公路隧道施工方法探析

刘田

摘要：我国交通建设迅速发展，隧道施工技术应用机会增多，在借鉴先进经验与大量建设实践基础上，我国隧道施工技术大幅提升，已经达到与世界比肩的水平。本文对公路隧道施工方法进行了探析。

关键词：公路隧道施工方法探析

中图分类号：X734文献标识码： A

一、公路隧道施工准备和施工技术方案

1、施工量测

开工前，按图纸提供的平曲线要素表及控制点成果表，计算路线点位坐标；根据给定的进出口控制点进行施工放线加密控制桩布设，对加密控制桩进行控制测量，以确保施工放线方便，准确。复测范围应在洞门外50米至仰坡顶（或进洞面）外50米。沿隧道测设线作纵断面测量并绘制纵断面图，每3米测一横断面，并绘制断面图，纵横断面上要准确标明隧道位置。施工放线在洞内根据施工进度进行支导线控制桩加密，每次加密一个支导线控制桩都要请监理测量检查，确认点位误差在规范允许范围内后，再进行洞内施工放线，在施工放线过程中要经常对放线部位进行核查，对洞内施工部位采用坐标法放线，做好测量记录，及时完善测量资料，按要求做好洞内沉降变形观测。

2、施工方案

根据总体施工组织设计结合本项目的具体情况、工期要求、施工队伍、机械设备、 施工中的现场监控量测等因素，正确选定施工方案，制订施工顺序，编制实施性施工组 织设计。编制的施工组织设计，应包括施工方法、场地布置、进度计划、工程数量等主要措施内容。 实施性施工组织设计应报监理工程师及相关部门，按照程序批准后实施。在实施过程中应根据客观条件、生产资源配置变化情况及时调整施工组织设计，并呈送监理工程师批准!实行动态管理。 对于长大隧道、地质复杂的隧道，承包人应当组织专家编制、论证、审查专项施工方案，并附安全验算结果，经承包人技术负责人、监理工程师审查同意签字后实施，由专职安全生产管理人员进行现场监督。

3、施工供风、供水、供电、排水

对于施工的防尘和通风，压风站应在洞口旁边选址修建，并宜靠近变电站，供风管路布置应尽量避免压力损失，保证工作面使用风压不小于0，5MPa，开挖面与送风口的距离应小于15m。对于施工的用水，确保施工和生活用水设施的提供、安装、保养及供水满足施工及生活需要，按施工需要的供水压力，合理选址修建高位水池。一切的水源都必须经过严格的水质检测工作，如果水源含有对水泥硬化有害的杂志的水石或是PH值小于4的以及氯化物和硫酸盐含量符合国家标准的水源都是不允许用于搅拌砼的。再次，对于施工的供电，在隧道的进口和出口处都安装一个变压器，利用附近的地方电网对工程的施工进行供电，另外施工单位还应准备一台备用的发电机组。最后，对于施工的排水，进口处的施工排水应采用在开挖地段挖集水坑的方式，，出口处的施工排水则应采取在自然坡处使用塑料管等物品将水排除处洞外的方式。

二、 公路隧道施工方法

1、超前防护环节

因场地地质条件不同，超前支护参数也有所不同，为此应提前做现场注浆效果对比试验。试验结果表明：新黄土中浆液的扩散半径超过了50cm，而老黄土中浆液的扩散半径为3cm。为此，可选用超前大管棚对土质松散的新黄土实施支护，可选用φ50超前小管棚对土质密实的老黄土实施支护。这两种防护措施有很大不同，首先是超前大管棚施工，对联结部位的强度和刚度都有硬性要求，优先考虑丝扣连接方式，也可采用套管焊接方式，禁止两钢管直接对焊使用，钢管套接部分有长于两倍钢管直径的搭接长度。其次是φ50超前小管棚支护，为便于打设管棚眼和实施小导管注浆作业，可将洞口开挖出台阶状，将洞内开挖成核心土状，从而形成管棚施工所需的作业面，打设φ50超前小管棚后，再进行套拱混凝土浇筑和小导管注浆工序，从而形成φ50超前小管棚支护。

2、开挖隧道洞深环节

1）开挖中导洞

在成洞面设立起临时支护，依照中导洞的轮廓线挖槽，实施初喷砼工序后，在挖槽内设置首钢格栅拱架，在纵向钢筋的连接下，这个钢格栅拱架和洞外的钢格栅形成一个整体。继而实施挂钢筋网和喷射砼工序后，洞口棚架最终形成。小导管的打设以首榀钢格栅为支点，由超前小导管环向以10°为间距向钢格栅外侧打入，经由小导管注浆4h后，实施中导洞开挖作业。期间以0.5m～1m为循环开挖尺度，且在中导洞开挖成型后有中线和水平检测，最终数据符合隧道设计要求后，及时初喷5cm厚度的20号素砼。

2）开挖左洞与右洞

在隧道中墙砼强度达到设计的70%时，可采用两台阶法对左洞和右洞分步平行开挖。其中，上台阶相继挖出环形导坑和中核，中核与拱顶间相距1.6m，台阶长为10m，上台阶开挖所形成的土方被翻运到下台阶，并用装载设备运走。下台阶的开挖步骤严谨，继中槽开挖后将外侧边墙留有上宽2m、下宽4m的平台；当中槽挖进近6m时，跳开中槽去挖掘边墙，该马口槽的宽度为2m，净距为3m。除此之外，也同时实施仰拱开挖作业，达到设计要求则初喷5cm厚的素砼。边墙的锚杆受接出长钢的支撑延至中隔墙，按设计要求喷射素砼后形成封闭性的环形支护。当仰拱成型之后，应及时做仰拱浇筑作业，形成对围岩的有效支撑。对左洞和右洞的挖掘也存在技巧，一次开挖控制在1m内，且左洞开挖面领先于右洞10m。

3、初期支护环节

1）超前小导管施工部分。我公司用手风枪打眼，并用风枪加以推进，从而形成所需的钻孔。所用浆液由灰浆机拌制，并用注浆机加以注浆。因为地层致密度有所不同，将注浆压力控制于0.5 MPa～1.0MPa范围内。相邻两排小导管搭接形成的水平投影保持在超过1m的长度。

2）系统锚杆施工部分。不同施工环节采用了不同的锚杆，如中导洞与进出口成洞面临时支护所采用的是φ22mm螺纹钢砂浆锚杆，而左洞和右洞则选用φ25mm中空注浆锚杆。安装时间在三天内的锚杆不能受到敲击，更不能悬挂重物。实施初期喷砼工序后，按照设计中的梅花形布置点出锚杆孔的位置，用风动凿岩机在垂直岩面钻出所需要的孔洞，并用高压风清除孔洞内所存在的碴屑。如果选用的是砂浆锚杆，则在孔洞注浆后再插入锚杆、安装垫板和螺栓；如果选用的是中空锚杆，则是先安装锚杆再注浆，其注浆压力控制在0.5 MPa～1.0MPa范围内，且终压控制在2.0 MPa～2.5MPa范围内。上述两种注浆方法都采用30号水泥砂浆。

3）钢拱架施工部分。钢拱架是在预制场加工而成的，应该项工程断面设计的要求，我公司选用的是厚度为15mm的A3钢，下料极为精确，用钻床在钢板上定位栓孔，采用标准件的螺母和螺栓，采用分节焊接方式焊接而成。钢拱架安装前，先在围岩表面初喷5cm的混凝土，并测量安装拱架的顶面标高；再用φ22钢筋施作深度超过1.5m、外露为20cm的定位锚杆；将拱架底角的浮碴清理干净；预拼提前加工的拱架，并做质量保证，当工作平台准备就绪后，就运用装载机配合人工自上而下地进行拱架安装，拱架与围岩应最大限度地接近，当拱架和围岩间的缝隙较大时，可以选用坚硬的片石作为垫块以缩小二者间缝隙，将拱架和中线保持垂直，其四周偏差小于+5cm，斜度偏差小于±2 °；拱架拱脚有特定埋置深度，有锁脚锚杆与定位锚杆相焊接。

4、 二次初砌环节

1）中隔墙施工部分。对中隔墙基础做开挖作业，将已然弯制成型的隔墙钢筋做绑扎作业，对左洞及右洞的钢支撑接头钢板做预埋处理，并在主洞内设置纵向排水沟与环形排水盲沟。用特制钢模做立模处理，该模版与正洞的台车及模版的规格一致，并设置为9m长度，用外拉内顶的方法对模版予以加固。中隔墙中每段隔墙砼的浇注用泵加以输送。中导洞及隧道顶部的临时接触部分被密实地充塞。砼中被掺入早强剂，这使砼具有早强、缓凝和高流态的特点，当作业主体强度达到2.5MPa，就可以做拆模作业，并做了15天的洒水养护。

2）左、右洞二次模注初砌部分。隧道围岩变形情况被稳定后即可展开二次初砌施工。先做初期处理工作，如确保初期支护表面无明显的漏水和渗水，无突出的钢筋头和锚杆头，并保持支护表面的平整，铺设环向、纵向、横向的排水管及土工布与防水板。将在钢筋房中所加工的钢筋做现场绑扎或焊接，再依照设计要求预埋各类管、线、孔、件。当台车就位之后，对中线和标高做再次核查，确保二次初砌的轮廓达到设计标准，实施灌注作业时确保一次就完成一节段砼的灌注，用插入式振捣器进行振捣作业，因为砼中掺有防水剂，这使砼具有了早强、缓凝和高流态的特点，而砼被设于隧道出口附近的拌合楼内加以拌合，运用砼搅拌车对砼做运输，并采用输送泵做入模浇筑作业。当作业主体强度达到2.5MPa，就可以做拆模作业，并做了15天的洒水养护。

结束语：作为交通建设的一部分，隧道有着缩短距离、减少行车时间等诸多作用。然而它的造价很高，开挖过程也比较危险，所以要选择合适的设计理论及合理的施工方法，才能更快更好地贯通一些地质复杂的隧道。完善的隧道施工技术可以缩短工期、提高施工效率，也能间接节约成本。

参考文献

[1]王磊.公路隧道技术分析要点分析[J].科技咨询,2009，(26).

[2]周礼萍，李彦.地铁车站通道浅埋暗挖矿山法施工及监理[J].广东土木与建筑，2011，(06).