高速公路隧道施工技術(shù)及控制關(guān)鍵點研究

摘要：隧道施工是高速公路建設(shè)中的重點與難點，而且存在較多的風(fēng)險性，容易對施工安全和質(zhì)量產(chǎn)生影響。強(qiáng)化對隧道施工技術(shù)的控制，可以使各個施工環(huán)節(jié)和流程得到優(yōu)化，確保技術(shù)應(yīng)用符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到預(yù)期質(zhì)量控制目標(biāo)，提高高速公路工程項目的整體效益。隧道施工的環(huán)節(jié)較多，因此技術(shù)控制的難度也較多，應(yīng)該結(jié)合過往施工經(jīng)驗進(jìn)行不斷總結(jié)，提升技術(shù)應(yīng)用水平。本文將對高速公路隧道施工的特點進(jìn)行分析，探索高速公路隧道施工技術(shù)的應(yīng)用措施，對高速公路隧道施工技術(shù)控制的關(guān)鍵點進(jìn)行研究，為實踐工作提供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路;隧道施工;技術(shù)控制;關(guān)鍵點

中圖分類號：U455.4

高速公路建設(shè)是一項周期較長的工程，尤其是在隧道段的施工當(dāng)中，地質(zhì)狀況、水文條件和氣候環(huán)境等都會產(chǎn)生不同程度的影響，如果圍巖出現(xiàn)失穩(wěn)狀況，則會對施工質(zhì)量和安全形成威脅。在惡劣天氣下也容易發(fā)生意外傷害事故，導(dǎo)致施工質(zhì)量、進(jìn)度、成本等受到影響。傳統(tǒng)施工技術(shù)和工藝存在一定局限性，需要根據(jù)新時期高速公路建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求加以全程控制，從多個角度出發(fā)對技術(shù)體系予以改善，為高速公路隧道安全投運(yùn)創(chuàng)造條件。除了應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與改進(jìn)外，還應(yīng)該結(jié)合隧道的實際情況編制可行性方案，做好施工組織規(guī)劃工作，確保各項工作有條不紊的推進(jìn)。針對不同環(huán)節(jié)的施工技術(shù)，制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，體現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢。

一、高速公路隧道施工的特點

隧道施工的風(fēng)險較大，尤其是在施工中會發(fā)生地質(zhì)條件的改變，當(dāng)出現(xiàn)暴雨天氣時容易造成滑坡和泥石流、崩塌等事故，引起施工安全事故，嚴(yán)重時造成人員的傷亡。高速公路的建設(shè)周期較長且規(guī)模較大，因此在隧道施工中的影響因素也呈現(xiàn)出多元化和豐富性的特征，需要綜合考量人員、材料、設(shè)備和環(huán)境等，以消除對施工質(zhì)量和安全的威脅。施工事故具有突發(fā)性的特點，容易在短時間內(nèi)造成嚴(yán)重的損失【1】。此外，隧道施工中存在大量的隱蔽工程，這也是加大施工難度的主要原因。只有在確保上一道施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后才能開展下一道工序，如果缺乏對隱蔽工程的關(guān)注，則容易影響進(jìn)度和質(zhì)量。圍巖會隨著時間的變化而發(fā)生改變，因此需要做好實時性的監(jiān)測工作，針對圍巖情況來制定施工方案。尤其是在隧道開挖施工中，需要對圍巖進(jìn)行全面支護(hù)，以構(gòu)建完善的支撐體系，防止出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的情況。土質(zhì)情況和水文條件的影響較大，惡劣的施工環(huán)境和繁雜的工序都對施工人員提出了更高的要求。

二、高速公路隧道施工技術(shù)的應(yīng)用措施

（一）明洞及邊仰坡開挖技術(shù)

明洞及邊仰坡開挖是隧道施工的基礎(chǔ)內(nèi)容，開挖效果會影響后續(xù)施工作業(yè)情況。施工人員應(yīng)該確保測量放樣的精確性，對明洞邊坡和仰坡頂線加以確定，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差。將截水溝設(shè)置在坡頂位置，實現(xiàn)對積水的有效控制，采用分層開挖的方式處理邊仰坡，按照由上至下的順序保障開挖的安全性和高效性【2】。做好現(xiàn)場環(huán)境的全面勘察，構(gòu)建完善的防護(hù)體系，防止邊仰坡暴露時間過長而對其力學(xué)性能造成影響。施工人員要合理調(diào)整錨桿的間距，以增強(qiáng)支護(hù)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，此外也可以控制混凝土的噴射厚度和鋼筋網(wǎng)密度，提高整體防護(hù)效果。在施工前應(yīng)該對挖掘機(jī)的性能狀況進(jìn)行檢測，防止在開挖中出現(xiàn)故障和意外傷害事故。為了更加及時的獲取邊仰坡的情況，包括了沉降量和位移情況等等，還需要設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測點【3】。

（二）鉆爆技術(shù)

鉆爆處理是加快隧道施工進(jìn)度的關(guān)鍵，由于在施工中會用到大量的炸藥，而且會對邊坡穩(wěn)定性造成一定程度的影響，因此施工難度和風(fēng)險性更高。針對隧道施工的具體要求選擇性能可靠的爆破設(shè)備，乳化炸藥在實踐中的應(yīng)用效果較好。針對施工區(qū)域的巖石性質(zhì)進(jìn)行分析和評估，制定切實可行的爆破設(shè)計方案，在做好測量放線的基礎(chǔ)上，保障良好的成孔質(zhì)量【4】。明確爆破的強(qiáng)度要求，由專業(yè)爆破人員對爆破炸藥量和爆破點進(jìn)行設(shè)置，加強(qiáng)對施工人員的安全防護(hù)，避免落石等造成威脅。做好裝藥量的計算工作，在嚴(yán)格檢查鉆孔質(zhì)量并確保其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后進(jìn)行裝藥和堵塞【5】。在起爆前應(yīng)該做好警戒，實現(xiàn)對危險區(qū)域的有效劃分，完成爆破后應(yīng)該及時通風(fēng)。為了做好預(yù)測及控制工作，還應(yīng)該通過虛擬試炸的方式獲得更加詳細(xì)的爆破參數(shù)，利用計算機(jī)進(jìn)行反復(fù)模擬和評估。

（三）錨桿施工技術(shù)

錨桿施工技術(shù)的應(yīng)用，可以為支護(hù)體系的建設(shè)提供可靠保障，有利于改善巖體的力學(xué)性能，降低施工中的風(fēng)險。明確預(yù)設(shè)點，確保鑿巖機(jī)的正確就位，針對施工中的雜物加以清理，防止對錨桿質(zhì)量造成影響。為了對孔位偏差加以控制，應(yīng)該采用先短桿后長桿的方式，借助于錨桿鉆機(jī)和人工鉆孔的方式提高施工靈活性，提高鉆孔的質(zhì)量效果?？讖揭^錨桿直徑的10mm左右，對各類材料和設(shè)備的準(zhǔn)備情況進(jìn)行核查。水泥砂漿強(qiáng)度應(yīng)該在M20以上，砂子直徑不能超過3mm，止?jié){塞的深度在30cn以上，嚴(yán)格檢查注漿泵、錨桿、注漿管的連接情況【6】。在明確工藝流程的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該對施工中的各個要點加以把控，孔位偏差不同超過50mm，對孔軸方向進(jìn)行檢查，確保錨桿機(jī)的良好固定效果。在確定孔深時，其偏差不能超過50mm。

（四）混凝土噴射施工技術(shù)

混凝土噴射施工也是隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)工藝，包括了潮噴和濕噴兩種方式，為了創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，在施工中可以采用潮噴的處理方式，有利于降低施工成本。濕噴施工技術(shù)對于黏結(jié)性的改善效果較好，能夠使圍巖承載力得到提升，起到良好的支撐作用。氣密劑在噴射用混凝土中應(yīng)用時，應(yīng)該確保透氣系數(shù)不超過10-10cm/s，在模筑用混凝土中應(yīng)用時，其透氣系數(shù)應(yīng)該不超過10-11cm/s.加強(qiáng)對混凝土配合比的嚴(yán)格控制，確保用水量誤差在1%以內(nèi)，氣密劑和水泥盤誤差在2%以內(nèi)。砂、水泥和氣密劑的攪拌質(zhì)量會對混凝土的噴射施工質(zhì)量造成影響，將時間控制在1-1.5min之間，石子和水加入后的攪拌時間在2min左右【7】。做好混凝土的養(yǎng)護(hù)處理，確保養(yǎng)護(hù)時間在28d以上?；炷羾娚涫┕ち鞒倘鐖D1所示。

（五）防排水施工技術(shù)

積水是影響隧道施工的主要因素，因此還需要構(gòu)建完善的防排水系統(tǒng)，加強(qiáng)對積水的及時處理。在進(jìn)洞前，可用混凝土噴射施工工藝做好封閉，針對巖層裂縫問題進(jìn)行改善，通過水渠的設(shè)置對低洼位置的積水進(jìn)行排出。在洞口上方設(shè)置截水溝，為了確保其良好的防水效果，在施工中還應(yīng)該進(jìn)行砌筑。針對邊坡坡面可以通過防水混凝土加以強(qiáng)化，對于滲漏水問題的預(yù)防作用顯著。在初期支護(hù)環(huán)節(jié)也應(yīng)該構(gòu)建防水體系，通過壓漿法對脫空位置進(jìn)行強(qiáng)化，應(yīng)該注重對圍巖的有效防護(hù)，避免造成巨大的擾動【8】。設(shè)置止水帶時應(yīng)該確保良好的平整度，根據(jù)施工要求合理設(shè)置止水帶長度，針對接頭位置做好密封處理。

（六）案例分析

在某高速公路隧道施工當(dāng)中，鉆孔時采用自制開挖臺架進(jìn)行配合，保障全斷面能夠一次成型。在裝碴時運(yùn)用側(cè)翻裝載機(jī)與挖掘機(jī)，運(yùn)碴時采用自卸汽車。在拱架施工中主要應(yīng)用工字鋼架與格柵鋼架，在加工時應(yīng)該滿足施工要求及相關(guān)規(guī)定。主爆藥采用爆炸性能、抗水性能、安全性能較好及環(huán)境污染小的2號巖石乳化炸藥，規(guī)格為Φ32mm×200mm。周邊眼采用直徑Φ25mm×200mm低爆速的光爆藥卷。運(yùn)用混凝土濕噴機(jī)開展噴射工作，及時清理其中存在的雜物與粉塵，初噴混凝土厚度值為4-6cm。

三、高速公路隧道施工技術(shù)控制的關(guān)鍵點

（一）做好技術(shù)交底

在施工前應(yīng)該做好技術(shù)交底工作，幫助施工人員了解各項施工技術(shù)的應(yīng)用要點和難點，防止操作不當(dāng)引發(fā)的質(zhì)量問題。引入先進(jìn)的VR技術(shù)，通過三維立體模型的構(gòu)建，保障技術(shù)交底的可視化，提高施工人員對施工技術(shù)的理解程度，有助于提升整體施工水平。比如在光面爆破施工當(dāng)中，則應(yīng)該做好超前地質(zhì)預(yù)報工作，幫助施工人員了解地質(zhì)情況及變化趨勢，根據(jù)實際情況確定爆破參數(shù)，防止存在較大的安全隱患【9】。在鉆眼施工中要根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行精準(zhǔn)定位，通過復(fù)測的方式檢查其相關(guān)參數(shù)，為后續(xù)裝藥及爆破奠定保障。

（二）創(chuàng)新施工技術(shù)

先進(jìn)的施工技術(shù)可以起到事半功倍的效果，因此應(yīng)該加大在先進(jìn)技術(shù)方面的投入力度，在提高工效的基礎(chǔ)上，對施工建設(shè)成本加以控制。超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)在施工中逐步得到應(yīng)用，能夠融合紅外線探水儀、地質(zhì)雷達(dá)和TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)等，對隧道施工區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行評估，以便在獲取多種信息的技術(shù)上，為施工人員提供參考，降低意外因素的影響。機(jī)械手濕噴混凝土技術(shù)的應(yīng)用效果也較好，能夠使作業(yè)環(huán)境得到優(yōu)化，而且具有施工效率高的特點，能增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度【10】。水壓爆破技術(shù)在爆破施工中的應(yīng)用，能夠降低爆破施工的風(fēng)險，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性，炮眼利用率也明顯提升。

（三）監(jiān)督技術(shù)操作

在施工現(xiàn)場應(yīng)該對技術(shù)應(yīng)用及操作過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，這也是提高高速公路隧道施工質(zhì)量的關(guān)鍵。分部施工技術(shù)在實踐總的應(yīng)用效果較好，可以針對松散軟弱地層進(jìn)行處理，以改善圍巖的穩(wěn)定性。應(yīng)該在施工中做好超前支護(hù)工作，借助于錨桿、鋼管和鋼板等對圍巖力學(xué)性能加以改善和優(yōu)化，可以外開挖面施工創(chuàng)造條件。尤其是運(yùn)用管棚法進(jìn)行超前支護(hù)時，能夠預(yù)防非粘性砂土層對施工質(zhì)量造成的威脅。此外，也可以采用超前灌漿技術(shù)處理隧道中的松散圍巖，應(yīng)該確保灌漿壓力在2MPa左右。引進(jìn)BIM技術(shù)，對施工中的復(fù)雜情況進(jìn)行模擬，在可視化的三維模型中強(qiáng)化技術(shù)管控效果。

結(jié)語

高速公路隧道施工具有復(fù)雜性、風(fēng)險性和影響因素眾多的特點，這也是引發(fā)施工質(zhì)量及安全事故的主要原因，因此需要通過技術(shù)要點的控制，來促進(jìn)工程項目的順利實施。在施工實踐當(dāng)中，明確明洞及邊仰坡開挖技術(shù)、鉆爆技術(shù)、錨桿施工技術(shù)、混凝土噴射施工技術(shù)和防排水施工技術(shù)的關(guān)鍵點，掌握技術(shù)流程及操作規(guī)范，在隧道施工中建立完善的技術(shù)保證體系。同時通過做好技術(shù)交底、創(chuàng)新施工技術(shù)和監(jiān)督技術(shù)操作等措施，提高技術(shù)質(zhì)量控制水平，防止技術(shù)因素對工程造成的負(fù)面影響。

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作者簡介：俞振源（1994-1）男，藏族，籍貫：甘肅省武威市，本科

助理工程師，主要從事工作，公路隧道施工監(jiān)理。