)程不斷加快，為了緩解交通壓力，大力推廣應(yīng)用三車道大斷面淺埋隧道技術(shù)很有必要。合理應(yīng)用此類技術(shù)，不僅可以更好地應(yīng)對(duì)不同環(huán)境下的施工需要，還可以提升施工效率和質(zhì)量，推動(dòng)我國交通事業(yè)健康發(fā)展。