山区公路隧道出口进洞技术要点

2022-08-12隋萌萌李庆芸

建材发展导向 2022年15期

隋萌萌李庆芸

（山东宇通路桥集团有限公司，山东广饶 257300）

山区公路隧道出口进洞技术作为隧道工程中常用的一项技术，该技术具备施工技术方便，安全性高。质量好等特点得到了广泛的应用，对出口进洞技术的要点进行研究掌握技术的操作方式，对推进项目的开展有着重要帮助。

1 进洞施工方案的原则

第一，综合分析各个方面因素。确定施工方案前，要综合分析各个方面要素，比如地形地貌、地质条件，同时还要分析了解经济因素、安全性以及工期等。第二，加强环节保护。进入到二十一世纪之后，环境保护成为人们考虑的首要因素，所以隧道进洞施工必须做好环境保护工作，以达到工程质量为出发点，加强施工环境的管理和控制，尽量减少边坡、仰坡的开挖施工，尽量保持原有地形地貌条件，发挥出岩体结构稳定性效果，避免在施工和运行中发生滑坡、塌方等严重的问题，隧洞和周边环境融为一个整体。第三，提高施工安全性。洞口边仰坡在施工时，必须落实安全管理的基本原则，防止发生滑坡的危害。对于上部存在的表土、灌木以及危石等清理干净，为工程现场运营的安全性提升奠定基础。第四，加强边坡保护。边仰坡、洞口开挖施工尽量避免在雨季、融雪期、严寒时节进行，开挖之前应该做好沉降、位移方面的监测，采取分层开挖的施工方式，考虑到地质条件因素，坡度不能过陡，同时要做好防护处理，达到施工和运行的安全性标准。第五，采取有效处理措施。对于偏压的隧道进洞来说，偏压侧洞深之外、平行隧道中线设置抗滑桩的结构，以抵抗偏压的问题。第六，保证排水功能合格。进洞前，必须设置必要的截、排水设施，避免出现雨水下渗的情况。边仰坡如果有渗水的情况，需要选择使用暗沟、渗沟或者设置梅花型深孔PVC管的方式引排水处理，然后和路基排水系统进行连接，以保证排水效果满足要求，达到工程安全向标准。

2 施工重难点

隧道施工有浅埋的地质条件特性，洞深裸露出来的石英砂岩的材料比较多，这种地质条件下，通常有隔水层的结构形式，在施工现场的岩体节理发育良好，内部存在较多的地下水，透水效果也比较高，并且流通能力高、影响范围大。进洞段选择合理的支护方式，如果支护不及时，或者支护效果较差，会造成坍塌的事故问题。洞身开挖施工选择的施工方法也非常的有用，洞口衬砌部分使用CD法侧壁导坑开挖方式，洞身开挖施工按照设计方案以及韧性交叉口衬砌方式，考虑到超前地质预报情况，确定最佳施工方法。

3 施工方案

在山区公路隧道项目开展阶段，对于出口进洞技术的应用，需要按照工程的项目特征做好施工方案的优化，对涉及到的工艺部署要进行科学分析，这样才能够提高工程项目的应用效果。

3.1 V级围岩段施工方案

V级施工严格执行设计方案的标准要求，在具体的施工环节，保证安全、质量等符合标准要求，本次工程选择CD开挖法和环形开挖留核心土的施工方案，其主要的施工要点如下所示: 1) 现场施工中，隧道侧壁超前钢化管和导坑侧壁水平锚杆超前支护方式进行施工； 2) 机械施工为重要方式，辅助以人工方式施工，先进行第一节段的施工，其尺寸为高6.0m、宽7.5m； 3) 第一部分的导坑建设施工，具体包含初期支护与临时支护两种形式，主要的施工内容是初喷4cm厚度的混凝土，然后使用工字钢等型钢进行设置施工，并且把主体结构内配置锁脚锚杆，然后使用径向锚杆和钢筋网片安装到规定的位置上，在所有施工完成之后，立即进行复喷混凝土施工； 4) 进行第二部分的开挖施工，机械开挖方式为主，施工人员随时观察施工情况，及时做出改进和调整。在导坑周边的部位上进行混凝土的喷射施工，厚度为4cm即可；使用上述的型钢支架结构加长处理，并且使用锁脚锚杆进行固定。钻进成孔施工后，通过径向锚杆的设置，然后铺设钢筋网片的结构形式，再进行混凝土的铺设施工，直到最终达到设计标准要求的厚度为止； 5)再进行下一部的施工，循环上述施工工序。在上述施工的各个环节，必须做好现场施工情况的监测和控制，随时了解初期支护的具体情况，在达到规定要求之后，才能拆除钢架结构。

3.2 CD法施工控制要点

1) 开挖施工环节不能发生损坏的影响，最好采用弱爆破或者人工开挖的方法。如果使用爆破的施工方式，必须保证炮眼深度以及装药量的控制； 2) 主体结构初期支护环节，钢架施工阶段，考虑到具体的情况，分为多个节段部分进行施工，严格执行施工顺序和标准要求； 3) 根据需要进行锁脚小导管距离调整，必须保证达到稳定的标准； 4) 每一步台阶施工，单词开挖施工的长度为2 ～3m即可，在第三部台阶开挖施工结束后，就要进行仰拱施工，保证结构稳定性合格； 5) 右部导洞开挖时，应该滞后左部导洞，距离到达20m或者根据具体情况做出调整； 6) 做好现场监控量测的管理，结合实际情况随时进行洞身稳定条件的检查，结合具体的情况调整支护施工参数，并且在规定时间内进行二次衬砌浇筑施工； 7) 上导坑部分的开挖施工环节，循环进尺按照1 榀钢架的间隔距离进行设定和控制，即0.6m；在相邻导坑的施工中，应该做好现场管理和控制，以地质条件为基础进行适当的调整。从机械性能、人员素质等方面出发，明确开挖施工孔径以及台阶高度尺寸。保证钢架连接的效果合格，在合适的位置上使用纵向连接钢筋进行控制； 8) 施工作业流程，首先进行弧形导坑的开挖施工，保证拱部初期支护达到要求之后，再进行预留核心土，然后下台阶中部、下台阶侧部进行施工，保证开挖施工符合要求，开展仰拱超前支护施工，实施二次断面衬砌施工。

3.3 环形开挖留核心土法作业要点

以开挖断面尺寸为施工标准，按照上、中、下、底部的顺序逐步开始开挖施工。做好核心土面积的控制，至少达到整个断面总面积的1/2。综合分析机械设备的施工情况，上、中、下台阶开挖高度分别为4.5m、4.5m、 3.5m。上台阶支护施工的位置上进行喷射混凝土之后，进入到核心土与下台阶的开挖环节。开挖施工有破坏性的影响，容易导致上部台阶结构的稳定性不能满足要求，比如下沉与变形等，对于整体结构的稳定性造成负面的影响。因此，在底部需要设置槽钢托架的结构，保证该位置和钢架组合形成整体的结构。进一步加强支护施工，在钢架底部设置锁脚锚杆的结构，焊接完成之后就可以进行横纵槽钢的连接。逐一进行开挖施工，同时喷射混凝土材料，封闭围岩的结构，还要设置临时仰拱，保证支护效果合格。

3.4 IV级围岩段施工方案

分部开挖施工方式，下台阶一般会滞后15m左右。按照下述要求进行施工: 先上后下台阶的依次施工；选择合适的支护施工方式，初喷厚度为4cm的混凝土结构，布置锚杆、挂网、架设格栅钢架然后再复喷施工；开始下一台阶的开挖施工，优先处理中槽位置，通过跳槽开挖的方法进行边墙结构的开挖施工，在开挖施工完成后，尽量缩短施工时间，并且实施二次衬砌施工。在具体的围岩断面开挖施工阶段，根据8cm预留沉降量进行控制。根据设计的轮廓线作为基准线，进行开挖手工。隧道洞身结构部位上，开挖到上台阶格栅安装地面高程，下台阶开挖到边墙钢格栅位置上进行地面高程的控制。在进洞施工前，必须落实各项施工现场的准备工作，比如仰坡喷锚，以达到防护的效果，且根据设计方案的要求开始超前管棚注浆施工。开挖施工时，以机械施工为主，采取人工辅助的作业方式，尽量不要使用爆破的施工方式，确保围岩结构的稳定性，且使用C25 混凝土喷射回填密实施工。

4 隧道施工质量问题

4.1 超欠挖问题

在进行隧道工程施工的过程中，应当做好质量管理工作，减少在施工过程中可能会发生的各种问题，尤其是减少超欠挖问题的出现。如果在施工的过程中，出现长袜的情况，那么就会造成原材料的损失和其他各项资源的浪费。如果在施工的过程中出现千挖的情况，那么就会影响到隧道结构施工的稳定性，同时会对工作人员的人身安全造成不利影响。因此，在进行施工的过程中，应当严格按照设计图纸的要求进行，保证施工的质量和施工安全。在开展挖掘工作之前，应当明确施工的要求，同时做好质量检验工作，明确该隧道的施工标准。在此基础上开展钻孔作业，有效地实现挖掘工作。此外，在施工的过程中，如果挖掘工作出现问题，那么就会导致工程施工的安全性受到挑战。因此，在施工的过程中，应当做好设计工作，同时优化爆破药量。

4.2 施工计划制定不全面

在施工之前，应当做好规划工作，防止由于计划方案制定的问题，导致施工过程中的质量和效率，以及安全无法得到保障。对当前隧道工程施工状况进行调查发现，由于施工计划不全面，导致施工环节，屡屡出现问题。为了保证施工的质量和安全保障工程的施工效率，应当制定全面的工作计划。对出现这一问题的原因进行分析，主要有两方面的原因。一方面在施工的过程中，施工单位没有充分的意识到制定计划的重要性，因此忽略了制定计划的事项。另一方面，在施工的过程中，施工单位虽然意识到了制定计划的重要性，但是所制定的计划存在缺陷。如果施工计划制定的不全面，那么就会导致施工过程中出现以下问题: 第一，如果计划的制定没有落实，就会影响到施工的进度；第二，如果制定的计划不全面，那么就无法有效地安排工作计划，落实各项工作内容。最终就会导致施工的效率无法得到保障，项目部的工作无法高效地完成；第三，隧道工程的施工应当制定相应的工作，进度表安排好各项工作，如果无法制定全面的工作计划，那么就有可能会导致施工环节的混乱。如果施工环节秩序混乱，那么就会影响到工程的质量。

4.3 施工组织过程混乱

在进行隧道工程施工的过程中，存在着施工组织过程混乱的问题。出现这些问题会制约技术在实践中的应用，同时还会制约工程的质量。对产生问题的原因进行分析，主要有两方面: 一方面在施工的过程中工作单位的工作能力不高，因此在实践的过程中没有做好统筹规划工作。另一方面，施工团队内的工作人员综合素质水平参差不齐，导致工作环节无法有效地展开各项配合工作。对当前的施工管理现状进行调查发现，在施工的过程中，由于施工单位的综合素质水平不高，因此其内部的工作人员综合素质水平也会出现参差不齐的情况。如果工作人员的综合素质水平参差不齐，那么就会直接影响到技术在实践中的应用。在施工的过程中，应当做好安全管理工作，这对工作人员的综合素质水平提出了较高的要求。不仅需要工作人员能够胜任本职工作，而且要求工作人员具备安全生产的意识和责任意识。正是由于施工组织秩序混乱，导致技术人员和普通工作人员在工作的过程中，无法高效的完成其工作。此外，还有可能会发生意外事故，产生不良影响。

5 公路隧道施工质量控制措施

5.1 全面的防水措施

为了加强对公路隧道的施工管理，保障施工的质量，应当做好全面的防水措施。防水工作的完成与隧道施工的质量之间有着十分紧密的联系，如果无法做好防水工作，那么就无法为施工的质量提供保障。做好防水工作，应当从设计环节做起。应当要求设计人员加强施工过程中的防水处理工作，在设计图纸中明确各项工作的开展应当如何进行，做好设计要求。在设计图纸中，应当明确防水系统如何建立。同时落实到各个施工环节，保障防水系统的施工质量。

5.2 光面爆破质量控制要点

做好质量管理工作，应当加强对于光面爆破的质量控制。在爆破工作之前，应当做好准备工作，爆破过程中，应当严格要求工作人员的技术水平。爆破工作开始之前，要对施工现场的地质环境进行全面的勘查作业，通过地质预报结果明确如何设定爆破的参数。参数的准确性和科学性与爆破结果有着十分紧密的联系，因此应当加强在爆破之前的地质预报环节的工作。在爆破的过程中，应当做好质量管理工作，其中最重要的就是做好钻眼施工管理工作。在施工的过程中，应当保证钻眼的数量、位置和深度符合爆破的要求，同时符合该隧道工程的实际情况。钻眼施工完成之后，应当对炮眼进行质量验收，保障爆破的质量。如果在检查的过程中发现存在不合理或不规范的部分，应当及时的进行调整。

5.3 建立工程施工质量控制体系

在技术应用的过程中，应当做好质量管理工作，因此可以建立施工质量控制体系。对当前的实践过程进行调查发现，大部分的施工单位在施工的过程中都意识到了质量管理工作的重要性，但是具体的落实工作各有差别。如果能够根据工程施工的实际状况制定全面的施工质量控制体系，那么就能够为隧道工程的施工提供有力的保障。制定工程施工质量控制体系，应当做好以下几点工作: 首先，应当根据工程施工的实际状况以及设计图纸中的要求做好数据的收集工作。隧道工程的施工应当符合设计图纸中的要求，因此前期的信息搜集工作，对于控制体系的建立而言十分重要。其次，应当将数据进行整理。通过数据整理可以有效地落实各个部分的工作如何具体开展。在此过程中，可以利用BIM技术实现立体模型的建立有效的模拟在施工过程中可能会发生的意外情况，以此避免意外情况的发生。最后，应当配备相应的监督管理人员，对施工现场进行监督和管理。必须赋予监督管理人员相应的职责，保障监督管理人员的地位，才能够为质量管理工作提供有效的支持。

5.4 确保隧道结构稳定

在进行隧道工程施工的过程中，保障工程的质量，首先要保证隧道结构的稳定性。开展这一工作应当对原材料进行质量管理，同时还应当对施工现场进行监督和管理。保证原材料的质量符合混凝土混合材料的需求和标准，同时，还要对施工现场进行日常化的监督和管理。保障机械的正常运转，定期对机械设备进行检查和维修工作。此外，还应当加强对对于混凝土的维修养护工作，防止由于天气因素或温度因素，导致混凝土出现裂缝。