高速公路隧道施工技術的研究

強海濤

(江蘇兆信工程咨詢監(jiān)理有限公司 215131)

高速公路隧道施工技術的研究

強海濤

(江蘇兆信工程咨詢監(jiān)理有限公司 215131)

隧道施工關鍵工序環(huán)節(jié)是隧道工程建設的核心，為提高隧道工程質(zhì)量、增快施工進度、提高施工安全系數(shù)、降低施工投入，從而最大程度保證高速公路隧道的工程質(zhì)量，施工期間必須要注重施工方法以及施工程序是否科學合理且具有可操作性。為此，本研究根據(jù)高速公路隧道施工特點分析施工方案與施工技術。

公路隧道 施工技術 工程質(zhì)量

一、高速公路隧道施工的特點分析

高速公路施工中的隧道工程由于其特殊性成為施工環(huán)節(jié)當中難度最大、險度較高的一部分。在隧道工程建設中，包括確定隧道圍巖等級、挖掘填埋、隧道支護以及防險排水等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都對施工提出了較高的要求，通過分析每個環(huán)節(jié)的方案與技術，我們可以發(fā)現(xiàn)高速公路隧道施工具有以下幾個特點：

（一）不確定因素造成施工安全隱患。隧道施工雖說對地質(zhì)條件進行了大量勘測，但由于地質(zhì)條件的復雜性以及現(xiàn)有技術的限制，通常情況下難以對當前地質(zhì)進行徹底完全掌握，同時地質(zhì)狀況還涉及諸多不可預見的因素，例如地下水分布與流向、瓦斯地層分布狀況、泥石流發(fā)展狀況、圍巖質(zhì)變狀況等無法預見，這些不可預見性的因素進一步加大了隧道施工的難度，形成了施工過程中的安全隱患。

（二）隧道施工風險性較大。隧道施工過程中，除不確定因素造成安全隱患以外，當前的地質(zhì)條件在現(xiàn)有技術的操作下也難以完全克服突破，例如塌方、瓦斯爆炸以及泥石流等事故在施工過程中很難預防，由此也造成了隧道施工有較大風險。

（三）隱蔽工程多。高速公路隧道工程處于地下，并且其環(huán)節(jié)涉及確定隧道圍巖等級、挖掘填埋、隧道支護以及防險排水等環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，由此形成了隧道施工隱蔽工程較多，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，難以有針對性地采取修補改造措施，從而對隧道工程的整體質(zhì)量造成影響。

（四）施工時效性突出。隧道工程中，由于圍巖狀況不穩(wěn)定，并且水文條件也十分復雜，隧道施工在開挖環(huán)節(jié)需要高處理效率造成施工時效性突出。

（五）施工環(huán)境惡劣。隧道施工作業(yè)空間狹小密閉，并且開挖等工序會對施工環(huán)境造成較大的污染，即使有通風措施，也難以徹底改善施工環(huán)境。

此外，高速公路隧道施工過程中工序較多，包括確定隧道圍巖等級、挖掘填埋、隧道支護以及防險排水等環(huán)節(jié)，各工序在一定程度下常常會發(fā)生一起作業(yè)的狀況，在密閉施工環(huán)境中各工種交叉作業(yè)大大提高了施工難度。

二、施工技術方案

（一）施工作業(yè)安排

根據(jù)隧道設計結構和工程地質(zhì)情況，施工基礎程序可分為中導洞、中墻與二次襯砌。首先，中導洞掘進40～50米澆注中墻。其次，當中墻混凝土強度達到70%以上再進左洞。第三，右洞掌子面落后左洞按10m控制。前三步保證圍巖變形基本穩(wěn)定，此時可進行左右洞二次模筑襯砌。中導洞、中墻、左、右洞開挖、二次模筑襯砌五道工序形成了隧道施工作業(yè)面，保證隧道施工并行作業(yè)，從而大大提高了隧道施工進度。

（二）通風、電、水作業(yè)、防塵、和施工掛水

1、施工供風：在高速公路隧道施工中，由于施工環(huán)境密閉，施工過程需要提供相應的供風設施，為解決此問題，可在隧道進口安裝安裝2臺20m3/min和1臺10m3/min的空氣壓縮機以供風，送風口與開挖地面應當保持不大于15m的距離；出口安裝2臺20m3/min和1臺10m3/min的空氣壓縮機以排風，同時采取壓入式供風，在隧道中用3臺軸流風機分別向中導洞、左、右洞送風，保證密閉施工環(huán)境中的風氣循環(huán)，從而保障隧道施工用風。

2、施工供電：在隧道工程施工用電方面按照《公路隧道施工技術規(guī)范》JTJ042-94的有關要求進行架設電力線路以及安裝各種電力設備等。為降低成本以及便于隧道施工，隧道工程應當利用附近的地方電網(wǎng)供電，在隧道進口安裝一臺315KVA變壓器以及準備一臺功率為220KW的發(fā)電機組備用，同時在出口處安裝同樣參數(shù)的設備。按照我國電力要求，隧道工程的動力設備采用三相380V，而采用220V的電壓進行照明。在電力附屬設備方面將漏電保護開關安裝到所有線路上來確保安全。

3、施工用水：隧道工程中的施工用水可分為施工生活用水以及施工工程用水。施工生活用水應當保證水質(zhì)達到飲用要求，為此可在水道出口右側山腳挖水池進行收集水資源。為開拓水資源可在在距隧道拱頂30m以上的山頂各修建一座100m3的高山水池，從中抽取山泉水，通過架設專用水道引入水道出口右側山腳的集水池中作為施工生活用水；施工工程用水應當保證水質(zhì)達到施工要求，也就是要求通過水質(zhì)檢驗來排除不適用于攪拌砼的水源，即避免PH值小于4或者水質(zhì)硫酸鹽、氯化物含量超標以及水中含有其他對水泥凝結硬化有害的雜質(zhì)的水石，因此這部分水源可借助電泵抽取電站水渠中的水進行儲存，并在使用時通過架設專用水道引入專門的集水池中作為施工工程用水

4.施工防塵：在隧道施工過程的開挖環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)粉塵污染，為避免這一狀況，施工需要采取濕式鑿巖方案，也就是在隧道爆破后為了降低粉塵濃度應當立即大量灑水，通過這種方式降低隧道施工過程開挖環(huán)節(jié)的粉塵濃度，保證較為清潔的施工環(huán)境。

5、施工排水：隧道施工過程中為了防止地下水和施工廢水進入其中，需要進行排水施工作業(yè)。操作技術包括進口施工為反坡施工、出口施工為順坡施工。保證兩者之間的坡度為1.54%，排水方式有兩種，一是可以通過自然坡道架設塑料管道把水自然流出洞外，二是挖掘水坑，通過放置抽水機和架設管道將水放出洞外。

三、高速公路隧道施工的常用方法

高速公路隧道施工對地質(zhì)要求較高，受地質(zhì)變化影響大，一旦沒有采取合適的措施，泥石流、塌方等事故極易發(fā)生。雖然工程會通過勘測技術極大程度地避免選擇不良地質(zhì)條件，但是在現(xiàn)有的技術條件下還無法完全避免遇到不良的地質(zhì)條件，從而影響施工總體目標的實現(xiàn)。為了最大程度上保證高速公路隧道施工的成功，科學合理且具有操作性的施工技術是必不可少的，常用技術總結如下：

（一）分部施工法

在高速公路隧道施工過程當中常常會遇到松散軟弱的底層 ，為了有效降低支護圍巖難度 ，可以采取分步施工方法 ，這種方法在一定程度上還能夠穩(wěn)定圍巖。

（二）超前支護法

在高速公路隧道施工過程當中有時候會臨時性的支撐圍巖結構，比如在部分地段地質(zhì)存在缺陷，非粘性砂土層過厚，這就需要在施工方法中采取超前支護方法，是指錨桿、鋼管、鋼板等附屬物插入隧道開挖面的前方邊界圍巖處，以此來保證施工過程的安全性，避免隧道頂部塌陷。若將錨桿、鋼管、鋼板等附屬物插入隧道開挖面的前方邊界圍巖處同時注漿加固，對圍巖結構的支撐性能會大大提高。

（三）超前灌漿法

在加固松散圍巖時可以進行灌漿加固，這種加固方法在隧道施工尤其是在劣性地質(zhì)條件下常常采用的施工方式。洞內(nèi)灌漿段的長度不宜超過50m，灌漿壓力小于等于2MPa。

四、結論

總而言之，高速公路隧道施工工序繁雜、對地質(zhì)條件要求高、對地質(zhì)變化敏感，且各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣。只有采取科學合理且具有操作性的施工技術才能確保隧道施工的成功。

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1007-6344（2015）04-0196-01