山體隧道施工技術發展淺析

范 明

北京建工路橋集團有限公司 北京 100123

前言

傳統意義上的山體隧道施工技術主要包括山嶺隧道施工技術、水底隧道施工技術、淺埋及軟土隧道施工技術等類別。而每一種施工技術所采用的施工手段都存在不同之處。基于此，本文主要分析了傳統盾構機與新奧法施工技術等工藝，進而為后續研發新的山體隧道施工技術提供重要助力，以便提高隧道施工質量。

1 傳統山體隧道施工技術的要點

1.1 盾構機施工技術

盾構機施工工藝在傳統山體隧道施工過程中占據著重要地位。在具體施工環節，它主要分為以下施工步驟：首先，需在施工現場安置一個垂直井，并利用混凝土在周邊進行強化處理；其次，需在垂直井底部安裝一個盾構機，與此同時配備相應的千斤頂；最后，在千斤頂的支撐下促使盾構機向前開挖出一條隧道，并利用混凝土進行堆砌，在地勢較高部分借助鋼制襯砌進行加固，由此完成山體隧道施工任務。在應用盾構機施工技術時還需按照以下施工順序加以操作，需先行將土層開挖成網格式，并在地質勘查結果的支持下及時糾正隧道挖掘方向，這樣才能保證所建設的山體隧道穩定性更高。但此種方法造價成本過高，且施工可靠性不強，極易引發圍巖穩定性變差，甚至會影響施工進度。所以，在此基礎上，需對其加以改進，確保新型山體隧道施工技術能妥善處理上述問題[1]。

1.2 新奧法施工技術

新奧法也是山體隧道施工過程中常使用的一種施工技術。它能極大程度上降低圍巖所受外界影響而出現的不穩定性風險。由于圍巖本身具有一定的承載力。在使用爆破手段開挖路面時需要馬上對洞身噴灑混凝土，由此增強圍巖的承載力。通常情況下，新奧法在硬度較大的山體隧道施工項目中具有突出的應用優勢。

2 新型山體隧道施工技術的要點

2.1 科學布置測量控制網

在山體隧道施工過程中可通過科學布置測量控制網的方式，保證所建設的山體隧道質量符合新時代發展要求。首先，在布設環節，設計人員需要根據施工現場地質條件及周邊環境合理制定施工圖紙，并積極收集當地水文地質資料，包括隧道斜井等內容，這些都是山體隧道建設期間所需要的重要依據；其次，在具體施工時技術人員需要選擇精準度較高的測量儀器，保證測量結果更加可靠；最后，可在隧道洞口處設置超過三個的水準點，以便后期測量時能形成一個標準的參考物。針對山體隧道洞外也需要進行科學測量，尤其是對直線隧道＞1km、曲線隧道長度＞500m的隧道，這樣能夠保證所建設的山體隧道能具有較強的穩定性，以便后期使用時能夠具有較強的安全性[2]。

2.2 超前支護施工技術

在部分地區的山體隧道施工項目中，因其處于不良地質環境中，故而在應用施工技術時需注重支護效果。比如可采用超前支護施工技術，具體施工流程 如下：（1）針對不穩定的巖層，可利用全斷面一次爆破手段對巖層進行破除，然后借助錨網、臨時噴漿等，使其順利完成跟進任務；（2）在應用永久性澆灌支護工藝時需保證在低于工作面30m的位置上進行操作。若所面對的區域地段較差，可適當增設鋼拱架支護；（3）結合巖層不同特點選用相應的支護方法。比如在山體隧道施工項目中巖層中多為白云巖、灰巖等，可應用全斷面混凝土施工技術實施噴凝支護，并將其厚度控制在70mm范圍內，且強度為C30，這樣才能保證山體隧道獲得最佳施工成果。

2.3 充分應用BIM技術

在山體隧道施工中，施工單位可利用BIM技術的可視化及模擬性特征，為施工提供指導，提高施工質量與安全。以某跨海隧道為例，施工單位選擇Revit建模軟件，輸入隧道的平面布置圖及CAD圖紙等資料，構建隧道三維模型；選擇BIM5D軟件，模擬隧道施工，實現施工技術、施工進度與施工成本的有效控制。在施工技術方面，BIM5D軟件可結合隧道三維模型，模擬CRD施工流程，并生成動畫視頻，為施工人員的技術交底與崗前培訓提供參考，規范施工人員的施工操作；在施工進度方面，施工單位將相關進度文件導入軟件中，與隧道三維模型匹配，直觀顯示隧道施工的當前進度與計劃進度，明確落后的工序，實現精細化進度管理；在施工成本方面，施工單位利用BIM5D軟件計算隧道施工的工程量與材料成本，自動生成物資采購與供應計劃，為財務人員資金控制提供便利。

2.4 長、大鎖腳鋼管技術

長、大鎖腳鋼管技術常用于軟土隧道工程中，可避免初支下沉變形。在實際施工中，長、大鎖腳鋼管的工藝流程如下：鋼管制作→鋼托梁設置→鉆孔→安裝→注漿。在鋼管制作中，施工單位需結合隧道圍巖參數及初支變形狀況，合理選擇長、大鎖腳鋼管的長度、直徑等技術參數，保障其作用的發揮；在鋼托梁設置中，通常選擇縱向工字鋼托梁，在初支立架環節，要求施工人員盡量縮小鋼托梁與腹板間的縫隙，并以塞焊方式處理縫隙，提升焊縫的飽滿度與緊實度，保障長、大鎖腳鋼管的穩定性；在鉆孔施工中，選擇潛孔鉆機設備，要求孔位選為靠近鋼托梁中部正下方的位置，鉆孔的深度超過6.1m，外插角控制在15°-20°；在注漿中，長、大鎖腳鋼管安裝完成后，立即進行注漿，按照從大變小的順序控制注漿量，持續注漿十分鐘，直到進漿量為設計要求的80%，停止注漿。注漿時，施工人員需實時觀測壓力、漿量等參數，避免堵管或漏漿等質量通病。

3 結論

綜上所述，隨著時代的進步，山體隧道施工技術也得到了較大的發展空間，原有山體隧道施工技術顯然已經無法適應新時代發展需求，故而相關人員應加大山體隧道施工技術的研發力度，保證我國山體隧道質量更高。另外，施工人員還應充分應用信息化技術，由此降低山體圍巖變形率，使其具有更突出的建設價值。