高速公路工程中分离式隧道开挖的施工技术

王 林

（中铁十二局集团第一工程有限公司， 陕西 西安 710000）

我国土地辽阔，存在显著的地质环境差异性。而在修建高速公路时，肯定需在山区内部及丘陵地带穿过，因此，应该慎重选择隧道项目的方式，实现道路畅通。鉴于此，为了使高速公路隧道项目的建设质量及安全性得到有效的保障，就应该站在技术层面上，实现施工工艺的完善与优化，有效强化质量控制的水平。

1 高速公路中的隧道施工技术要点

1.1 隧道洞口和明洞施工技术

在开始进行高速公路隧道洞口作业之前，一定要深入调查建设项目附近的实际环境及地质条件，分析地下水改变的情况，分析地质环境及天气状况，检查是不是有危石、悬石等建设安全风险[1]。假若施工现场处于降雨天气多发的季节，就应该设计完善的排水通道，防止雨水会对坡体附近造成巨大的冲刷力量。此外，隧道在进洞作业之前，应该沿拱部120°的范畴内开始自进式锚杆作业，并且相关施工人员应该进洞开始作业。

1.2 钻爆施工

在高速公路进行钻爆隧道时，一定要运用科学、合理的爆破装置，国内现今在高速公路项目实际建设时，常常会运用硝钱炸药，还会选择直眼型掏槽工艺或是中大型空孔工艺。在进行高速公路施工时，专业施工技术人员一定要科学布局，基于实际的隧道建设标准完成钻爆作业，联系隧道围岩的实际性质及情况进行施工，切实完善安全支护管理，使隧道钻爆具备良好的安全性及稳固性。

1.3 锚杆施工

在高速公路隧道项目中，锚杆作业非常关键，而锚杆钻孔在其中也是无法替代的，即在勘探时设计的点位，借助岩凿机开挖，全面地去除油污、杂质及铁锈。之后，应该基于锚杆作业的实际标准，进行岩屑的清理施工，防止岩屑对锚杆的施工产生严重影响。

1.4 混凝土喷射施工

高速公路隧道中的混凝土喷射工艺中包括湿喷及潮喷这两种方式，前者主要是使混凝土喷射粘结性及支护能力得到提升，一次性喷射厚度能够实现0.1m，因为回弹力数值相对较低，因此能够使支护质量得到有效保障，进而使围岩的承受性能得到足够保障；后者能够使作业现场条件得到有效改善，减少速凝剂用量，进而有效减少作业造价。为了使混凝土喷射效果得到强化，就应该有效改变喷射方法，从密实性、附着及强度等各个层面有效控制，主要的工作内容是：增加混合配料比重，降低外加速凝剂的添加剂量；选用规格合适的喷射机，使混凝土在输送过程中能够保持良好的均匀性、连续性及密封性；切实落实断面清理工作；基于现场实际施工条件及环境，运用最佳的喷射技术。

2 工程概况

米拉山隧道的地点是工布江达县，和拉萨市墨竹工卡县相邻，隧道南北向横穿米拉山。隧道进、出口不远是G318国道，地理交通位置非常重要。运用分离式隧道，测设线之间的距离控制在40m。左线起迄桩号是：ZK4475+960-ZK4481+687，埋深及长分别是375m、5727m；右线起迄桩号是：YK4475+980-YK4481+700，埋深及长分别是391m、5720m。出口、进口设计高程分别是4774m、4752m，并且都选择端墙式洞门。

右线、左线起迄桩号分别是：YK4478+760-YK4481+700、

ZK4478+780-ZK4481+687，长度分别是2904m、2907m。选用灯光照明的方式，并且通风方式是机械法，设计行车横通道、行人横通道、变电所横洞，分别是4处、8处、1处，并且变电所横洞和行车横通道规模没有明显区别。

3 隧道施工方法及顺序

3.1 隧道的初期支护施工

隧道锚杆设计种类中包括Φ25中空注浆锚杆。打设注浆锚杆之后，应该在第一时间开始注浆施工，并且所选材料是纯水泥浆，水灰比范围是0.35～0.45，注浆压力范围是0.3～0.5MPa，在实际设计过程中，应该立足于具体情况，针对注浆压力进行调整，进而得到最优的注浆效果[2]。

3.2 施工方法

（1）画眼：严格检查开挖断面，若结果显示达标，就可以根据实际的设计需求，制定锚杆孔位。

（2）钻孔：选择人工手持风钻的方式。钻孔施工标准：开口偏差允许范围是±5cm；方向偏差允许范围是±2%；孔深相较于锚杆插入的长度要长3～5cm。

（3）把锚杆渐渐顶入和孔底距离在3～5cm的位置。插入杆体之后，应该在第一时间借助水泥砂浆或其他堵塞物把孔口堵塞，在堵塞过程中，要控制其密实性，还应该设计排气孔。

（4）锚杆注浆：选用纯水泥浆来进行注浆，水灰比范围是0.35～0.45，注浆压力范围是0.3～O.5MPa，应该立足于具体情况，针对注浆压力进行有效的调整及优化，提升注浆成效。在注浆过程中，要注意控制浆液注入的速度，假若排气孔流出浆液，就应该将排气孔关闭，并且在稳压注入3～5min之后就终止注浆操作。

（5）安设承压垫板与螺帽，停止注浆之后，就在锚杆尾部添加垫板、螺帽，并且不需要紧固。注浆操作结束一天之后，就可以开始紧固螺帽。

4 施工工艺

4.1 施工工艺

开挖上台阶隧道、下台阶隧道、围岩附近的技术分别是风钻钻眼、台架风钻钻眼、光面爆破。上台阶借助挖掘机进行翻渣施工，下台阶的装渣工具是装载机，并且运用自卸汽车完成运渣的操作。施工顺序是挖→装→运，在实际作业时，能够基于现场实际作业状况进行施工次序的调节。基于施工数据，设定下台阶挖掘长度是3m，台阶长度控制在4m，还应该在第一时间完成初期支护的操作。但是下半断面挖掘成功之后，一定要及时进行初期支护。图1是正台阶挖掘示意图，图2是施工工艺流程。

图1 正台阶开挖示意图

图2 正台阶开挖工艺流程

4.2 爆破设计

基于爆破参数表，设置2号导爆索、岩石乳化炸药、塑料导爆管非电起爆体系。上台阶附近眼选择中Φ25mm小直径药卷和导爆索组合装药的架构，并且采取光面爆破的方式，剩下的炮眼就选择中Φ32mm药卷，采取不间断装药的形式；下台阶附近眼选择中Φ25mm药卷，采取预裂爆破的方式，剩下的炮眼选择中Φ32mm药卷，采取不间断装药的方式。如表1所示为ΦⅣ级围岩段台阶法-开挖周边眼光面爆破参数表；表2是Ⅳ级围岩上台阶钻爆参数表。

表1 ΦⅣ级围岩段台阶法-开挖周边眼光面爆破参数表

表2 Ⅳ级围岩上台阶钻爆参数表

分离式隧道采取主要作业工艺就是环形开挖预留核心土技术，也就是说，在实际开展作业之前，基于环形次序设定断面挖掘作业，落实初期支护施工。然后挖掘断面核心土Ⅳ，下断面Ⅴ、Ⅵ，然后就开始进行混凝土的填充施工，还应该进行仰拱型钢支撑的操作，在第一时间将钢支撑封闭，封闭的形状是环形，进行二次衬砌。

4.3 施工技术措施

（1）挖掘施工开始之后，要及时针对围岩面及初喷混凝土进行严格的检测，并且在第一时间制作锚杆。

（2）锚杆的实际规格、长度与直径一定要满足相应的设计标准，锚杆杆体应该保持清洁。锚杆孔位、孔深与布置方式均应该满足对应的标准，注浆浆液配合比应该基于实际的设计标准进行操作，进而使实际强度能够符合标准。

（3）根据设计方案，确定锚杆钻孔孔口，孔位偏差的允许范围要控制在±50mm，钻孔和岩面之间应该保持垂直关系，钻孔深度和直径一定要符合杆体的要求。

（4）锚杆杆体插入锚杆孔时，其位置应该维持居中状态，并且杆体露出的实际长度应＜喷层厚度，锚杆垫板和孔口混凝土应该保持密贴状态，并且动态检测锚杆头的变形程度。

5 结束语

综上所述，分离隧道时使用频率最高的高速公路隧道形式，两洞作业的实际条件存在较大的差异，作业效率同样有很大的不同。因此，公路建设单位应该将隧道项目的重要性摆在首要位置，应该基于挖洞围岩爆破的实际状况，借助有限元数值模拟的方式，完成计算及剖析，进而获得可靠性较高的预测结果及数据，有效检测洞内外的建设情况。此外，人员调度及项目管理等相关工作也应该落实，如此，才能够使项目建设质量的安全性得到有效保障，促进国内高速公路建设水平及质量的提升。