基于高速公路隧道施工技术及应用研究

唐金林

广东飞达交通工程有限公司

摘要：文章通过笔者多年的工作经验和总结，着重针对高速公路隧道施工中相关的问题进行分析与研究，从中结合工程实践案例，就高速公路隧道施工技术要点进行了研究，旨在为大家提供参考与借鉴。

关键词：高速公路；隧道工程；施工技术；实例分析

引言

随着我国城市经济的迅速发展，人们对交通事业的需求量不断增大，从中促进了交通行业也随之得到不断发展。然而，高速公路作为城市发展中不可缺乏的组成部分，同时对城市之间起到了纽带的作用。而在高速公路建设过程中时常会碰到山路的阻拦，这就要求我们来进行隧道的挖建。因此，做好高速公路建设中工作成为了人们关注的焦点。本文结合笔者的工作经验，主要论述了高速公路隧道施工技术及应用。

1 高速公路隧道施工前准备

1.1 施工作业线安排

在工程项目施工之前首先要对施工的作业线进行安排。根据高速公路隧道的设计结构和当地的地质情况，一般在施工作业中应采取中导洞先行的方法。当中导洞挖掘到了40m～50m 的时候，就可以开始浇注中墙。而当种墙的混凝土强度达到 70%以上的时候，再进左洞。而右洞是按掌子面落后于左洞10m来进行控制的。接下来便要通过监控来进行测量，对围岩变形的情况来进行测量，等到它稳定了以后，才可以开始同时施作左右洞的二次模筑衬砌。

1.2 风、水、电作业准备

我们在做施工技术方案的第二步，就是要确定风、水和电作业的相关情况。

（1）解决施工当中的通风问题。我们可以在随口的进出口分别设置一座空气压缩机站。在普通的情况下，安装一台10m3/min 和两台 20m3/min 的空气压缩机就可以保证施工过程中隧道通风的正常运转。

（2）在隧道施工过程中用水问题也是一个重点问题。我们可以在距离隧道拱顶30m以上的山顶各自修建一座 100m3的高山水池。而在隧道出口右侧的山脚下挖一个集水池，并将水源设在这里。无论是雨水、还是山里的泉水、亦或是从山顶水池抽的水都将存贮在这个水池中，以便施工过程中正常的用水。

（3）隧道施工过程中电的正常应用。施工要利用到当地附近的电网供电。但是由于一般的电网供电所供应的是家庭用电，也就是 220V 的电，并不能满足使施工的需要。所以我们需要再隧道的进出口各安装一台 315KVA 的变压器。而在施工过程中所需要的普通照明设备就可以采用 220V 的家庭用电，不需要通过变压器进行转换。在整个施工过程中，为了保证用电的安全，所有的线路都必须安装漏电保护开关，以免由于一些特殊原因使得电路失火，造成不必要的损失。

2 高速公路隧道施工技术

高速公路隧道工程的主要施工的工序分为三个部分，即初期支护施工，洞身开挖和二次衬砌。

（1）初期支护施工中，我们首先进行的应该是超前小导管的施工。一般的超前小导管采用外径为 50mm，壁管厚度为5mm的热轧无缝钢管，将它加工成长 500cm的一根长管。并将钢箍焊在这个钢管的一段，而另一端则加热锻成锥头。紧接下来就是要钻孔和注浆安全导管。我们应该根据设计环向的间距以紧靠开挖面的钢支撑为支点来确定钻孔的位置。在确定完钻孔位置以后，用外插角从钢支撑外侧开始钻孔，孔的深度要控制在 500cm左右，因为这么长的距离恰恰是小导管的纵向间距。钻孔完成以后，我们需要用高压风来进行清理小孔，使得小孔不被堵塞。

（2）紧接着我们就要开始进行洞身的挖掘工作。这个工序包括中导洞和左右洞的开挖。在成洞前，也就是支护完成以后，我们就可以按照中导洞开挖轮廓线来进行挖槽。中导洞的开挖过程要循环进尺，尺度大概维持在 0.5m～1.2m之间。而当中导洞开挖成型以后，我们需要进行中线和水平检查，只有符合设计要求了以后才能够进行后续的施工工作。紧接着我们要进行的工作是初喷 5cm厚的20号素砼。而对于左右洞而言，要等到中墻砼达到设计强度的 70%以后才能对左右洞进行开挖，并且采取两台阶分布平行进行开挖，包括整个拱部要一并进行挖掘。同时应该注意的是，左右洞的开挖过程中，不易操之过急，每一次开挖的深度不应该大于1米。

（3）挖掘过程中最后一项就是二次初砌。在整个隧道挖掘开通以后，要对中隔墙进行施工。在这里需要采用外拉内顶的方法进行模板的加固。然后对于每一段的隔墙应该采用泵送砼的方法进行一次的浇注。在隧道的顶部和中导洞之间所搭建的临时支护，所有基础的位置都必须要填充密实。而左右洞的二次模注衬砌施工必须要等到围岩变形基本稳定以后才可以进行。

3 高速公路隧道施工技术的应用

某高速公路隧道，左线起讫里程LK28+420～LK30+260，长度1600米；隧道右线起讫里程RK28+500～RK30+330，长度1700米。隧道围岩以灰岩为主，级别主要为Ⅲ级、Ⅳ级，洞口浅埋段为Ⅴ级围岩。隧道采用削竹式洞门，高压钠灯照明，机械通风。

隧道洞身段衬砌均按新奥法原理设计，采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，即以锚杆、喷射混凝土、钢拱架等为初期支护，超前注浆小导管、超前锚杆等为施工辅助措施，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。

3.2 隧道初期施工技术

（1）注重超前小导管在施工中的具体应用。在隧道中应用超前小导管是非常必要的。不过要对尺寸和使用范围有深入了解才行。通常在制管过程中我们要求小导管的外径为42.5mm，管厚3.5mm，而且留有400mm作为止浆段，重要的是要保证各排的孔位要相互交错，只有这样才能达到止浆的效果。同时在钻孔时孔眼位置的确定是非常必要的，通常我们会以环向间距作为基准点，以靠紧开挖面的钢支撑点作为支点来衡量孔眼的位置。

（2）对于系统锚杆的要求。在高速公路施工技术中，系统锚杆的要求也是很重要的。通常我们在施工中采用的锚杆有两种。Ⅳ级围岩用22mm螺纹钢砂浆锚杆，Ⅴ级围岩用25mm中空注浆锚杆。锚杆按设计长度加丝口长，下料后用套丝机套出12cm长螺纹。在初喷砼后用红漆按设计间距梅花形布置，点出锚杆孔位。用风动凿岩机垂直岩面钻孔。成孔后用高压风清除孔内碴屑，砂浆锚杆在注浆后插入锚杆，安装垫板、螺栓；中空锚杆是安装锚杆后注浆，锚杆安装后三天内不准敲击锚杆头，也不准悬挂重物。

3.3洞身开挖技术控制

（1）主洞采取两台阶分步平行开挖，上台阶从拱脚至拱顶，含整个拱部。为站人施工方便，上台阶分两步开挖：先挖环形导坑，后挖中核，中核至拱顶高度1.6m至2.Om。台阶长5m至1Om，上台阶开挖的土方用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。下台阶采用半幅开挖，一次开挖进尺不宜大于2m。左右半幅前后至少拉开8～10m。仰拱开挖连成一衬砌节段长度应及时浇筑仰拱，加强对围岩的支撑。

（2）光面爆破技术：根据不同的围岩选取相应的技术参数，再合理布置炮眼间距及角度，严格按照设计图确定的药量自上而下进行裝药，采用毫秒雷管进行微差爆破，已达到最理想的光面爆破效果。

3.4 二次衬砌施工技术控制

（1）隧道二次衬砌的施作，根据国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规定》（GB50086-2001）规定，应在围岩和锚喷支护变形基本稳定后进行。

（2）隧道初期支护与二次衬砌之间设计有EVA复合防水板及无纺布。二次衬砌各施工缝设有环向遇水膨胀止水条。

（3）隧道模筑衬砌混凝土灌注采用全断面液压钢模衬砌台车，一次施工长度12m。混凝土在洞外混凝土拌合站拌合，混凝土搅拌运输车送运往洞内，混凝土输送泵灌注，插入式混凝土振捣棒加衬砌台车附着式振捣器振捣，灌注前必须按图纸规定预留沟、槽、管洞或预埋构件。混凝土自模板窗口灌入，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，倾落自由高度不超过1.2m。在混凝土浇注过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，及时采取措施进行处理，因意外混凝土灌注作业、受阻不得超过2小时，否则按接缝处理。

（4）浇筑完成前，要注意保证顶部临时支护在接触时的密实性，同时注意过量压送混凝土形成端头爆模。

4 结语

总之，随着我国高速公路数量的增多，从中给高速公路中的隧道工程的施工带来一定的难度，而且其挖掘起来也比较复杂，作为工程技术人员，我们只有掌握好以上所说的各个环节的施工技术，严格按照标准的施工步骤进行作业，只有这样才能保证整个隧道施工的顺利进行。

参考文献：

[1]王坤.高速公路隧道路面调查研究[J].科技创新导报，2010，（10）.

[2]贾宝林.论高速公路隧道工程施工技术探讨[J].科技创新导报，2011，（27）.