高速公路隧道工程施工技术应用分析

2021-12-04曹德扶

运输经理世界 2021年14期

文/曹德扶

1 前言

在高速公路隧道工程施工过程中，施工单位应秉持全过程化技术管理和施工控制原则，有效维持公路隧道施工以及高速公路隧道工程施工的整体水平，建构完整的施工技术约束体系，从而维持工序环节的合理性。

2 工程案例

本文以A 高速公路项目为例，结合现场地质勘察结果可知，工程项目位于山地峡谷区域，整体走势呈现出北高南低的趋势，海拔高差为560～2895m，整体区域为热带低纬度季风气候，降水量较为充足。基于此，在高速公路隧道施工过程中要将大气降水作为地下水主要的补给方式，水位变化具有较为突出的季节性变化特点[1]。

3 高速公路隧道工程施工质量影响因素

高速公路隧道工程施工过程中，施工难度以及施工过程存在的风险概率较大，主要是因为施工路段长度较长，加之空间跨度复杂，面对不同的环境和地质空间，增加了实际施工流程的难度和安全风险。若是施工作业人员缺乏对地质环境和条件变化趋势的预估，就会造成安全事故频发，产生严重的经济损失甚至是人员伤亡。高速公路隧道工程项目施工环境较为复杂，因此不确定因素、不可预估安全风险因素较多。

最关键的是，环境中岩石、地下水等地质形态存在一定的动态变化趋势，甚至部分施工现场会存在岩溶结构，这就增加了预控的难度[2]。另外，施工环境恶劣，支护工序、防排水工序、开挖工序等都会受到施工条件以及作业技术水平的影响，施工单位要秉持良好的安全处理机制和控制方案，才能维持施工作业的标准化。

综上所述，外界因素对高速公路隧道工程施工质量会产生较大的影响，施工单位应结合施工工程的具体要求完善施工技术方案，提升施工质量水平。

4 高速公路隧道工程施工技术应用方案

施工部门要结合现场地质条件以及隧道工程中的具体环节要求完善施工技术方案，确保施工方式选取的匹配度符合设计规范，并且在初期指出体系选择方面要充分考量的地质环境、水文因素等。本工程项目支护体系选取的是“注浆小导管+锚杆+钢筋网+喷射混凝土”联合控制模式，并且在初期支护过程中配合使用二次衬砌结构，建构纵向盲管、防水板联合应用体系。

4.1 整体施工流程

在全面分析地质条件的基础上，结合对应施工内容和施工环节选取匹配的技术方案，并按照标准工序落实相应操作，以保证高速公路隧道工程施工质量符合预期。具体施工流程见图1。

图1 流程示意图

4.2 洞口段施工技术方案

按照“洞口开挖→支护→进洞→明洞洞口施工”的流程落实具体技术内容。

4.2.1 洞口开挖和支护处理

4.2.1.1 测量放线，了解洞口位置以及边坡状态，结合施工洞顶截水沟结构完成初步操作[3]。

4.2.1.2 明洞的开挖作业，应结合实际施工现场情况将开挖进度控制在暗洞桩号前2m 位置，同时选取的是钻爆法作业模式。

4.2.1.3 依据现场护套拱结构的设计标准落实支护结构设计，纵横向刷坡处理。

4.2.1.4 依据相关设计标准和要求，将壁厚维持在固定的数值参数范围内，并在两侧开挖作业到达暗洞位置后，对基底予以标高处理。

4.2.1.5 确保两侧护拱墙混凝土浇筑流程的合理性，并保证浇筑高度能够符合拱基线设计标准。

4.2.1.6 设置导向管、护拱蓬模板。

4.2.1.7 浇筑护拱混凝土，并集中钻孔顶进处理，完成最后的注浆操作。

除此之外，施工单位要确保整体施工操作的规范性，就要在操作前落实风险评估和预控，减少超挖问题、欠挖问题对整个工程项目造成的影响。

4.2.2 进洞处理

结合地质条件调研报告可知，本工程项目是V 级围岩结构，存在稳定性不足的问题，因此施工单位要全面评估施工环境以及施工技术的匹配度，将施工作业安全水平和稳定性作为关键，借助超前预支护处理方式维持后续开挖作业的规范性。首先，进行洞口段的调查，结合地质环境以及工程项目的实际需求，采取“管蓬结构+注浆结构”联动的施工方式，并结合围岩特点完善支护处理机制的设定；其次，确定使用“小导管+注浆预支护”的处理方式；最后，针对工程项目中部分IV 级围岩结构，选取上下台阶法进行开挖作业，并维持开挖工序的安全性，确保作业效率符合预期[4]。

4.2.3 明洞施工

利用明挖处理机制完成施工作业，能够减少水文地质条件对施工安全效果造成的影响，一般是在旱季开展相应作业。另外，要结合大管蓬结构设计标准确定台阶的具体高度参数，以保证洞口边缘、仰坡、明洞开挖支护环节的有效性，同时还要结合具体状态维持临时性加固方案的合理性。一般而言，按照自上而下的开挖流程落实相应作业，维持开挖工序和支护工序的同步效果，减少安全风险因素。

4.3 洞身施工

在分析地质环境后我们了解到，工程项目的洞身属于V 级围岩结构，加之洞口土本身性质较为特殊，因此施工过程中会遭遇软弱围岩施工问题。基于此，施工单位选取预留核心土的方式完成开挖作业。另外，选取环形开挖配合模式，在提升整体施工质量水平的同时，减少对周围环境的破坏，并且发挥小导管超前支护处理的优势，打造更加安全的施工环境[5]。

4.4 开挖处理

本工程项目采取的是爆破开挖的方式，为了保证爆破开挖处理工序的合理性和规范性，要在工序开始前落实爆破试验工序，以避免技术难度较高对围岩段造成的影响。首先，开挖工作开始前，相关作业人员要结合实际环境要求初步拟定钻爆设计方案，并且落实相应的钻爆试验工序，结合试验结果分析检验钻爆方案以及参数设计是否合理合规；其次，检测爆破振动后续内容，避免其对支护效果产生的影响；最后，爆破试验操作结束后针对钻爆效果不好的区域，要结合施工目标调整优化钻爆参数，维持整体开挖处理工序的规范性。

4.4.1 钻孔处理

施工作业人员要结合技术标准以及应用要点，确保相应钻孔作业的规范性。

4.4.1.1 炮孔位置要利用捣平处理的方式完成开钻分析，减少后续钻孔处理工作产生的影响，避免打滑问题、炮孔位移问题等，从而最大程度上提升钻孔效率。

4.4.1.2 若是周边孔的实际钻孔难度较大，则要聘请专业人员完成具体工序，适当调控钻孔参数，以保证钻孔流程的规范性。需要注意的是，调整范围要控制在炮眼直径5 倍范围内。

4.4.1.3 针对底板孔的炮孔处理工作，要在作业结束后利用木棍完成填料[6]。

4.4.2 装药处理

对于整个钻孔工序而言，装药环节是保证整体项目安全性和稳定性的关键，因此施工单位要在清孔工作结束后使用高压风机予以综合控制，减少钻孔内杂质对后续作业产生的影响。同时，作业人员要充分调研和分析雷管的段数，结合设计方案完成核对工作，保证装药结构、药卷规格、实际装药量、操作工序等都能贴合钻孔处理工序要求，维持设计标准的合理性。除此之外，装药过程还要保证物料能够到达孔的底部，借助炮棍将其缓缓送入底部，一定程度上避免送药过程中出现的雷管拉扯问题、爆管破坏问题等，维持整个操作工序的安全性。

4.4.3 爆破处理

在爆破处理工作中，施工单位要将安全性作为关键，确保相关机具和人员都撤离在爆破面以外时开展相应作业，尽量确保眼孔位置和爆破网络的紧密性，维持连接设置的规范效果。与此同时，还要保证网络检查的规范性，配套施工操作优化连接，从而创设良好的作业环境[7]。