高速公路隧道工程施工测量与施工技术研究

2021-01-08郭凯敏

工程技术研究 2020年22期

郭凯敏

（中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京 101500）

京昆高速石家庄至冀晋界公路LJ-12标项目在落实期间的重点工程项目有路基、桥涵、隧道。其中隧道工程的作业项目众多，该项目部采取多方保证措施，分别从管理、工艺、人员、设备、材料等方面加以全面分析与跟进，尽可能地减少主客观因素对工程建设带来的负面影响，维护工程建设质量。此外，针对特殊天气、不良地段等采取应急性质控措施，试图提升工程建设力度，提升作业测量精准程度。

1 工程概况

该工程起于京昆高速公路，试图将其与曲阳桥相互贯通，路线总计65km，设计方向为东北、西南，工程经过区域以石家庄为主，沿线总计8个城镇、1个井陉矿区。工程起点里程设定在K62+480，终点设定在K65+210，里程总长度为2.731km，采取全封闭作业方式，以全立交工程建设标准为参照。

2 施工测量与技术

2.1 总体作业方案

该工程中隧道项目有4个分区，分别为小裕隧道，达柯1号、2号隧道及神水泉隧道。隧道建设方式均为左右线形式，规格范围在300～625m。隧道作业工艺总体规划为明洞区间工程，作业工艺以明挖法为主；其余工程均以新奥法为作业工艺。由此拟定作业方案如下：

（1）明洞作业区间，应采取垂直作业方式，作业期间关注防护措施。（2）依据围岩等级各区间的实际状态，作业方式为双侧壁导坑法。（3）洞室作业依据图纸设计内容，保障作业一次成型。（4）设定地测勘测小组，及时获取作业区的地层岩性，针对异常情况给予有效响应措施，保障工程建设的有序性[1]。（5）采用新奥法作业工艺流程，如图1所示。

2.2 施工测量

图1 新奥法施工流程图

（1）隧道施工测量。隧道作业测量项目有控制、作业、竣工三类。①控制测量。作业前期，针对交接导线网点、水准基点等项目开展复核测量流程，复核导线点位置相关参数的准确性，将测量结果予以计算分析，确定参数准确，将其作为作业控制点位。②作业测量。洞口测量：准确计算洞口相关参数的正确性，比如开挖边线的坐标，借助附合导线与洞口相关坐标相互之间的关系，应用全站仪控制洞口开挖程度；洞身测量：参照隧道设计文件，准确计算百米桩相关参数，包括坐标与结构规格，以10m为单位，编制标高表，为隧道工程建设提供数据参考资料。③竣工测量。在测量复核基础上，开展中线控制基桩的测量操作，以200m为单位，在曲线起止位置分别增设基桩，基桩为混凝土材质；隧道以直线距离为参考，50m为设计单位，曲线以20m为单位；基桩设立完成时，在隧道墙绘制相应标志；洞内高程点在复核期间，以km为单位，逐一埋设，不足1km的区段，以1km为计设立一个基桩。

测量与分析的各类数据，应采取真实记录、准确标注方式，数据格式统一，保证记载数据与作业现场具有一致性。

（2）监控量测。监控量测是新奥法作业工艺的核心技术，借助现场监测程序，为围岩、支护等工程提供力学动态与稳定性的保障，继而依据围岩实际变化开展优化设计，保障作业方案与实际工程建设的适用性，维护作业安全。监控量测的作业目标在于安全作业，节约成本，减少事故发生。监控量测项目有洞内地质、支护情况等，量测方法为观察与地质罗盘，测点设在支护完成时，测量频率以15d、1个自然月、3个月、半年为时间点。拱顶下沉量测（拱顶沉降量测布设图如图2所示）借助精密水准仪完成，断面量测单位最大值为50m，每断面设立3个量测点位，量测频率为每天1次。地表下沉借助水平仪完成量测，测量点位确定方式与拱顶下沉量测一致，测量频率依据作业面与量测面之间的间距数值，若间距不大于30m，1d/次；若间距不大于60m，2d/次；若间距不大于80m，7d/次。此外，围岩内容、支护等项目均采用适用性量测方法，以保障工程建设的有序性[2]。

图2 拱顶沉降量测布设图

2.3 施工技术

（1）洞口、明洞作业。洞口、明洞作业期间，应在洞顶位置铺设截水沟，保障洞口排水能力，继而采取分层形式开展喷锚防护措施，维护山体稳定性。洞口土石方的作业工艺以人工+机械作业方式为主，采取浅孔爆破形式，工艺原则为少药量、高循环。在施工时应注意，作业行为应符合图纸的相关规范内容，以垂直向下的形式开挖，线孔爆破形式，有助于减少原地层松动的可能性；作业区应清除浮石与危石，对凸凹位置采取整修措施；洞门作业应结合地层稳定性开展开挖作业。

（2）洞身作业。该工程中，围岩等级有三种，分别为Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级，围岩属性分别为2441m、995m、629m。围岩等级具有差异性，相应作业开挖形式存在区别。①Ⅴ级围岩的作业方法：工艺为双侧壁导坑法，循环规格0.8，单日循环3次，单日作业2.4m，单月作业60m。②Ⅳ级围岩的作业方法：工艺为预留核心土台阶，循环规格1.2，单日循环3次，单日作业3.6m，单月作业100m。③Ⅲ级围岩的作业方法：工艺为台阶法，循环规格2，单日循环2次，单日作业4m，单月作业120m。

（3）支护。隧道开挖作业完成时，结合围岩等级的差异，及时依据作业设计开展支护工艺，保障围岩自承力的规范性。支护工程的作业形式以喷锚、挂设钢筋网两个工艺相结合形成初期支护主体，如若地质条件不佳，应架设型钢钢架，增强支护效果。该工程中，结合地质的实际勘察结果，工程方与监理工程师建立了良好沟通模式，科学确定了作业工艺，有效调整了初期支护的各项参数，最终保障了作业质量。

支护工程中，作业工序有喷射混凝土、砂浆锚杆、中空注浆锚杆、钢筋网、钢架。其中钢筋网作业的具体流程如下：制作网片，将半成品网片良好拼接，提升挂网效率；依据网片规格、锚杆布置的具体情况，网片重量应不大于50kg，并为其配置带钩，便于挂设；挂网期间，应保障网片与岩面连接的稳定性，提升铺设的平整性，网片搭接长度应大于规范数值；挂网完成时，焊接网片与钢筋、锚杆头，使其形成牢固状态，防止网片晃动，提升支护作业效果。

（4）防排水。防排水作业的设计理念为防、排、截、堵四工序相结合，以因地制宜为作业理念，开展全面治理与防护工序，达成防水目标，保障工程排水通畅性。作业期间应依据作业设计与相关规范内容综合开展排水盲管、无纺布等程序。环向盲管安装方式如下：在喷射完成的混凝土表面，给予划线定位操作，以线位布设为作业原则，依据洞壁实际情况加以调整，主要参看洞壁的渗水问题，尽可能地在喷射位置布设线位，保障线位顺利通过出水位置。沿线布设的材料选择为PE板窄条（规格为8cm×20cm）、水泥钢钉。将环向盲管作业于初喷混凝土的表层位置，保障钢钉间距在30～50m范围内[3]。

（5）隧道仰拱。该工程中，隧道仰拱作业程序分为开挖与支护两部分。开挖程序应严格遵守设计文件的相关要求，Ⅳ类及以上围岩的作业规范为地段长度最大值为10m。如若围岩条件良好，其地段长度最大值应控制在15m以下。支护工艺应全面测量基地位置的相关参数，比如标高，以保障其作业的规范性。在支护期间，应完整清除基坑内杂物，为作业提供便利条件。如若坑穴较大，应选择C20片石砼予以回填，提升支护工艺的作业效果，保障隧道工程建设质量[4]。