小凈距公路隧道工程施工技術探討

梁小威

（甘肅省交通工程建設監理有限公司 甘肅 蘭州 730000）

0 引言

在公路工程施工中，經常會遇到需要穿越山體的情況，若繞過山體，則會延長公路里程，增加成本，因此通常會采用隧道形式穿越山體。但在一些山嶺地區，受到地形的限制，分幅展線難度比較大，此時可采用小凈距公路隧道的形式，可有效簡化施工工序，縮短施工工期，降低工程造價。小凈距隧道是目前公路隧道常見的形式，這類隧道優勢明顯，但施工難度較大，且對各道工序之間的銜接性有很高的要求，需要加強對每個細節的把控，提升施工質量，才能發揮出小凈距公路隧道的優勢和作用。本文僅就小凈距公路隧道工程施工技術進行探討。

1 工程概述

某小凈距公路隧道工程左線長度為260.4m，其中Ⅳ級圍巖的長度為120.3m，Ⅱ級圍巖的長度為140.1m；右線長度為264.8m，其中Ⅳ級圍巖的長度為131.3m，Ⅱ級圍巖的長度為133.5m。左右線分離布置，最小的凈距為18m，隧道設計縱坡為-2.44%。隧道洞身段圍巖以殘積亞黏土和花崗巖為主，地下水的埋深在2～4m之間。

2 小凈距公路隧道工程的特點

小凈距公路隧道工程指的是上下行雙洞隧道之間的凈距比較小，難以滿足分離式獨立雙洞的最小凈距，無法按照獨立雙洞的施工方法和措施開展隧道工。就案例工程而言，左線和右線之間的最小凈距為18m，遠遠小于1.5倍隧道開挖斷面的寬度，屬于典型的小凈距隧道 工程。由于凈距比較小，在雙洞施工時相互之間必然存在一定的影響，因此，小凈距公路隧道工程不適合于長隧道或超長隧道。小凈距公路隧道工程的特點決定了非常適用于山嶺地區，或者是受到地形的影響分幅展線困難的區域，相比于常規的分離式隧道工程，小凈距公路隧道工程兩端接線的長度大幅度縮小，可簡化施工工序，提升施工效率，縮短施工工期，降低工程造價。

3 小凈距公路隧道工程施工要點

3.1 洞口施工

洞口施工質量直接關系到小凈距公路隧道施工的成敗以及后續各道工序能否順利開展，洞口施工涉及到的內容包括截水溝施工、土石方開挖、邊坡防護等。

3.1.1 截水溝施工

截水溝施工的主要目的是降低地表水對隧道洞口開挖造成影響，將地表水及時排放到洞口施工范圍之外，以免在地表水的侵蝕下洞口邊坡巖土發生松動引發滑坡問題。該工程在距離隧道洞口邊線約5m的范圍之外開挖截水溝，防止山坡上順流而下的地表水沖洗已經開挖的坡面，影響施工的安全性和質量。截水溝施工采用人工開挖的方法，并用7.5#漿砌片石進行砌筑，截水溝的橫斷面為梯形，溝底寬度控制在0.6m 左右，深度不應低于0.6m。

3.1.2 洞口土石方開挖施工

為保證洞口土石方開挖能夠順利進行，采取如下施工流程：

（1）將影響洞口土石方開挖地表上的草木、植被、危石等清理干凈；

（2）按照小凈距公路隧道工程設計圖紙對坡度的要求進行測量放線，尤其是需要利用經緯儀和全站儀精確確定出邊坡和仰坡開挖的輪廓線作為正式開挖的標準線；

（3）引導履帶式挖掘機進入到洞口土方開挖施工現場，并修筑渣土運輸車輛能夠順利進出的通道；

（4）對殘積亞黏土采用挖掘機直接開挖，按照從上到下的順序進行刷坡，采用自卸式裝載汽車運輸渣土。對花崗巖選擇爆破法開挖，為提升爆破效果，選擇了光面爆破技術，通過試爆確定最佳的爆破參數，在保證爆破效果的基礎上，降低爆破振速對隧道坡體造成的不良影響；

（5）將坡面上的浮泥、渣土、危石等清理干凈，修整處理坡面上存在的凹凸不平位置[1]。

3.1.3 洞口邊坡和仰坡防護施工

該工程在坡面防護中，為提升防護效果，采用混凝土噴錨技術，通過測量放線確定每根錨桿安裝的位置，再用鉆孔設備進行鉆孔，清孔后插入Ф22錨桿，控制錨桿防護長度不低于3.5m，排距控制在1.5m左右，錨桿施工結束后，掛上直徑為6.5mm，網孔間距為30cm×30cm 的鋼筋網，鋼筋網和錨桿端部之間通過焊接的方法連接成一個整體，然后再用濕噴法噴射C20混凝土，噴射厚度不小于10cm，保證鋼筋網和錨桿端頭能夠全部被混凝土覆蓋，并及時養護，以防出現裂縫。

3.2 洞身開挖和出渣

由于該工程圍巖等級強度不同，為保證隧道洞身開挖的安全性和質量，需要結合圍巖等級采取合適的開挖施工技術。比如：在進行Ⅱ級圍巖段隧道施工中采取CD法開挖，開挖示意圖如圖1所示。

圖1 CD法開挖示意圖

按照測量放線的結果，選擇銑挖機進行開挖操作，遇到巖石體時利用劈石機開挖，以提升開挖效率。在開挖Ⅳ級圍巖段時可選擇CRD法，通過銑挖機開挖，遇到質地比較松軟的軟土層時，可用小型挖掘機開挖，挖除的渣土通過裝載機運輸到隧道外，集中堆放于指定的位置。

3.3 初期支護施工

為保證小凈距隧道開挖完成后，能夠盡快形成一個封閉的支護體系，該工程在隧道初期支護中，采用了格柵鋼架聯合濕噴混凝土的方法，取得了良好效果的支護效果。

格柵鋼架可在加工廠按照設計圖紙加工成型，通過運輸設備運輸到隧道中進行安裝，在正式安裝前，需要先進行試拼裝，以確定安裝參數，調整安裝誤差，保證格柵鋼架能夠和隧道圍巖之間實現緊密貼合。保證格柵鋼架在平放時平面的翹曲不超過±2cm。在正式安裝時，需由專業的測量放線人員，利用先進的測量設備，進行測量放線，通過測量結果來指導格柵鋼架安裝，以保證安裝的精度和質量[2]。

該工程鋼筋網選擇用6.5mm的鋼筋制作而成，為方便施工，按照圍巖等級的不同，制作成大小合適的網片，網片可在鋼筋加工廠進行集中加工，然后運輸到隧道內部進行人工安裝，按照測量放線的標準和位置逐片安裝鋼筋網，鋼筋網片搭接長度不能低于20cm，通過焊接的方法連接到一起。

格柵鋼架和網片施工完成后，及時噴射混凝土完成封閉，充分利用圍巖自身的自穩能力來提升隧道整體結構的穩定性。在混凝土噴射時采用了AL-285型混凝土噴射機分片噴射分層噴射。邊墻每層噴射厚度控制在3～4cm之間，拱部每層噴射厚度控制在2.5～3cm之間，需要等前一層噴射的混凝土完成終凝后再進行后一層噴射，為減少混凝土回彈量，噴嘴和受噴面要盡量保持垂直，距離控制在60～100cm之間，混凝土噴射壓力控制在0.15～0.2MPa之間。

3.4 仰拱以及仰拱填充施工

仰拱填充質量對隧道施工質量和安全性有很大影響，因此，隧道掌子面開挖完成后，要及時進行仰拱填充施工。該工程在進行仰拱以及仰拱填充施工中可采取以下工藝：先對中間位置的仰拱進行填充施工，再進行仰拱施工[3]。采用此種施工方法，可有效降低施工難度，提升仰拱填充的密實性和穩定性，而且可很好地解決混凝土灌注時出現的模板上浮問題，保證施工質量。該工程仰拱填充材料為混凝土，混凝土可在隧道外拌和，通過罐車運輸到仰拱施工位置然后泵送到仰拱填充位置，邊泵送混凝土，邊用插入式振搗器進行振搗，以提升仰拱填充的密實度。

3.5 拱墻襯砌施工

當隧道圍巖初期支護完成，并且具有一定強度和穩定性后，及時開展拱墻襯砌施工，該工程在拱墻襯砌施工中，采用了10m 模板臺車進行襯砌施工，臺車示意圖如圖2所示。

圖2 10m模板臺車示意圖

混凝土泵送入模，但需要在隧道頂部提前預留出壓漿管，兼作排氣管，以實現混凝土和隧道緊密貼合。在拱墻混凝土施工中，鋼筋在隧道外下料加工彎制成型后運輸到隧道內部，在鋼筋作業平臺上布設和綁扎鋼筋[4]?；炷翝仓?，及時振搗和養護，在脫模前，需要對混凝土強度進行檢測，保證混凝土強度后，才能開展脫模操作，脫模后及灑水養護，控制養護時間不少于14d。

若隧道圍巖位移速率低于0.1～0.2mm/d，可認為圍巖變形已經達到穩定狀態，可進行二次襯砌施工；若隧道圍巖位移速率超過0.2mm/d，表示變形依然在持續，為保證施工的安全性，可提前開展二次襯砌，提升鋼筋布設的密度和混凝土的強度，以形成一個穩定的圍巖支護體系。在進行隧道拱部混凝土襯砌施工中，為防止發生密實度不足和空洞問題，可采取以下措施：

（1）分層澆筑。利用臺架上的窗口進行混凝土分層澆筑，控制混凝土下落的自由度在2m以下，若必須超過2m，需要借助溜槽施工，以控制混凝土離析問題。

（2）選擇合適的封頂工藝。當混凝土澆筑面快要接近隧道頂部時，為保證空氣能夠全部排出，需要在堵頭的最上端提前預留2個圓孔，作為排氣管安裝位置，排氣管的一端需要深入到混凝土倉內，并盡量靠上，當有離析水、稀漿從排氣管中溢出時，表明倉內混凝土澆筑已滿，可停止混凝土澆筑。

（3）充分振搗，以免混凝土澆筑后發生離析問題，影響混凝土的強度和密實度。

3.6 防水層施工技術

該工程地下水的埋深在2～4m之間，因此，為保證施工質量和安全性，需要采用有效的防水層施工技術，防水板要采用防水性能比較好的單面自粘性防水板，按照設計圖紙的要求和規定，通過測量放線的方法，確定好防水板安裝的位置、邊線。為保證防水效果，在防水板鋪貼前，需要對基層進行處理，保證基層面具有良好的平整性，且不能存在積水。防水板一次鋪設的長度需要按照隧道結構斷面的大小進行合理選擇。可以按照施工節段的長度進行合理確定，先試鋪調整，以確定最佳的鋪設參數[5]。在開始下一節段施工前，防水層連接部位需要加強保護。施工縫和變形縫是隧道防水施工的重點和難點，為提升隧道防水施工效果，可采取以下施工技術：

（1）施工縫防水：在隧道施工中由于隧道長度長，一次施工難以完成，因此施工縫是必然存在的。施工縫是易發生滲漏水的環節，其防水施工效果對隧道整體防水質量有很大影響，因此，必須把控好施工縫防水質量。該工程在施工縫防水施工中，采用了安裝止水條的方法，取得了良好效果，在止水條安裝中，要做到居中、平順、牢固，利用氯丁膠進行粘貼，接頭位置要用氯丁膠斜面粘貼緊密。

（2）變形縫防水施工：變形縫施工如圖3所示。

嚴格按照設計要求，確定止水帶布設的位置，為提升止水效果，該工程采用了橡膠止水條。在實際施工中難以全條安裝，通常是先安裝一端，澆筑上混凝土后，再安裝另一端，但在混凝土澆筑中，需要加強對另一端的保護，以免被污染，影響防水效果。混凝土基面之上均勻涂刷一層粘結劑，用于固定瀝青木絲板[6]。

4 結束語

綜上所述，小凈距公路隧道工程施工雖然在施工成本、施工速度等方面有很多優勢，但在實際施工中存在很多重點和難點，任何一個細節把控不當，都會影響最終的施工質量。因此，在小凈距公路隧道工程施工中，需要結合工程的特點，以及隧道圍巖情況，選擇合適的施工技術，并對施工技術的應用過程進行嚴格控制，才能保證施工質量，創建出高質量的小凈距公路隧道工程。