隧道工程新奧法施工技術研究

黨 榮

(忻州市交通建設綜合開發中心)

0 引 言

當前在我國隧道工程開挖施工中，施工技術主要有盾構法、礦山法以及新奧法等幾種施工技術，其中以新奧法施工技術的應用最為普遍，新奧法施工技術是以隧道工程施工經驗以及巖體力學的相關理論作為方案設計基礎，在施工中盡量的減少對于巖體的擾動，充分發揮巖體的承載能力，不過多的分塊，大多采用光面爆破、預裂爆破或機械掘進等方式開挖，同時施工中及時封閉形成筒形結構改善支護結構的受力性能，施工技術特點可以概括為“少擾動、早噴錨，勤量測、緊封閉”，具有施工作業工序簡單、施工干擾少、施工組織和管理方便等一系列的優點，因而在隧道工程施工中的應用也較為普遍，幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的基本方法。特別是隨著隧道支護技術以及隧道設計技術的不斷更新完善，新奧法這一隧道施工技術的應用范圍將會進一步的拓展，對于提高隧道工程項目建設的社會經濟效益也具有重要的作用。

1 隧道工程新奧法施工準備工作

(1)施工技術準備。施工技術準備工作主要是完成隧道工程施工設計圖紙的復審，并對施工作業人員在隧道的開挖施工、支護以及襯砌施工方面進行技術交底。同時，進行施工作業現場的導線復測以及導線點、水準點的加密，完成施工現場的方向控制測量與高程控制測量。

(2)施工現場準備。施工現場準備工作主要是完成場地的通水、通電，修筑施工便道，平整施工作業場地。并結合隧道工程項目施工實際情況，完成拌和站的安裝，同時針對施工作業管理，建立現場施工安全管理體系。

(3)機械設備以及材料準備。主要是按照隧道工程施工要求的數量以及規格組織施工作業機械進入施工現場。并提前準備在隧道工程施工中所必需的水泥、砂、碎石、鋼筋、小導管、耐腐蝕劑、防水板、透水軟管、止水帶等施工材料。

2 隧道洞口施工

(1)邊仰坡刷坡及封閉施工。在進行隧道進洞施工作業前，首先應該完成隧道洞口的施工處理。先對邊仰坡進行實地放樣，之后在刷坡線5 m 左右距離設置隧道洞頂截水天溝，以避免洞門受雨水的沖刷及防止雨水流入洞內。之后采用人工配合機械的施工作業方式，進行明暗洞口邊仰坡的刷坡施工，一般按照1∶1.25 的坡度刷坡至隧道正洞起拱線高度，為進洞施工提供作業條件。在完成刷坡以后，應該按照機械開挖和石方爆破相結合的施工作業方式，開挖至進洞底面標高。對于隧洞邊仰坡的加固，現階段在隧道工程施工中較為常見的做法主要是沿隧道洞口拱部開挖輪廓線，之后沿隧道開挖輪廓線20 cm 以外的范圍內，設置砂漿錨桿并鋪設鋼筋網片，之后噴射混凝土厚完成邊仰坡的封閉施工處理。

(2)明洞及洞門端墻混凝土施工。在隧道工程的明洞施工中，現階段一般選擇采用洞門端墻與明洞一次性整體澆筑的施工作業處理方式，明洞澆筑混凝土一般分為成仰拱、拱墻兩步進行施工作業，明洞的端墻基礎和仰供采取整體混凝土澆筑的施工作業方式。為了確保結構強度，必須在混凝土的強度達到設計強度的70%以后，方可拆卸明洞混凝土模板，同時應該及時回填夯實明洞洞頂。

3 隧道洞口段的支護施工

現階段在隧道工程施工中，隧道洞口段的支護主要有大管棚超前支護和洞內小導管超前預支護兩種施工形式。

大管棚超前支護施工作業方式為在導向墻施工作業結束后，而且混凝土達到設計強度的70%后，結合隧道施工項目實際情況以及圍巖條件采用鉆機鉆孔，達到設計深度后，進行清孔以及管棚安裝施工，管棚超前支護一般采用無縫鋼管，按照固定間距設置注漿孔。管棚安裝完成后應及時進行注漿，漿液一般采用M20 水泥砂漿，注漿采用注漿泵進行。

超前小導管的作用機理為通過滲入性的注漿，將隧道開挖作業區域的松散地層進行膠結，以提高地層的整體性，進而起到加固圍巖的作用。施工作業方式為首先進行鉆孔施工，之后安裝超前小導管并與鋼架焊接固定，最后采用注漿泵進行注漿作業，注入水泥液漿。

在隧道洞口段的支護施工方式選擇上，應該根據施工作業區域的地質條件等因素綜合選擇，對于軟弱破碎巖體、流塑狀粘土、巖溶充填流泥、流沙等不良的隧道地質地段，應該盡可能的采用大管棚超前支護。

4 隧道洞身施工方法

(1)全斷面法。全斷面法就是指按照隧道的設計斷面一次開挖成型，采用全斷面法進行隧道的施工作業，能夠形成較大的隧道施工作業空間，有利于大型機械設備進入作業，因而施工作業進度相對較快，施工工序簡單、施工干擾相對較少，而且全斷面法對于圍巖的擾動相對較小。但是全斷面法由于開挖斷面大，因此圍巖穩定性相對較低，開挖、出渣、運輸以及支護施工作業的工程量相對較大。主要適用于I－II 級硬巖的石質隧道施工，一般較少用軟弱不穩定圍巖的施工作業。

(2)臺階法。臺階法是新奧法施工中應用最普遍的施工方法，在開挖過程中將隧道的斷面分為上斷面與下斷面兩部分分別進行開挖施工，按照臺階的長度不同，臺階開挖法又可以分為長臺階法、短臺階法以及超短臺階法三種施工方式，主要根據圍巖的穩定性選擇。臺階法施工的特點在于有足夠的施工作業空間，施工速度快，而且由于上部開挖形成支護，有利于下部作業的安全施工，但是施工中容易出現上下部施工作業的相互干擾的問題，主要適用于V、IV 級較軟弱節理發育的圍巖施工。

(3)分部開挖法。分部開挖法就是將隧道的開挖斷面采取分部開挖的方式逐步的開挖成型，而且在施工過程中將部分進行超前開挖，又稱為導坑超前開挖法，分部開挖法又可以分為環形開挖留核心土法、單側壁導坑法和雙側壁導坑法等幾種開挖方案。形開挖留核心土法主要適用于一般的土質以及易坍塌的軟弱圍巖施工，單側壁導坑法主要適用于圍巖穩定性差、隧道跨度大以及沉陷難控制的路段施工，雙側壁導坑法則主要適用于淺埋大跨度以及圍巖條件較差的隧道工程施工。

5 襯砌施工

(1)仰拱施工。在施工過程中一般仰拱和隧道洞身下臺階一起開挖，在仰拱平臺就位后，人工清底，重點將平臺下仰拱底部虛碴清理干凈，抽出積水，然后架立仰拱堵頭模板，將混凝土通過輸送泵送至仰拱模板內并及時振搗，在混凝土澆筑結束強度形成后，同時拖移仰拱施工平臺進入下一段仰拱施工。

(2)二次襯砌。隧道二次襯砌一般選擇使用自行式液壓模板臺車做外模、混凝土輸送泵泵送入模的方式進行施工作業。在進行二次襯砌的施工作業前，必須確保相應的變形以及位移基本穩定，防水措施以及各預留預埋件施工安設完畢。在施工順序上應該先澆筑仰拱和矮邊墻，然后立模進行拱部混凝土澆筑，為了確保施工質量合格，二次襯砌過程中超挖部分采用同級混凝土回填，每模襯砌應連續澆筑，一次完成。此外為了確保隧道拱部混凝土灌注密實，應該在拱部預留注漿孔以便于二次襯砌背后進行填充注漿。

6 結 語

在采用新奧法進行隧道施工過程中，應該結合施工建設項目的實際特點，明確施工方法、開挖順序以及相應的支護參數等，有針對性的進行施工作業組織管理，尤其是明確施工作業質量控制重點以及控制標準，并加強施工過程中的現場監測，做好不同施工工序間的銜接管理，確保隧道工程施工作業的安全順利進行，提高項目建設的技術經濟性。

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