隧道工程新奥法施工技术研究

党 荣

(忻州市交通建设综合开发中心)

0 引 言

当前在我国隧道工程开挖施工中，施工技术主要有盾构法、矿山法以及新奥法等几种施工技术，其中以新奥法施工技术的应用最为普遍，新奥法施工技术是以隧道工程施工经验以及岩体力学的相关理论作为方案设计基础，在施工中尽量的减少对于岩体的扰动，充分发挥岩体的承载能力，不过多的分块，大多采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进等方式开挖，同时施工中及时封闭形成筒形结构改善支护结构的受力性能，施工技术特点可以概括为“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”，具有施工作业工序简单、施工干扰少、施工组织和管理方便等一系列的优点，因而在隧道工程施工中的应用也较为普遍，几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的基本方法。特别是随着隧道支护技术以及隧道设计技术的不断更新完善，新奥法这一隧道施工技术的应用范围将会进一步的拓展，对于提高隧道工程项目建设的社会经济效益也具有重要的作用。

1 隧道工程新奥法施工准备工作

(1)施工技术准备。施工技术准备工作主要是完成隧道工程施工设计图纸的复审，并对施工作业人员在隧道的开挖施工、支护以及衬砌施工方面进行技术交底。同时，进行施工作业现场的导线复测以及导线点、水准点的加密，完成施工现场的方向控制测量与高程控制测量。

(2)施工现场准备。施工现场准备工作主要是完成场地的通水、通电，修筑施工便道，平整施工作业场地。并结合隧道工程项目施工实际情况，完成拌和站的安装，同时针对施工作业管理，建立现场施工安全管理体系。

(3)机械设备以及材料准备。主要是按照隧道工程施工要求的数量以及规格组织施工作业机械进入施工现场。并提前准备在隧道工程施工中所必需的水泥、砂、碎石、钢筋、小导管、耐腐蚀剂、防水板、透水软管、止水带等施工材料。

2 隧道洞口施工

(1)边仰坡刷坡及封闭施工。在进行隧道进洞施工作业前，首先应该完成隧道洞口的施工处理。先对边仰坡进行实地放样，之后在刷坡线5 m 左右距离设置隧道洞顶截水天沟，以避免洞门受雨水的冲刷及防止雨水流入洞内。之后采用人工配合机械的施工作业方式，进行明暗洞口边仰坡的刷坡施工，一般按照1∶1.25 的坡度刷坡至隧道正洞起拱线高度，为进洞施工提供作业条件。在完成刷坡以后，应该按照机械开挖和石方爆破相结合的施工作业方式，开挖至进洞底面标高。对于隧洞边仰坡的加固，现阶段在隧道工程施工中较为常见的做法主要是沿隧道洞口拱部开挖轮廓线，之后沿隧道开挖轮廓线20 cm 以外的范围内，设置砂浆锚杆并铺设钢筋网片，之后喷射混凝土厚完成边仰坡的封闭施工处理。

(2)明洞及洞门端墙混凝土施工。在隧道工程的明洞施工中，现阶段一般选择采用洞门端墙与明洞一次性整体浇筑的施工作业处理方式，明洞浇筑混凝土一般分为成仰拱、拱墙两步进行施工作业，明洞的端墙基础和仰供采取整体混凝土浇筑的施工作业方式。为了确保结构强度，必须在混凝土的强度达到设计强度的70%以后，方可拆卸明洞混凝土模板，同时应该及时回填夯实明洞洞顶。

3 隧道洞口段的支护施工

现阶段在隧道工程施工中，隧道洞口段的支护主要有大管棚超前支护和洞内小导管超前预支护两种施工形式。

大管棚超前支护施工作业方式为在导向墙施工作业结束后，而且混凝土达到设计强度的70%后，结合隧道施工项目实际情况以及围岩条件采用钻机钻孔，达到设计深度后，进行清孔以及管棚安装施工，管棚超前支护一般采用无缝钢管，按照固定间距设置注浆孔。管棚安装完成后应及时进行注浆，浆液一般采用M20 水泥砂浆，注浆采用注浆泵进行。

超前小导管的作用机理为通过渗入性的注浆，将隧道开挖作业区域的松散地层进行胶结，以提高地层的整体性，进而起到加固围岩的作用。施工作业方式为首先进行钻孔施工，之后安装超前小导管并与钢架焊接固定，最后采用注浆泵进行注浆作业，注入水泥液浆。

在隧道洞口段的支护施工方式选择上，应该根据施工作业区域的地质条件等因素综合选择，对于软弱破碎岩体、流塑状粘土、岩溶充填流泥、流沙等不良的隧道地质地段，应该尽可能的采用大管棚超前支护。

4 隧道洞身施工方法

(1)全断面法。全断面法就是指按照隧道的设计断面一次开挖成型，采用全断面法进行隧道的施工作业，能够形成较大的隧道施工作业空间，有利于大型机械设备进入作业，因而施工作业进度相对较快，施工工序简单、施工干扰相对较少，而且全断面法对于围岩的扰动相对较小。但是全断面法由于开挖断面大，因此围岩稳定性相对较低，开挖、出渣、运输以及支护施工作业的工程量相对较大。主要适用于I－II 级硬岩的石质隧道施工，一般较少用软弱不稳定围岩的施工作业。

(2)台阶法。台阶法是新奥法施工中应用最普遍的施工方法，在开挖过程中将隧道的断面分为上断面与下断面两部分分别进行开挖施工，按照台阶的长度不同，台阶开挖法又可以分为长台阶法、短台阶法以及超短台阶法三种施工方式，主要根据围岩的稳定性选择。台阶法施工的特点在于有足够的施工作业空间，施工速度快，而且由于上部开挖形成支护，有利于下部作业的安全施工，但是施工中容易出现上下部施工作业的相互干扰的问题，主要适用于V、IV 级较软弱节理发育的围岩施工。

(3)分部开挖法。分部开挖法就是将隧道的开挖断面采取分部开挖的方式逐步的开挖成型，而且在施工过程中将部分进行超前开挖，又称为导坑超前开挖法，分部开挖法又可以分为环形开挖留核心土法、单侧壁导坑法和双侧壁导坑法等几种开挖方案。形开挖留核心土法主要适用于一般的土质以及易坍塌的软弱围岩施工，单侧壁导坑法主要适用于围岩稳定性差、隧道跨度大以及沉陷难控制的路段施工，双侧壁导坑法则主要适用于浅埋大跨度以及围岩条件较差的隧道工程施工。

5 衬砌施工

(1)仰拱施工。在施工过程中一般仰拱和隧道洞身下台阶一起开挖，在仰拱平台就位后，人工清底，重点将平台下仰拱底部虚碴清理干净，抽出积水，然后架立仰拱堵头模板，将混凝土通过输送泵送至仰拱模板内并及时振捣，在混凝土浇筑结束强度形成后，同时拖移仰拱施工平台进入下一段仰拱施工。

(2)二次衬砌。隧道二次衬砌一般选择使用自行式液压模板台车做外模、混凝土输送泵泵送入模的方式进行施工作业。在进行二次衬砌的施工作业前，必须确保相应的变形以及位移基本稳定，防水措施以及各预留预埋件施工安设完毕。在施工顺序上应该先浇筑仰拱和矮边墙，然后立模进行拱部混凝土浇筑，为了确保施工质量合格，二次衬砌过程中超挖部分采用同级混凝土回填，每模衬砌应连续浇筑，一次完成。此外为了确保隧道拱部混凝土灌注密实，应该在拱部预留注浆孔以便于二次衬砌背后进行填充注浆。

6 结 语

在采用新奥法进行隧道施工过程中，应该结合施工建设项目的实际特点，明确施工方法、开挖顺序以及相应的支护参数等，有针对性的进行施工作业组织管理，尤其是明确施工作业质量控制重点以及控制标准，并加强施工过程中的现场监测，做好不同施工工序间的衔接管理，确保隧道工程施工作业的安全顺利进行，提高项目建设的技术经济性。

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