公路隧道施工技術(shù)探討

王國(guó)棟

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路隧道項(xiàng)目日益增多，文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)公路隧道洞外預(yù)加固及防護(hù)措施進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)洞內(nèi)施工技術(shù)進(jìn)行了分析，從而有效的確保隧道施工的安全和質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】公路隧道；施工技術(shù)；質(zhì)量

中圖分類號(hào)： U452.11；U456.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）12-0173-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.079

Discussion on Construction Technology of Highway Tunnel

WANG GUO-Dong

（Gansu Wuhuan Highway Engineering Co.，Ltd.，Lanzhou，Gansu 730000，China）

【Abstract】With the development of economy，the number of highway tunnel projects is increasing day by day. Combining with engineering examples，this article summarizes pre-consolidation and protective measures of highway tunnels，analyzes the construction technology inside the tunnel， and effectively ensures the safety of tunnel construction. And quality.

【Key words】Highway tunnel；Construction technology；Quality

0 前言

近些年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了快速發(fā)展，高速公路在修筑的過(guò)程中，隧道工程的里程不斷增加，高速公路隧道施工由于自然環(huán)境和地質(zhì)條件的原因，存在諸多安全隱患。如果一旦發(fā)生安全事故，破壞規(guī)模極大，造成的損失難以想象，因此，要做好施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和安全管理。而且造成隧道安全事故的影響因素很多，存在很大的隨機(jī)性，施救難度也會(huì)非常困難，降低了人員的生還率，同時(shí)也會(huì)對(duì)工程造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，在公路隧道施工的過(guò)程中，加強(qiáng)施工技術(shù)方案的確定和施工安全至關(guān)重要。

1 工程概況

某公路隧道左線起迄樁號(hào)ZK122+463～ZK125+580，全長(zhǎng)3117m；右線起迄樁號(hào)YK122+495～YK125+595，全長(zhǎng)3100m，采用分離式結(jié)構(gòu)型式，左右幅相距約20～30m，屬特長(zhǎng)隧道。隧道所在位置為丘陵斜坡地貌，隧道出口自然坡度約25°，隧道埋深較淺。表部分布?xì)埰路e灰黃色含碎石粉質(zhì)黏土，層厚一般約0.5～1.0m，種植茶樹和竹林。下伏砂巖，灰綠色、肉紅色，主要成份為長(zhǎng)石，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬。隧道出口段發(fā)育F8斷層破碎帶，巖體破碎，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體完整性較差。隧道圍巖穿越構(gòu)造破碎帶，隧道埋深較淺，圍巖穩(wěn)定較差，[BQ]<250，綜合評(píng)定為Ⅴ級(jí)圍巖。

2 施工技術(shù)

隧道施工重點(diǎn)要解決的問(wèn)題就是隧道施工的質(zhì)量和安全兩大問(wèn)題。需要結(jié)合項(xiàng)目的地質(zhì)、水文等情況，對(duì)滑體做好相關(guān)方面對(duì)工作。首先是加強(qiáng)滑坡坡面地表水引排。其次，應(yīng)該加強(qiáng)滑體坡腳支擋，再次，加固滑體松散體。針對(duì)隧道開安全及質(zhì)量控制必須保證隧道開挖洞身穩(wěn)定、控制隧底沉降、解決滑動(dòng)面滑體錯(cuò)動(dòng)問(wèn)題，具體措施如下。

2.1 洞外預(yù)加固及防護(hù)措施

（1）隧道區(qū)滑坡體加固

YK122+495～YK125+595段地表土體進(jìn)行注漿加固，隧道中線左右兩側(cè)各7m采用φ50 袖閥管注漿加固，鉆孔直徑為φ91，間距1m×1m，梅花形布置，袖閥管伸入拱部二襯外緣以下6m?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工效果如圖2 所示，由于部分袖閥管伸入隧道凈空并予以注漿，在隧道開挖施工過(guò)程中，需要對(duì)袖閥管端頭予以切割處理，同時(shí)由于注漿體強(qiáng)度過(guò)高，采用非爆開挖難度相對(duì)加大。

（2）隧道洞身兩側(cè)圍護(hù)墻隔離止水

YK122+495～YK125+595段隧道兩側(cè)外墻外4m 范圍內(nèi)采用φ76 鋼管樁注漿加固，間距1m×1m，梅花形布置，鋼管樁底伸入基巖長(zhǎng)度不小于1m，形成止水帷幕，在隧道兩側(cè)止水帷幕內(nèi)設(shè)置4根抗滑樁，止水帷幕及抗滑樁共同組成隧道兩側(cè)圍護(hù)墻，圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)起到隔斷隧道兩側(cè)土層應(yīng)力傳遞及阻斷洞身兩側(cè)地下水向洞內(nèi)匯集的作用。

（3）洞口邊仰坡坡腳加固

洞門端墻背后設(shè)置4根抗滑樁，與洞門端墻形成聯(lián)合支護(hù)體系，起到穩(wěn)定洞口仰坡坡腳的作用；在洞門兩側(cè)邊坡坡腳各設(shè)置兩根抗滑樁，抗滑樁與擋墻聯(lián)合作用，保證洞口邊坡穩(wěn)定。在端墻及擋墻上間隔2m，梅花形布置泄水孔，確保墻后地下水引排。

（4）洞口雙層管棚

原設(shè)計(jì)洞口設(shè)置40m大管棚，管棚采用φ108熱軋無(wú)縫鋼管制作，環(huán)向間距40cm，一環(huán)38根。根據(jù)設(shè)計(jì)基巖線分析，該管棚未進(jìn)入基巖內(nèi)，只起到加固作用，為了確保隧道開挖后上部碎塊石土的穩(wěn)定，與設(shè)計(jì)商議，在原設(shè)計(jì)管棚上方增設(shè)進(jìn)入基巖的100m超長(zhǎng)管棚，超長(zhǎng)管棚采用φ108 熱軋無(wú)縫鋼管制作，環(huán)向間距40cm，共設(shè)置38根，同時(shí)對(duì)導(dǎo)墻基底采用φ75鋼管注漿進(jìn)行加固，確保導(dǎo)墻不沉陷。超長(zhǎng)管棚主要在洞口軟弱層開挖輪廓線上形成一圈穩(wěn)定的拱圈，起到“棚架效應(yīng)”作用，穩(wěn)定的拱圈承擔(dān)著開挖軟廓線外荷載，在隧道開挖過(guò)程中，防止出現(xiàn)圍巖溜坍；同時(shí)超長(zhǎng)管棚一端在洞口導(dǎo)向墻（固定端），另一端進(jìn)入基巖（固定端）；受力性好，能較好地承重。

（5）地表截水及坡面防護(hù)

刷隧道洞口邊仰坡前，應(yīng)先在坡頂設(shè)置截水天溝，并引排至隧區(qū)外。在完成邊仰坡刷坡工作后，及時(shí)施作坡面防護(hù)，為?；麦w穩(wěn)定，本工點(diǎn)采用錨桿框架梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。

（6）設(shè)置明洞

在DK254+362～D2K254+367段設(shè)置5m明洞，待明洞及洞門施工完成后，進(jìn)行坡腳反壓回填。

2.2 洞內(nèi)施工措施

（1）掌子面玻璃纖維

由于地表注漿及管棚注漿存在一定的盲區(qū)，導(dǎo)致隧道開挖后，掌子面存在一定程度的滑塌現(xiàn)象，對(duì)施工造成一定的安全穩(wěn)患，同時(shí)坍塌可能造對(duì)初期支護(hù)拱架的沖擊，導(dǎo)致初期支護(hù)拱架變形；通過(guò)采用玻璃纖維注漿加固；有效保證了掌子面穩(wěn)定。

（2）開挖支護(hù)措施

為有效控制隧道變形及滑體穩(wěn)定，在洞口D2K254+362～+429段采用交叉中隔壁法（CRD法）施工，開挖采用人工結(jié)構(gòu)小型機(jī)械作業(yè)的方式進(jìn)行。全斷面分成六部分開挖，每開挖一部均及時(shí)施作初支護(hù)、中隔壁、臨時(shí)仰拱；支護(hù)采用Ⅰ22型鋼支撐，間距為0.6m，拱部144°范圍設(shè)置超前小導(dǎo)管，環(huán)向間距0.4m，單根長(zhǎng)度4m，搭接長(zhǎng)度1.5m；拱墻范圍設(shè)置系統(tǒng)徑向錨桿，間距0.4m，錨桿長(zhǎng)度4m。

（3）洞口隧底加固

洞口段因處于滑體內(nèi)，承載力較低，且不均勻分布風(fēng)化砂，為了確保隧道沉降滿足要求，保證鐵路運(yùn)營(yíng)安全，在仰拱開挖后，對(duì)基底采用φ76鋼管樁注漿加固，鋼管樁伸入基巖內(nèi)不少于1m。

（4）初支背后即時(shí)注漿

隧道開挖后，周邊圍巖局部存在松散現(xiàn)象，初支拱架立起后，拱架與圍巖之間會(huì)形成一定程度的空腔，一定時(shí)間后，該空腔上方的土層掉到初支拱架上形成動(dòng)荷載，將加劇隧道初支變形，對(duì)初期支護(hù)進(jìn)行即時(shí)注漿，主要解決初支拱架背后空腔問(wèn)題，防止形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的動(dòng)荷載對(duì)初支結(jié)構(gòu)影響，減少初支變形，具體操作方式為：在隧道初期支護(hù)完成后，封閉掌子面，采用YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)對(duì)初支壁進(jìn)行打孔，打孔過(guò)程采用干鉆，防止增加圍巖周邊土層含水量，鉆頭42mm即可，孔深2m為宜，采用人工頂管，管口設(shè)置注漿閥門，采用注漿機(jī)從孔口向內(nèi)注漿，終壓控制在0.2MPa，分2～3次完成單孔注漿，每次壓力達(dá)到0.2MPa后，維壓2分鐘后暫停注漿，休息5分鐘后恢復(fù)該孔注漿，如此循環(huán)，2～3次即可，對(duì)初支按1m（環(huán)向）×0.6（每榀）進(jìn)行打孔注漿，注漿完成后，采取打孔檢測(cè)是否有空洞；如檢測(cè)孔存在空洞情況，初支打孔進(jìn)行加密；待完成回填注漿后，方可對(duì)掌子面進(jìn)行開挖掘進(jìn)，本工點(diǎn)通過(guò)該工藝后，圍巖變形明顯得到控制，確保了隧道施工安全。

（5）監(jiān)控量測(cè)

對(duì)隧道拱頂下沉周邊收斂位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護(hù)效果，指導(dǎo)施工工序預(yù)防坍塌，保證施工安全。對(duì)周邊收斂位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)變形的速率及量值判斷圍巖的穩(wěn)定程度，選擇適當(dāng)?shù)亩r支護(hù)時(shí)機(jī)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。地表下沉。對(duì)隧道埋深較淺段進(jìn)行地表沉降監(jiān)測(cè)，判定隧道開挖對(duì)地表的影響，與拱頂下沉數(shù)據(jù)相互應(yīng)證。通過(guò)對(duì)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，圍巖變形出現(xiàn)兩個(gè)急劇變形點(diǎn)，一個(gè)在拱部開挖后，封閉成環(huán)后會(huì)逐漸出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定期，下部開挖時(shí)出現(xiàn)，全部封閉成環(huán)時(shí)逐漸穩(wěn)定；另由于埋深較小，雨水對(duì)隧道變形影響較大。

3 總結(jié)

由于我國(guó)公路建設(shè)一直處于高速發(fā)展階段，隧道也隨之不斷出現(xiàn)，且其通常都是核心性工程，對(duì)于公路整體建設(shè)和路網(wǎng)整體影響頗深，隧道的設(shè)計(jì)理念更應(yīng)具備一定的超前性，以此使路網(wǎng)的升級(jí)改造具備充足的可能性，并具備可持續(xù)的發(fā)展動(dòng)力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]林勝利.隧道襯砌壁后注漿正水技術(shù)[J].山西建筑，2005，31（7）：122-124.

[2]張海濤.公路隧道大管棚施工技術(shù)[J].山西建筑，2007，33（6）：338-339.

[3]韓日美，謝永利.淺埋暗挖法施工中結(jié)構(gòu)受力的合理轉(zhuǎn)換[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2007（03）：71-76.

[4]杜澍祥，周一龍，唐海中.VIKOR法在婁衡高速公路施工安全管理水平評(píng)估中的研究及應(yīng)用[J].公路工程，2017（04）：198-203.

[5]劉開云，喬春生，滕文彥.邊坡位移非線性時(shí)間序列采用支持向量機(jī)算法的智能建模與預(yù)測(cè)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2004（1）：57-61.

[6]趙洪波.支持向量機(jī)在隧道圍巖變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005（4）：649-652.

[7]姜諳男.基于PSO-SVM非線性時(shí)序模型的隧洞圍巖變形預(yù)報(bào)[J].巖土力學(xué)，2007（6）：1176-1180.