山區公路隧道施工技術探析

摘要:根據隧道地質情況和設計特點，結合某隧道施工實踐，總結公路隧道施工的施工方法和施工過程控制。

關鍵詞:公路隧道;施工;控制

1工程概況

本合同段設山嶺隧道一座，起止里程為K144+050～K145+150，全長1100m。隧道巖性以褐灰、淺灰、灰綠色流紋巖為主，風化厚度大，巖體多以碎裂結構為主，不同風化程度的流紋巖，力學性質差別較大，隧道區域劃分為Ⅱ、Ⅲ類圍巖。隧道穿越二級分水嶺，地下水類型以基巖裂隙水為主，賦水性中-富。根據對設計文件的理解和實地現場考察，結合我局多年隧道施工的經驗，以及對地質狀況的了解，我們將采取必要的措施、方案，克服施工中可能發生的一切問題，高速、優質的完成隧道的建設。

2施工方案

隧道遵循新奧法原理按信息化施工，嚴格遵循“管超前、嚴注漿、弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的施工原則;在Ⅱ、Ⅲ級硬巖段則采用上下臺階法施工(圖略)。雙側壁導坑法的主要施工步流程為:超前支護、開挖一、初期支護1→開挖二、初期支護2→二襯3→開挖三、初期支護4→開挖四、初期支護5→二襯6→開挖五、初期支護7→開挖六→開挖七、初期支護8→二襯9→二襯10;臺階法的主要施工步流程為:開挖一、初期支護1→開挖二、初期支護2→開挖三、初期支護3→開挖四、初期支護4→二襯5。并在初期支護與二襯之間鋪設土工布和防水板，形成隧道的防排水體系，消除初期支護與二襯間的剪力傳遞，避免二襯開裂，從而提高二襯的防水性能、承載能力和耐久性。根據圍巖類別及地質條件狀況，本隧道支護型式分設為S1、S2、S3、S4、S5。(各型支護參數表略:表說明:噴射砼采用鋼纖維砼;襯砌采用25#防水砼;其中S1、S2、S3、S4為鋼筋砼)。

3施工過程及控制

Ⅱ、Ⅲ級圍巖開挖、支護順序如下:上半斷面先行中心導坑開挖，每次開挖循環進尺應≤400 cm;然后施做拱頂初期支護;后行左右側壁臺階開挖，左右側交錯進行，間距應≤400 cm，然后施做拱部初期支護;下半斷面開挖采用單側落底，左右側交錯進行，間距應≤400 cm。先行中心導坑與后行左右側壁臺階前后間距應≥50 m，最終全斷面模筑二次素混凝土襯砌。

3.1施工前準備工作

3.1.1場地布置

隧道#8204;多#8204;處于山嶺#8204;之中#8204;，#8204;洞口#8204;場地#8204;一般比較#8204;狹窄#8204;，#8204;而#8204;隧道#8204;施工#8204;工作面#8204;也#8204;很#8204;狹窄#8204;，但是#8204;隧道#8204;施工#8204;機械#8204;設備、#8204;支撐#8204;材料#8204;和襯砌#8204;材料#8204;很多#8204;，#8204;若#8204;事前#8204;沒有很好#8204;規范#8204;，#8204;就#8204;會容易#8204;造成#8204;相互#8204;干擾，#8204;影響#8204;施工#8204;效率等#8204;不#8204;合理#8204;現象#8204;，#8204;甚至發生#8204;安全事故#8204;。#8204;因此，#8204;在#8204;隧道#8204;施工前#8204;必須#8204;做好#8204;詳細#8204;的#8204;施工調查，#8204;根據#8204;隧道工程#8204;規模#8204;大小#8204;、洞口#8204;地形#8204;特點#8204;、棄#8204;渣場#8204;位置#8204;和水源#8204;情況#8204;及#8204;工期#8204;要求#8204;，結合#8204;勞動力#8204;安排#8204;、#8204;機械#8204;設備、#8204;材料#8204;用量#8204;、#8204;施工#8204;方法等#8204;因素#8204;，#8204;繪制施工#8204;場地#8204;總體#8204;布置圖。#8204;

3.1.2測量控制

本隧道屬長隧道，測量工作關鍵。開工前，首先復測設計中線，并在山頂布設導線網聯系進出洞口方向，達到設計精度，進出口高程進行復測閉合，采用統一高程。施工中在洞內布設導線，建立中線與導線互控網絡，經常將洞內點引出洞外與導線網聯系，進行檢測復核。貫通后進行洞內與洞外控制點閉合測量。確保隧道中線精度符合要求。

3.2隧道口施工

隧道洞口土石方開挖前，先清除邊仰坡上的浮土、危石，做好邊仰坡的施工排水設施，以防地表水沖刷而造成邊仰坡失穩。

與暗洞交接處7m范圍開挖至隧道上斷面標高，作為隧道進洞施工平臺。明洞段采用拱部明挖，內邊墻暗挖方法(邊墻垂直開挖)，并對內邊墻噴砼防護。明洞開挖完成后，在明、暗洞交界處開挖線外側約22cm，按間距40cm施作ф140鋼管用作超前支護兼導向，洞外預留4m的長度，用I22工字鋼頂住鋼管頭，然后施作長約4m、60cm厚的25#砼套拱，并將洞外預留鋼管I22工字鋼打入砼中，最后施作明洞襯砌。

3.3隧道洞施工

3.3.1進洞施工

進洞施工前根據設計先采用Φ140超前管棚注漿加固。進洞時，采用鋼支撐緊貼開挖面，形成假擬洞口并將管棚與鋼支撐焊接打入明洞砼套拱中。

3.3.2洞身開挖

洞身開挖將根據圍巖情況采用不同的施工方法，S3型支護段采用中隔墻法或短臺階七步平行流水作業法施工;S4型支護段采用環形開挖留核心土或臺階法施工;S5型支護段采用長臺階法施工。

(1)中隔墻法施工

根據圍巖地質超前預報以及對掌子面圍巖觀察分析，首先進行必要的超前支護，然后即可進行中隔墻法施工，其施工順序為:先開挖左側洞室，做好初期支護，再開挖右側洞室做好初期支護，形成整體主要承載結構，再施作防排水措施和澆筑仰拱及回填，拆除中隔墻鋪設防水層，整體式澆筑二次襯砌。

(2)圍巖坍方前兆預測

圍巖的變形破壞、失穩坍方，是從量變到質變的過程，在量變的過程中，必然會在圍巖的工程地質和水文地質特征及巖石力學上反應出一些征兆。因此，根據這些征兆來預測圍巖的穩定性，進行地質預報，從而保證施工的安全，防治隧道坍方。

(3)環形留核心土開挖法:

環形留核心土法即對開挖斷面按起拱線的位置分成二個臺階，上臺階在開挖時預留斷面核心土，沿環形用人工風鎬開挖，遇有骨石時采用松動爆破清除。

(4)長臺階法

優先采用21SGBC-CR三臂液壓鉆孔臺車鉆眼，鉆頭規格為φ48、φ102。掏槽眼采用雙臨空(臺階法)或三臨空(全斷面)形式，中空孔直徑φ102，光面爆破采用塑料導爆管非電起爆系統，毫秒微差有序起爆。

3.4襯砌施工

3.4.1襯砌及時

#8204;規范的#8204;襯砌#8204;施工#8204;應該#8204;是#8204;仰拱#8204;先行#8204;，#8204;襯砌緊跟#8204;，#8204;實際#8204;施工#8204;中#8204;隧道掘進#8204;遠遠#8204;快#8204;于襯砌#8204;速度#8204;，#8204;而且進場#8204;時#8204;襯砌#8204;臺#8204;車#8204;就滯后#8204;，#8204;前后#8204;距離越#8204;拉#8204;越#8204;大#8204;，增加#8204;初期支護#8204;段#8204;的#8204;安全#8204;隱患#8204;。所以#8204;施工#8204;前#8204;就#8204;應該#8204;及時備#8204;好#8204;二#8204;襯#8204;臺車#8204;、#8204;攪拌#8204;站#8204;等#8204;設備，#8204;通過#8204;監控#8204;量#8204;測#8204;，洞口#8204;或#8204;圍巖#8204;變形#8204;多#8204;#8204;地段先#8204;襯砌#8204;，#8204;跳槽模#8204;筑#8204;或#8204;兩#8204;部臺#8204;車#8204;同時#8204;施工#8204;，#8204;防止已#8204;初期支護#8204;但#8204;未#8204;襯砌段#8204;變形#8204;過#8204;大#8204;坍塌。

3.4.2襯砌質量

#8204;襯砌#8204;質量要#8204;達到#8204;內#8204;實#8204;外美#8204;，#8204;主要#8204;在#8204;厚度#8204;、#8204;密實度、#8204;防水#8204;效果#8204;和#8204;外#8204;觀感中#8204;體現#8204;。#8204;厚度#8204;由#8204;中線#8204;、#8204;高程#8204;和設計#8204;輪廓#8204;、#8204;預留變形量#8204;控制#8204;。#8204;施工#8204;中測量放樣#8204;自然#8204;要#8204;作為#8204;重點#8204;，但#8204;在#8204;開挖#8204;隱蔽工程檢查#8204;中#8204;除#8204;初支#8204;質量#8204;外#8204;，#8204;還#8204;必須#8204;重視開挖#8204;凈空#8204;，#8204;另外#8204;制作#8204;拱架#8204;的#8204;模型也#8204;必須#8204;試#8204;拼#8204;。#8204;這些#8204;工作都#8204;馬虎#8204;不得#8204;，#8204;否則#8204;欠挖#8204;處理起來#8204;非常#8204;麻煩#8204;。#8204;現在襯砌#8204;大多#8204;采用#8204;輸送#8204;泵#8204;澆注，#8204;設計#8204;防水#8204;措施#8204;也#8204;相當#8204;完善，#8204;密實度#8204;和#8204;防水#8204;一般可以#8204;保證#8204;，#8204;不過#8204;應#8204;精心組織#8204;，#8204;不然#8204;在#8204;有#8204;防水板的#8204;情況#8204;下#8204;背后#8204;壓#8204;漿補救#8204;難以#8204;達到#8204;滿意#8204;的#8204;效果，#8204;防水#8204;再#8204;有問題#8204;也#8204;大多是#8204;施工#8204;造成#8204;的#8204;，所#8204;引起#8204;的#8204;后果#8204;只能自我#8204;承擔#8204;了#8204;。

3.4.3襯砌凈空

#8204;無論#8204;什么#8204;情況#8204;下#8204;，#8204;襯砌#8204;凈空必須#8204;保證#8204;，#8204;嚴禁#8204;侵入限界#8204;，#8204;并#8204;考慮#8204;施工和#8204;測量誤差#8204;整體#8204;應#8204;外擴#8204;5cm#8204;。#8204;襯砌凈空#8204;是#8204;竣工#8204;驗收#8204;時一#8204;個#8204;必#8204;測#8204;項目，#8204;施工#8204;時#8204;要#8204;特別注意#8204;。#8204;

總之，隧道施工前應做好現場調查研究，在施工過程中要嚴格控制施工質量，嚴格遵守操作規程，做好材料試驗工作。施工中應做好技術交底工作，進行技術、質量、安全教育，確保工程質量，并堅持文明施工。

參考文獻:

[1]朱漢華，尚岳全，等.公路隧道設計與施工新法[M].北京:人民交通出版社，2002.

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