公路隧道施工方法探析

【摘 要】 公路隧道施工方案設(shè)定中，施工方法顯得尤為重要。某公路是我公司所修建的公路隧道，取得了良好的施工效果。本文以該條公路的隧道施工為例，探討公路隧道施工的方法問題。

【關(guān)鍵詞】 隧道施工；大斷面隧道；方法分析

近年來，我國交通建設(shè)迅速發(fā)展，隧道施工技術(shù)應用機會增多，在借鑒先進經(jīng)驗與大量建設(shè)實踐基礎(chǔ)上，我國隧道施工技術(shù)大幅提升，已經(jīng)達到與世界比肩的水平。隨著我國交通建設(shè)領(lǐng)域的日益完善，隧道施工技術(shù)也將推陳出新，我公司曾修建某公路，本文在此基礎(chǔ)上展開對公路隧道施工技術(shù)的論述。

1 公路隧道施工概述

某公路隧道圍巖狀況如下：上覆有新黃土和坡積或沖洪積亞粘土，顯現(xiàn)出濕陷的特點，而下伏又存在離石組老黃土，且局部存在少量鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)，總體而言，該項公路隧道圍巖具有易坍塌、易掉塊和成洞性差的不利施工因素。不但如此，該隧道施工場地局部位置還有暗溝、穿越?jīng)_溝和落水洞，這也不利于隧道施工。本公司針對上述情況，特地采取了隧道兩端相對施工手段。

公路隧道施工中作業(yè)線安排尤為重要。依據(jù)工程設(shè)計及施工場地地質(zhì)狀況，有序開展如下五道工序：首先實施中導洞作業(yè)；其次是中導洞掘進40～50米深度時實施中墻澆注；再次是中墻混凝土強度超過70%時實施左洞挖掘作業(yè)，而右洞挖掘滯后于10m范圍內(nèi)進行；最后是關(guān)注圍巖變形情況，當圍巖變形情況穩(wěn)定時，可同時施展左右洞二次模筑襯砌作業(yè)，而圍巖變形嚴重且初期支護力不足時，可以采取兩種舉措，一是及時加強圍巖初期支護力，二是修改二次襯砌設(shè)計參數(shù)，并起前進行混凝土模筑作業(yè)。除此之外，應將左右洞二次襯砌與掌子面距離保持在25m～35m范圍內(nèi)。上述作業(yè)流程涉及到中導洞、中墻、左洞、右洞和二次模筑襯砌五道工序，這有力拓展了公路隧道施工的作業(yè)面，也為隧道施工奠定堅實基礎(chǔ)。

2 公路隧道施工方法

2.1 超前防護環(huán)節(jié)

因場地地質(zhì)條件不同，超前支護參數(shù)也有所不同，為此應提前做現(xiàn)場注漿效果對比試驗。試驗結(jié)果表明：新黃土中漿液的擴散半徑超過了50cm，而老黃土中漿液的擴散半徑為3cm。為此，可選用超前大管棚對土質(zhì)松散的新黃土實施支護，可選用φ50超前小管棚對土質(zhì)密實的老黃土實施支護。這兩種防護措施有很大不同，首先是超前大管棚施工，對聯(lián)結(jié)部位的強度和剛度都有硬性要求，優(yōu)先考慮絲扣連接方式，也可采用套管焊接方式，禁止兩鋼管直接對焊使用，鋼管套接部分有長于兩倍鋼管直徑的搭接長度。其次是φ50超前小管棚支護，為便于打設(shè)管棚眼和實施小導管注漿作業(yè)，可將洞口開挖出臺階狀，將洞內(nèi)開挖成核心土狀，從而形成管棚施工所需的作業(yè)面，打設(shè)φ50超前小管棚后，再進行套拱混凝土澆筑和小導管注漿工序，從而形成φ50超前小管棚支護。

2.2 開挖隧道洞深環(huán)節(jié)

公路隧道洞深開挖環(huán)節(jié)包括中導洞開挖和左右洞開挖兩大部分。

首先是開挖中導洞

在成洞面設(shè)立起臨時支護，依照中導洞的輪廓線挖槽，實施初噴砼工序后，在挖槽內(nèi)設(shè)置首鋼格柵拱架，在縱向鋼筋的連接下，這個鋼格柵拱架和洞外的鋼格柵形成一個整體。繼而實施掛鋼筋網(wǎng)和噴射砼工序后，洞口棚架最終形成。小導管的打設(shè)以首榀鋼格柵為支點，由超前小導管環(huán)向以10°為間距向鋼格柵外側(cè)打入，經(jīng)由小導管注漿4h后，實施中導洞開挖作業(yè)。期間以0.5m～1m為循環(huán)開挖尺度，且在中導洞開挖成型后有中線和水平檢測，最終數(shù)據(jù)符合隧道設(shè)計要求后，及時初噴5cm厚度的20號素砼。

其次是開挖左洞與右洞

在隧道中墻砼強度達到設(shè)計的70%時，可采用兩臺階法對左洞和右洞分步平行開挖。其中，上臺階相繼挖出環(huán)形導坑和中核，中核與拱頂間相距1.6m，臺階長為10m，上臺階開挖所形成的土方被翻運到下臺階，并用裝載設(shè)備運走。下臺階的開挖步驟嚴謹，繼中槽開挖后將外側(cè)邊墻留有上寬2m、下寬4m的平臺；當中槽挖進近6m時，跳開中槽去挖掘邊墻，該馬口槽的寬度為2m，凈距為3m。除此之外，也同時實施仰拱開挖作業(yè)，達到設(shè)計要求則初噴5cm厚的素砼。邊墻的錨桿受接出長鋼的支撐延至中隔墻，按設(shè)計要求噴射素砼后形成封閉性的環(huán)形支護。當仰拱成型之后，應及時做仰拱澆筑作業(yè)，形成對圍巖的有效支撐。對左洞和右洞的挖掘也存在技巧，一次開挖控制在1m內(nèi)，且左洞開挖面領(lǐng)先于右洞10m。

2.3 初期支護環(huán)節(jié)

該施工環(huán)節(jié)由三部分組成，即超前小導管施工、系統(tǒng)錨桿施工和鋼拱架施工。

首先是超前小導管施工部分。我公司用手風槍打眼，并用風槍加以推進，從而形成所需的鉆孔。所用漿液由灰漿機拌制，并用注漿機加以注漿。因為地層致密度有所不同，將注漿壓力控制于0.5 MPa～1.0MPa范圍內(nèi)。相鄰兩排小導管搭接形成的水平投影保持在超過1m的長度。

其次是系統(tǒng)錨桿施工部分。不同施工環(huán)節(jié)采用了不同的錨桿，如中導洞與進出口成洞面臨時支護所采用的是φ22mm螺紋鋼砂漿錨桿，而左洞和右洞則選用φ25mm中空注漿錨桿。安裝時間在三天內(nèi)的錨桿不能受到敲擊，更不能懸掛重物。實施初期噴砼工序后，按照設(shè)計中的梅花形布置點出錨桿孔的位置，用風動鑿巖機在垂直巖面鉆出所需要的孔洞，并用高壓風清除孔洞內(nèi)所存在的碴屑。如果選用的是砂漿錨桿，則在孔洞注漿后再插入錨桿、安裝墊板和螺栓；如果選用的是中空錨桿，則是先安裝錨桿再注漿，其注漿壓力控制在0.5 MPa～1.0MPa范圍內(nèi)，且終壓控制在2.0 MPa～2.5MPa范圍內(nèi)。上述兩種注漿方法都采用30號水泥砂漿。

最后是鋼拱架施工部分。鋼拱架是在預制場加工而成的，應該項工程斷面設(shè)計的要求，我公司選用的是厚度為15mm的A3鋼，下料極為精確，用鉆床在鋼板上定位栓孔，采用標準件的螺母和螺栓，采用分節(jié)焊接方式焊接而成。鋼拱架安裝前，先在圍巖表面初噴5cm的混凝土，并測量安裝拱架的頂面標高；再用φ22鋼筋施作深度超過1.5m、外露為20cm的定位錨桿；將拱架底角的浮碴清理干凈；預拼提前加工的拱架，并做質(zhì)量保證，當工作平臺準備就緒后，就運用裝載機配合人工自上而下地進行拱架安裝，拱架與圍巖應最大限度地接近，當拱架和圍巖間的縫隙較大時，可以選用堅硬的片石作為墊塊以縮小二者間縫隙，將拱架和中線保持垂直，其四周偏差小于+5cm，斜度偏差小于±2 °；拱架拱腳有特定埋置深度，有鎖腳錨桿與定位錨桿相焊接。

2.4 二次初砌環(huán)節(jié)

該環(huán)節(jié)包括中隔墻施工和左右洞二次模注初砌施工兩部分。

首先是中隔墻施工部分。對中隔墻基礎(chǔ)做開挖作業(yè)，將已然彎制成型的隔墻鋼筋做綁扎作業(yè)，對左洞及右洞的鋼支撐接頭鋼板做預埋處理，并在主洞內(nèi)設(shè)置縱向排水溝與環(huán)形排水盲溝。用特制鋼模做立模處理，該模版與正洞的臺車及模版的規(guī)格一致，并設(shè)置為9m長度，用外拉內(nèi)頂?shù)姆椒▽δ０嬗枰约庸獭Ｖ懈魤χ忻慷胃魤诺臐沧⒂帽眉右暂斔汀Ｖ袑Ф醇八淼理敳康呐R時接觸部分被密實地充塞。砼中被摻入早強劑，這使砼具有早強、緩凝和高流態(tài)的特點，當作業(yè)主體強度達到2.5MPa，就可以做拆模作業(yè)，并做了15天的灑水養(yǎng)護。

其次是左、右洞二次模注初砌部分。隧道圍巖變形情況被穩(wěn)定后即可展開二次初砌施工。先做初期處理工作，如確保初期支護表面無明顯的漏水和滲水，無突出的鋼筋頭和錨桿頭，并保持支護表面的平整，鋪設(shè)環(huán)向、縱向、橫向的排水管及土工布與防水板。將在鋼筋房中所加工的鋼筋做現(xiàn)場綁扎或焊接，再依照設(shè)計要求預埋各類管、線、孔、件。當臺車就位之后，對中線和標高做再次核查，確保二次初砌的輪廓達到設(shè)計標準，實施灌注作業(yè)時確保一次就完成一節(jié)段砼的灌注，用插入式振搗器進行振搗作業(yè)，因為砼中摻有防水劑，這使砼具有了早強、緩凝和高流態(tài)的特點，而砼被設(shè)于隧道出口附近的拌合樓內(nèi)加以拌合，運用砼攪拌車對砼做運輸，并采用輸送泵做入模澆筑作業(yè)。當作業(yè)主體強度達到2.5MPa，就可以做拆模作業(yè)，并做了15天的灑水養(yǎng)護。

3 結(jié)論

在公路隧道施工之前，應深切考慮工期要求、場地地質(zhì)、斷面形狀、機械設(shè)備、技術(shù)水平等諸多因素，制定好優(yōu)質(zhì)的隧道施工方案，這樣便于隧道施工的開展，也可以適用于不同級別的圍巖，減少工序的轉(zhuǎn)換。

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