高速公路工程中分離式隧道開挖的施工技術

王 林

（中鐵十二局集團第一工程有限公司， 陜西 西安 710000）

我國土地遼闊，存在顯著的地質環境差異性。而在修建高速公路時，肯定需在山區內部及丘陵地帶穿過，因此，應該慎重選擇隧道項目的方式，實現道路暢通。鑒于此，為了使高速公路隧道項目的建設質量及安全性得到有效的保障，就應該站在技術層面上，實現施工工藝的完善與優化，有效強化質量控制的水平。

1 高速公路中的隧道施工技術要點

1.1 隧道洞口和明洞施工技術

在開始進行高速公路隧道洞口作業之前，一定要深入調查建設項目附近的實際環境及地質條件，分析地下水改變的情況，分析地質環境及天氣狀況，檢查是不是有危石、懸石等建設安全風險[1]。假若施工現場處于降雨天氣多發的季節，就應該設計完善的排水通道，防止雨水會對坡體附近造成巨大的沖刷力量。此外，隧道在進洞作業之前，應該沿拱部120°的范疇內開始自進式錨桿作業，并且相關施工人員應該進洞開始作業。

1.2 鉆爆施工

在高速公路進行鉆爆隧道時，一定要運用科學、合理的爆破裝置，國內現今在高速公路項目實際建設時，常常會運用硝錢炸藥，還會選擇直眼型掏槽工藝或是中大型空孔工藝。在進行高速公路施工時，專業施工技術人員一定要科學布局，基于實際的隧道建設標準完成鉆爆作業，聯系隧道圍巖的實際性質及情況進行施工，切實完善安全支護管理，使隧道鉆爆具備良好的安全性及穩固性。

1.3 錨桿施工

在高速公路隧道項目中，錨桿作業非常關鍵，而錨桿鉆孔在其中也是無法替代的，即在勘探時設計的點位，借助巖鑿機開挖，全面地去除油污、雜質及鐵銹。之后，應該基于錨桿作業的實際標準，進行巖屑的清理施工，防止巖屑對錨桿的施工產生嚴重影響。

1.4 混凝土噴射施工

高速公路隧道中的混凝土噴射工藝中包括濕噴及潮噴這兩種方式，前者主要是使混凝土噴射粘結性及支護能力得到提升，一次性噴射厚度能夠實現0.1m，因為回彈力數值相對較低，因此能夠使支護質量得到有效保障，進而使圍巖的承受性能得到足夠保障；后者能夠使作業現場條件得到有效改善，減少速凝劑用量，進而有效減少作業造價。為了使混凝土噴射效果得到強化，就應該有效改變噴射方法，從密實性、附著及強度等各個層面有效控制，主要的工作內容是：增加混合配料比重，降低外加速凝劑的添加劑量；選用規格合適的噴射機，使混凝土在輸送過程中能夠保持良好的均勻性、連續性及密封性；切實落實斷面清理工作；基于現場實際施工條件及環境，運用最佳的噴射技術。

2 工程概況

米拉山隧道的地點是工布江達縣，和拉薩市墨竹工卡縣相鄰，隧道南北向橫穿米拉山。隧道進、出口不遠是G318國道，地理交通位置非常重要。運用分離式隧道，測設線之間的距離控制在40m。左線起迄樁號是：ZK4475+960-ZK4481+687，埋深及長分別是375m、5727m；右線起迄樁號是：YK4475+980-YK4481+700，埋深及長分別是391m、5720m。出口、進口設計高程分別是4774m、4752m，并且都選擇端墻式洞門。

右線、左線起迄樁號分別是：YK4478+760-YK4481+700、

ZK4478+780-ZK4481+687，長度分別是2904m、2907m。選用燈光照明的方式，并且通風方式是機械法，設計行車橫通道、行人橫通道、變電所橫洞，分別是4處、8處、1處，并且變電所橫洞和行車橫通道規模沒有明顯區別。

3 隧道施工方法及順序

3.1 隧道的初期支護施工

隧道錨桿設計種類中包括Φ25中空注漿錨桿。打設注漿錨桿之后，應該在第一時間開始注漿施工，并且所選材料是純水泥漿，水灰比范圍是0.35～0.45，注漿壓力范圍是0.3～0.5MPa，在實際設計過程中，應該立足于具體情況，針對注漿壓力進行調整，進而得到最優的注漿效果[2]。

3.2 施工方法

（1）畫眼：嚴格檢查開挖斷面，若結果顯示達標，就可以根據實際的設計需求，制定錨桿孔位。

（2）鉆孔：選擇人工手持風鉆的方式。鉆孔施工標準：開口偏差允許范圍是±5cm；方向偏差允許范圍是±2%；孔深相較于錨桿插入的長度要長3～5cm。

（3）把錨桿漸漸頂入和孔底距離在3～5cm的位置。插入桿體之后，應該在第一時間借助水泥砂漿或其他堵塞物把孔口堵塞，在堵塞過程中，要控制其密實性，還應該設計排氣孔。

（4）錨桿注漿：選用純水泥漿來進行注漿，水灰比范圍是0.35～0.45，注漿壓力范圍是0.3～O.5MPa，應該立足于具體情況，針對注漿壓力進行有效的調整及優化，提升注漿成效。在注漿過程中，要注意控制漿液注入的速度，假若排氣孔流出漿液，就應該將排氣孔關閉，并且在穩壓注入3～5min之后就終止注漿操作。

（5）安設承壓墊板與螺帽，停止注漿之后，就在錨桿尾部添加墊板、螺帽，并且不需要緊固。注漿操作結束一天之后，就可以開始緊固螺帽。

4 施工工藝

4.1 施工工藝

開挖上臺階隧道、下臺階隧道、圍巖附近的技術分別是風鉆鉆眼、臺架風鉆鉆眼、光面爆破。上臺階借助挖掘機進行翻渣施工，下臺階的裝渣工具是裝載機，并且運用自卸汽車完成運渣的操作。施工順序是挖→裝→運，在實際作業時，能夠基于現場實際作業狀況進行施工次序的調節。基于施工數據，設定下臺階挖掘長度是3m，臺階長度控制在4m，還應該在第一時間完成初期支護的操作。但是下半斷面挖掘成功之后，一定要及時進行初期支護。圖1是正臺階挖掘示意圖，圖2是施工工藝流程。

圖1 正臺階開挖示意圖

圖2 正臺階開挖工藝流程

4.2 爆破設計

基于爆破參數表，設置2號導爆索、巖石乳化炸藥、塑料導爆管非電起爆體系。上臺階附近眼選擇中Φ25mm小直徑藥卷和導爆索組合裝藥的架構，并且采取光面爆破的方式，剩下的炮眼就選擇中Φ32mm藥卷，采取不間斷裝藥的形式；下臺階附近眼選擇中Φ25mm藥卷，采取預裂爆破的方式，剩下的炮眼選擇中Φ32mm藥卷，采取不間斷裝藥的方式。如表1所示為ΦⅣ級圍巖段臺階法-開挖周邊眼光面爆破參數表；表2是Ⅳ級圍巖上臺階鉆爆參數表。

表1 ΦⅣ級圍巖段臺階法-開挖周邊眼光面爆破參數表

表2 Ⅳ級圍巖上臺階鉆爆參數表

分離式隧道采取主要作業工藝就是環形開挖預留核心土技術，也就是說，在實際開展作業之前，基于環形次序設定斷面挖掘作業，落實初期支護施工。然后挖掘斷面核心土Ⅳ，下斷面Ⅴ、Ⅵ，然后就開始進行混凝土的填充施工，還應該進行仰拱型鋼支撐的操作，在第一時間將鋼支撐封閉，封閉的形狀是環形，進行二次襯砌。

4.3 施工技術措施

（1）挖掘施工開始之后，要及時針對圍巖面及初噴混凝土進行嚴格的檢測，并且在第一時間制作錨桿。

（2）錨桿的實際規格、長度與直徑一定要滿足相應的設計標準，錨桿桿體應該保持清潔。錨桿孔位、孔深與布置方式均應該滿足對應的標準，注漿漿液配合比應該基于實際的設計標準進行操作，進而使實際強度能夠符合標準。

（3）根據設計方案，確定錨桿鉆孔孔口，孔位偏差的允許范圍要控制在±50mm，鉆孔和巖面之間應該保持垂直關系，鉆孔深度和直徑一定要符合桿體的要求。

（4）錨桿桿體插入錨桿孔時，其位置應該維持居中狀態，并且桿體露出的實際長度應＜噴層厚度，錨桿墊板和孔口混凝土應該保持密貼狀態，并且動態檢測錨桿頭的變形程度。

5 結束語

綜上所述，分離隧道時使用頻率最高的高速公路隧道形式，兩洞作業的實際條件存在較大的差異，作業效率同樣有很大的不同。因此，公路建設單位應該將隧道項目的重要性擺在首要位置，應該基于挖洞圍巖爆破的實際狀況，借助有限元數值模擬的方式，完成計算及剖析，進而獲得可靠性較高的預測結果及數據，有效檢測洞內外的建設情況。此外，人員調度及項目管理等相關工作也應該落實，如此，才能夠使項目建設質量的安全性得到有效保障，促進國內高速公路建設水平及質量的提升。