研究公路隧道施工技術(shù)要點(diǎn)及控制措施

繆騏羽

（舟山市公路與運(yùn)輸管理中心，浙江 舟山 316000）

公路隧道工程是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工程，在工程施工建設(shè)階段隧道的施工難度較大，對(duì)技術(shù)水平的要求較高，因此需要全面掌握技術(shù)要點(diǎn)，提高隧道施工水平，為運(yùn)輸、物流等行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供良好的運(yùn)輸環(huán)節(jié)與條件。另外在施工建設(shè)階段需要加強(qiáng)對(duì)工程的質(zhì)量管控，進(jìn)一步保證工程質(zhì)量，減少其他因素對(duì)工程造成的影響，提高工程的穩(wěn)定性與安全性。

1 工程概況

隧道1 座，為寺山隧道（K9+880～K10+880，總長(zhǎng)1000m）。此隧道為單洞雙向隧道，采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車速度為60km/h。隧道洞口段穿越殘積、強(qiáng)～中風(fēng)化凝灰?guī)r，圍巖穩(wěn)定性差；洞身段穿越微風(fēng)化巖體，圍巖完整性、穩(wěn)定性較好，地下水以孔隙水與基巖裂隙水為主，水量較貧乏。本項(xiàng)目隧道工程比重大，主要工程量為長(zhǎng)度1000m 的隧道，其余均為少量附屬工程，因此本次施工組織設(shè)計(jì)主要針對(duì)隧道施工進(jìn)行詳細(xì)優(yōu)化布置；隧道超寬，凈寬15m；進(jìn)出口圍巖差，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖長(zhǎng)度分別為140m、120m；進(jìn)洞口偏壓嚴(yán)重，采用半明半暗進(jìn)洞方案，設(shè)偏壓擋墻。

2 公路隧道施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 隧道洞口土石方開(kāi)挖施工技術(shù)要點(diǎn)

洞口施工是公路隧道施工的主要組成部分，為了提高洞口施工質(zhì)量，需要把握洞口施工要點(diǎn)[1]。洞口施工需要盡量避開(kāi)雨季，如果需要在雨季施工，工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況制定施工方案并做好防護(hù)措施，全面監(jiān)測(cè)山坡的穩(wěn)定情況。對(duì)洞口土石方來(lái)說(shuō)，需要結(jié)合地層穩(wěn)定性、施工季節(jié)并明確施工的時(shí)機(jī)和方法。因?yàn)槭┕きh(huán)境較為復(fù)雜，對(duì)洞口邊坡、仰坡土石方的開(kāi)挖需要減少對(duì)巖、土體的影響，禁止使用大爆破方法；對(duì)于邊坡及仰坡上可能坍塌的表土、灌木及邊坡與仰坡上的浮石、危石需要及時(shí)清除，進(jìn)洞前需要根據(jù)設(shè)計(jì)方案做好加固處理工作；對(duì)松軟地層進(jìn)行開(kāi)挖邊、仰坡的過(guò)程中，開(kāi)挖的過(guò)程需要做好支護(hù)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)了解山坡穩(wěn)定情況。如果洞口存在地層滑坡、崩塌等情況，要做好預(yù)防穩(wěn)定措施，為施工的安全提供保障。偏壓洞口需要做好支擋、反壓回填等工作；需要根據(jù)偏壓地形情況合理選擇開(kāi)挖方法，避免受到其他因素影響導(dǎo)致偏壓嚴(yán)重。將明挖法應(yīng)用于邊坡與仰坡的施工過(guò)程中，結(jié)合從上至下的順序進(jìn)行針對(duì)性開(kāi)挖。第一階段需要挖至設(shè)計(jì)臨時(shí)成洞面，同時(shí)結(jié)合圍巖情況及暗洞開(kāi)挖方法預(yù)留進(jìn)洞臺(tái)階。第二階段需要對(duì)其余部分進(jìn)行開(kāi)挖，產(chǎn)生永久性邊仰坡。如果存在弱風(fēng)化巖石，需要通過(guò)微震控制爆破處理。在雨季前建立邊仰坡排水系統(tǒng)。確保隧道與洞外排水系統(tǒng)的穩(wěn)定連接，不可對(duì)隧道與明洞基礎(chǔ)造成侵襲導(dǎo)致其軟化。開(kāi)挖的土石方需要在進(jìn)洞前完成，廢棄土石方需要放置在指定地點(diǎn)，不可堆積在邊坡、仰坡上方。如果洞口周圍有建筑物，需要使用弱爆破的方法。石方開(kāi)挖的過(guò)程中，首先需要明確爆破方案，同時(shí)對(duì)炮位、炮孔深度及用藥量進(jìn)行合理計(jì)算。

2.2 洞身開(kāi)挖施工技術(shù)要點(diǎn)

公路隧道洞身開(kāi)挖的施工量較大，施工斷面較大，施工過(guò)程易對(duì)洞身造成影響，為了滿足工程要求，在施工階段需要加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的控制[2]。洞身開(kāi)挖需要結(jié)合隧道長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)形式、斷面大小等條件，合理選擇開(kāi)挖方案，為了最大程度利用圍巖的自承能力，需要使用有助于減少超挖、圍巖擾動(dòng)的方法對(duì)洞身開(kāi)挖。結(jié)合隧道圍巖情況、隧道形式及洞口的施工條件，該項(xiàng)目V 級(jí)圍巖區(qū)使用雙側(cè)壁導(dǎo)坑超短臺(tái)階法、拱部留核心土弧形開(kāi)挖法進(jìn)行施工；Ⅳ級(jí)圍巖區(qū)使用拱部留核心土弧形開(kāi)挖法進(jìn)行施工；Ⅲ級(jí)圍巖區(qū)使用臺(tái)階法開(kāi)挖確保其貫通。V 級(jí)圍巖開(kāi)挖需要使用挖掘機(jī)與人工配合的無(wú)爆破施工方法，避免對(duì)地層造成擾動(dòng)。開(kāi)挖需要做好監(jiān)控工作，了解圍巖與支護(hù)變形情況，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。完成側(cè)壁導(dǎo)坑的開(kāi)挖作業(yè)后，需要及時(shí)支護(hù)在早期形成封閉環(huán)。側(cè)壁導(dǎo)坑形狀與橢圓形斷面接近，導(dǎo)坑跨度為隧道跨度的1/3。對(duì)左側(cè)與右側(cè)導(dǎo)坑進(jìn)行施工時(shí)，需要嚴(yán)格控制前后拉開(kāi)距離，確保其大于15cm，導(dǎo)坑和中間土地共同施工，導(dǎo)坑需要超前30-50m。Ⅳ級(jí)圍巖開(kāi)挖需要將開(kāi)挖面分為四個(gè)部分逐級(jí)掘進(jìn)施工，核心土面積需大于地面面積的一半。為了便于機(jī)械作業(yè)，需要對(duì)上部開(kāi)挖高度與中部開(kāi)挖高度進(jìn)行合理控制，均為4.5m，下部臺(tái)階為3.5m。各臺(tái)階完成開(kāi)挖后，需要噴射4cm 厚混凝土，封閉圍巖，采用鋼架與鎖腳錨桿，分層再次噴射至設(shè)計(jì)厚度，必要情況需要在各臺(tái)階臨時(shí)設(shè)置仰拱，強(qiáng)化支護(hù)。Ⅲ級(jí)圍巖開(kāi)挖過(guò)程中臺(tái)階不需要分多層，上下臺(tái)階的距離需要符合設(shè)備正常作業(yè)要求。如果頂部圍巖存在破碎情況，需要適當(dāng)延遲臺(tái)階的長(zhǎng)度。施工需要遵循先護(hù)后挖的原則，開(kāi)挖過(guò)程中使用微震光面爆破技術(shù)。

2.3 初期支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

支護(hù)是公路隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)，需要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)流程及標(biāo)準(zhǔn)件施工，初期支護(hù)的主要內(nèi)容為噴射混凝土與錨桿施工[3]。噴射混凝土大多需要應(yīng)用濕噴工藝，液體速凝劑采用環(huán)保無(wú)堿速凝劑，對(duì)濕噴混凝土的坍落度進(jìn)行合理控制，為80-120m。隧道開(kāi)挖后便需要及時(shí)對(duì)巖面噴射混凝土，避免巖體松弛。噴射需要分段、分片按照順序進(jìn)行，遵循從上至下的順序，各作業(yè)區(qū)段的縱向長(zhǎng)度需要控制在6m 內(nèi)。混凝土噴射需要緊跟開(kāi)挖面，對(duì)下次爆破與混凝土噴射結(jié)束的間隔進(jìn)行合理控制，不可小于4h。一次混凝土噴射的厚度與位置需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求明確，初噴厚度需要大于4-6cm，復(fù)噴一次噴射厚度拱頂需要低于10cm，邊墻不可超過(guò)15cm。第二次噴射混凝土需要在錨桿、鋼架等安裝完成后，為了保證錨桿的穩(wěn)定性還要建立受力層，避免巖體及洞身變形。

錨桿施工過(guò)程中，鉆孔的深度不可低于錨桿桿體的長(zhǎng)度，但是深度超長(zhǎng)值不可高于100mm。采用直線鉆孔的方法使錨桿鉆孔的方向與開(kāi)挖面處于垂直的狀態(tài)下，如果巖層面或者主要結(jié)構(gòu)面較為明顯，需要盡量形成較大交角，但是與開(kāi)挖面的垂直偏差不可高于20°。水泥砂漿錨桿孔深的允許偏差為±50mm。完成錨桿的安裝后需要進(jìn)行拉力試驗(yàn)，確保其強(qiáng)度滿足工程要求。

2.4 二次襯砌施工技術(shù)要點(diǎn)

二次襯砌施工階段為了提高施工質(zhì)量，需要使用全液壓自動(dòng)行走的整體襯砌臺(tái)車，臺(tái)車外設(shè)置高頻振搗設(shè)備，同時(shí)采用插入式振搗器將混合料振搗密實(shí)。另外，為了防止柔水性防水層受施工影響出現(xiàn)防水效果不佳的問(wèn)題，需要采用低堿性膨脹水泥砼將襯砌制作為具備良好防水功能的結(jié)構(gòu)[4]。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 建立完善的質(zhì)量控制體系

首先，需要以項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人為主，加大管理系統(tǒng)的建設(shè)力度，組織施工人員、質(zhì)檢人員及其他工作人員在各分享工程開(kāi)工前分析施工方案、工藝及技術(shù)措施等，并提出建議，為工程質(zhì)量提供技術(shù)保障。對(duì)于施工階段存在的薄弱環(huán)節(jié)，需要安排工作人員進(jìn)行QC 公關(guān)，在施工開(kāi)展前，工程科分層次展開(kāi)書面技術(shù)咨詢工作，為后續(xù)施工作業(yè)的順利進(jìn)行提供保障和規(guī)范。其次，需要通過(guò)質(zhì)檢科組織施工和試驗(yàn)，并要求現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員對(duì)確保各項(xiàng)施工工藝的有效實(shí)施提出解決措施，工程實(shí)施前向施工部門做好落實(shí)工作。在實(shí)際施工階段需要加強(qiáng)監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，保證施工階段的工程質(zhì)量。另外需要建立專門的培訓(xùn)機(jī)制和獎(jiǎng)懲機(jī)制，強(qiáng)化其專業(yè)素質(zhì)及職業(yè)道德素養(yǎng)。

3.2 提高原材料的質(zhì)量控制水平

對(duì)公路隧道施工來(lái)說(shuō)，為了能夠有效保證工程質(zhì)量需要加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制。隧道工程使用原材料類型較多，主要包括鋼筋、混凝土及防水板等，因此在進(jìn)行原材料選擇的過(guò)程中，需要確保其強(qiáng)度質(zhì)量符合施工要求。例如在噴射支護(hù)施工過(guò)程中，需要確保混凝土具有良好的強(qiáng)度。使用前需要對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可應(yīng)用于施工。另外對(duì)鋼筋來(lái)說(shuō)，需要保證其性能良好，表層沒(méi)有裂紋、鐵銹等問(wèn)題，如果存在異常情況需要及時(shí)更換[5]。公路隧道的施工量較大、施工周期較長(zhǎng)，使用原材料類型豐富，因此需要對(duì)其分類管理、合理存儲(chǔ)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)、出場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)記錄，為工程的順利進(jìn)行提供保障。

3.3 建立完善的質(zhì)量檢查機(jī)制

施工階段需要建立完善的質(zhì)量檢查機(jī)制，施工班組需要定期進(jìn)行自檢，同時(shí)施工部門、質(zhì)檢部門等其他部門需要加大巡回檢查力度，進(jìn)行相應(yīng)工序的過(guò)程中進(jìn)行全面檢查，同時(shí)為下一道工序做好準(zhǔn)備，夯實(shí)基礎(chǔ)[6]。其次各班組需要互相監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。最后施工人員、質(zhì)檢人員需要對(duì)整個(gè)施工流程進(jìn)行巡回檢查，對(duì)于一些影響工程質(zhì)量較為明顯的問(wèn)題制定科學(xué)合理的改進(jìn)措施，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量的有效控制，確保工程整體質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隧道施工是公路工程的重要組成部分，目前隧道工程建設(shè)階段仍存在一些問(wèn)題，因此需要進(jìn)一步提高施工水平，把握施工技術(shù)要點(diǎn)，采取有效的質(zhì)量控制措施，最大程度提高施工效率，保證工程質(zhì)量。