公路隧道施工技术及控制研究

陈时通 钟文

湖南建工集团有限公司 湖南 长沙 410004

高速公路隧道建设关键技术和管理研究是健全高速公路管理体系、促进公路有效建设的关键性措施，隧道工程建设是高速公路工程建设的核心。因为建设的实际环境中包含了很多不稳定因素。同时，公路隧道施工极其复杂，致使施工难度较大。所以，应加强高速公路隧道施工工艺的探索和钻研，从不同角度全方位地进行了施工作业。只有严格管理，保证每个建设阶段管理严格，才能真正做到对高速公路隧道工程建设的合理管理，同时可以大大提高公路隧道的建造质量。

1 公路隧道施工技术概述

1.1 内容

就公路工程建设而言，施工难度大，施工内容复杂，且整个工期比较长[1]。整个过程涉及不同行业与领域，会受到内部、外部等不同因素的影响。具体来讲，主要影响因素有“人工”、“环境”、“气候”、“地理位置”等，这些因素会对公路隧道建设的顺利开展和进展产生不可预测的影响。正因为如此，施工人员要注意每一个施工步骤和环节，及时发现施工中的问题，以及潜在的安全风险，并采取适当的措施在第一时间解决，这样才能把问题和隐患控制到最低水平。通过具体施工技术的钻研和探究，能使工作人员对施工重点和难点有全面的了解和控制，从根本上保证施工进度、施工安全、施工质量。在进行前期准备工作时，要对施工现场进行全面细致地勘察，严格控制钻挖施工质量，使其能充分满足施工条件和要求。另外，后期土石的正常挖掘对钻爆施工队伍有着非常重要的影响，需要安排高素质、高层次的施工人员来完成相关的施工作业，且项目负责人员应为作业人员提供安全防护设备，保证整个过程的安全性。之后，进行后期土方开挖，使土方开挖施工质量得到有效保证，为后续施工环节的顺利开展和进展奠定坚实的基础，创造良好的条件。

1.2 特点

在公路隧道建设的过程中，需要多个不同的部门来完成，前期的准备工作是非常重要的。地质工程应首先进行，使工程师对施工的实际情况有一个全面的把握，可用于项目管理人员的决策，为其提供强有力的事实基础。在此基础上，对调查所得的数据结果进行分析研究，及时找出可能影响公路隧道施工的因素。具体来说，在公路隧道施工过程中，很可能会遇到地下水、泥石流或恶劣天气等因素的影响，大大增加了整体施工工序的开展难度，促使其存在不同类型的安全风险。此外，公路隧道施工过程中还存在许多隐蔽工程，涉及的范围也比较广，应进行严格管理和控制。除以上特点外，公路隧道工程的施工通常处于相对恶劣的环境中，制约因素较多，大大增加了施工难度。其中，空间小是主要影响因素之一，它直接影响和阻碍了许多施工工段和工序的顺利开展和进展。

2 公路隧道施工技术

2.1 爆破技术的应用

爆破工艺是隧道建设中最常见的工艺之一[2]。建筑中需要在各个角度做好爆破工作，并对整个过程进行控制。爆破工艺分主要分为两种，即光面、预裂面。通过对隧道整体轮廓设置，建立了相对完善的施工轮廓，最大限度地减少对周围岩体的损伤和破坏，保证现场的安全性。爆破技术的运用依靠科技与设备，爆破人员要熟练掌握工艺技术，且具备过硬的专业知识，需要了解不同爆破材料的性能，以及爆破时波及的范围。而且，在爆破作业中必须使用大量的炸药，危险性比较高，所以必须采取安全措施进行人员防护。在提出技术措施之前，技术人员要到施工现场开展地质研究，在进行专业评价之后，再提出可行的爆破措施。根据爆破的有关规定，完善安全保护预案，确保爆破安全。同时，还应根据地质条件和现场条件，科学的选择爆破方案，并及时地采取支护措施，通过支护的方式减少爆破作业损害施工现场的情况出现，最大程度的为整体施工提供安全防护与保障。

2.2 洞身开挖技术的应用

(1)中导洞施工

在中间导洞的施工中，需重视以下步骤[3]。第一、在施工前期，应针对性地划分合理区域，遵循施工要求，台阶的开挖长度不得超过5m，在完成各个开挖步骤之后，需要及时检查机械设备的情况，保证其性能、安全性。其次，开挖溶洞体。基坑施工的主要方法是人工操作，及时将挖出的土装入运输车辆，运输到规定的储存位置。开挖施工时，必须同时做好临时支护，按照挖沟施工规定，根据导洞的施工设计图，保证对所有施工人员管理落实，在达到挖沟标准之后，积极做好检查，为后续工作奠定基础。随后，在喷混凝土作业进行时，应在施工要求下，在合适区域中装置钢格栅拱，将其与隧道外侧连接，遵循绑扎原则，进行纵向钢筋绑扎。此外，为了保证挖开洞的整体质量，对周期进尺的管理也十分关键。按照隧洞建设规定，必须控制在0.5～1.2m之间，待初步开挖施工处理完毕后，在检验隧洞体开线等有关技术指标并满足施工标准后，使用质素砼进行二次喷淋式处理，并注意减少喷淋试验厚度。

(2)左右洞施工

左右洞口施工时，要通过中墙用砼材料，保证质量超过要求指标时，方可进行左右洞口施工。左右洞口的施工方法也是采用二步：第一、施工方法要根据隧道实际状况，以平行施工为主。第二、按照隧洞施工的特点，在施工中对上部台阶的施工作业采取环形导坑的方式，在满足设计要求的施工条件后再实施中间开挖工作。在左右隧洞施工时，将中间核心的开挖工作作为重要环节，对主要开挖部位实施了严密把控，中间核心施工部位至拱顶之间的距离要保证在1.6～2m。

2.3 二次衬砌技术的应用

二次衬砌工艺的应用，主要表现在隔墙的砌筑上[4]。在实际施工期间，应保证此项工艺的应用能满足以下要求：第一、准备环节中，对于有效的基坑基础做好全面检查，阻隔外墙的施工材料，特别是钢材材料，应准备好储存和防护。随后，在完成隔断墙的尺寸测量，以及相应的钢筋绑扎工作后，在合适的区域中开展预埋工作。同时按照隧洞主隧道的构造，适当布设排水盲管，并布置纵向导流管道，为后期施工做好准备。第二、在使用第二次衬砌工艺之前，必须选用质量比较好的施工模具。例如，在隧洞施工中所使用的钢模板，必须按照项目施工的有关规定，竖向的尺寸要求在合理范围内，尺寸的选取也必须严格按照项目施工标准和隧洞实际状况加以选用。第三、模板的管理也是二次衬砌施工的主要部分，使用的手段主要有拉外顶板和内顶等。在施工过程中，要进行跟踪检验等作业，以确保隧洞施工的安全。另外，由于支护作业还涉及上部与中间的先导孔，因此支护作业时必须保证其结合层的严密程度，以充分发挥隧洞施工的支撑效果。在第四、盲槽排水的施工完成后，再结合二次衬砌技术的运用，要着重处理出现的安全隐患，包括在初始支护施工时出现的情况。最后，再结合隧洞结构设计环形排水沟，从而成功地完成了二次衬砌工艺处理。

2.4 混凝土喷射技术的应用

在高速公路隧道施工过程中，混凝土喷射技术的使用重点需要确保施工监督管理贯穿整个过程，并加强质量监督管理，从而保证混凝土喷射作业有效完成。混凝土喷射技术的使用要点体现在以下方面：（1）合理处置开挖位置，避免混凝土的质量、功能受到负面影响，致使混凝土的硬度无法满足施工需求，继而影响隧道安全性、稳定性。（2）在混凝土喷涂中，建筑材料配合是十分重要的。必须及时进行建筑材料配合试验研究，遵循参数标准，保证比例合理，尽量减少对掺合料在材质配合中的投入，并做好水泥配合强度测试，以确保建筑材料施工硬度符合规定国家标准。（3）结合隧道工程的特点，科学选择水泥喷涂作业方法。（4）混凝土喷涂技术需要喷涂机的技术支持，喷涂机的性能须经及时检测，在喷涂过程中宜适时加入水泥料，实现连续喷涂施工。

2.5 锚杆施工技术

锚杆施工技术是隧道工程中常用的施工技术，对技术要求很高[5]。螺栓施工时，工作人员应注意：（1）及时清理螺栓上的污物，避免石屑污染影响螺栓工作。（2）开挖前应将待开挖部位清理干净，避免杂物混在一起。（3）做好洞的清洁工作，保证其符合规定的标准。（4）将爆包放入孔内，确保爆包的完整性。（5）将预先准备好的棒体插入岩石孔中，将钢网与棒体焊接成一体。

3 公路隧道施工技术应用的有效控制

3.1 加大设计审核力度

在高速公路隧道建设过程中，因为隧道建设的材料、施工工艺比较复杂，施工要求特殊。因此，设计上需要引起高度重视，以此提升隧洞建设能力，提高隧洞建筑品质[6]。在公路隧道的施工和设计中，应当及时审核设计图纸，在发现问题时，应借助有效手段加以正确处理。同时，应适当的引进现代信息技术，如BIM等技术，优化高速公路隧道的建造设计、模式，建立信息化工程设计体系，以实现高速公路隧道施工的整个过程控制设计，并提供更多支持，促进开发、设计工作的进行，从而减少设计中可能出现的问题。针对与隧道施工设计、实施相关的资料时，特别是地质调查、构造资料等，必须经过认真的考虑和核查才能使用，从细节上严格控制设计质量。

3.2 提升材料质量管理能力

对于公路隧道施工来讲，材料的管理非常重要，虽然材料类型较少，但需要严格把控材料的质量。在建材采购流程中，按照高速公路隧道工程施工规范，全部建材都要货比多家开始采购，以提高建材采购的性价比。在物料运输过程中，提前策划运输路线，到达运输地点后尽快进行抽样检查。在物料储存和储存过程中，注意保护物料不受环境等因素的影响，适当的采用防潮塑料、防水布等，防止了物料的品质变化。原料在进入施工现场之前，还必须实施取样检测，以确定所施工或使用的原料质量符合标准，并以分类管理的方法完善物资管理工作计划，以整合原材料的实际属性、特征等，增强物资管理工作力量。

3.3 严格把控施工技术处理

在隧洞工程施工过程中，对各种建筑施工技术手段的运用都必须严格管理，保证工程技术措施正确、落实，并严格控制施工工艺。首先，要针对公路隧道施工的特点，建立健全的、全面的管理制度。同时，也要合理定位工程质量控制在施工工艺中的重要地位，从而充分发挥质量控制的作用；质控组定期组织专业培训，确保管理措施和质控计划得到有效实施，提高质控组整体水平；其次是健全工程质量管理制度，明确责任制度，尤其是在工程建设安全管理领域。在监管领域，要及时健全监管体系，保证高速公路的工程建设顺利完成；最后，探索实施的管理和管控方法，通过动态控制的方式，利用现代化手段，能够及时、提前了解高速公路隧道实施过程。进行预防性管理措施，有效防范隧道实施过程可能发生的情况或事件，最大程度地实现高速公路隧道实施的效益。同时还应注意防水、排水施工技术的管理和控制。防水排水施工应与防堵、排水相结合，根据隧道的结构特点，设中央水渠，确保中央水渠位置合理区域位置上，避免冻结中央沟的水流，从而更加顺畅的排出地下水。同时，整个隧道的防排水的设计应该到位，针对隧道的渗漏应及时处理，并应采取防渗措施构造变形关节和关节结构薄弱环节，进而避免漏水问题的出现。

3.4 重视施工区域环境情况监督

为了降低施工区域环境条件对高速公路隧道建设的重大危害,工程建设单位和工作人员应当重视对施工区域环境条件的监控。通过开展环境调研工作,对施工场所附近的环境因素作出总结研究,同时进行适当的环境教育活动,以帮助施工者做好防范和降低日常施工质量事故的发生率。同时,形成有效的环境监管机构,为施工区域内环境设施的有效监管提供保证,保证整个施工区域环境符合相关要求，为提升整体施工质量提供一定的辅助作用，继而为人民群众提供良好的交通服务。

3.5 加强施工质量控制

在隧道工程施工中，为了保证施工质量，有必要在施工现场建立控制措施，确保各项控制措施的有效性。一、建设单位一定要做好自查工作。施工开始前，本公司技术人员应明确施工工艺规范和要求，并组织检查各种施工材料；监理单位要完善监理管理职能，监理人员要对施工现场进行处理。加强施工环节的管理和控制，特别是关键环节，如开挖、支护和初喷施工；二、施工单位要配合监理机构进行各项施工的检验监督,但不能进行定期抽查。检测时出现的情况,必须责令修复,必须严格依据工程建设标准予以修复;检测时,每隔一段设有三个检测线,三个检测线分别安装于拱顶、拱腰和侧壁之间。如果初始厚度的支持是在检验过程中发现不合格，需要修复建设，如果发现它不符合建设标准或有一个腔不压实现象，它需要被灌浆处理，治疗完成后需要重新检测。

3.6 重视隧道施工安全管理

不论哪种类型的工程，具体施工期间，安全生产是非常重要的核心工作。尤其是在公路隧道的施工中。工程建设质量是企业整体形象和管理能力的直接体现，与企业在市场中的存亡关系密切。所以，在具体的安全管理期间，应对施工人员进行安全生产问题的培训，提升对安全管理的重视，在保证自己人身安全的基础上，提升建筑质量。同时，为了减少安全隐患的留存，在进行公路隧道施工安全管理时，管理者应制定相应的施工安全管理措施。施工现场的工人应提前接受专业化的安全培训和教育，保证其安全意识，促使施工过程规范、严谨、合理。

4 结论

综上所述，由于高速公路桥隧的施工环境较为特殊，建筑危险性也很大，所以高速公路隧道施工工作备受重视。在隧道施工之前应当做好环境地质调研，并仔细掌握隧道施工的有关规范与法规。其次，针对工程项目的具体情况，选用最适宜的隧道施工技术，并提出了隧洞建筑施工方法。其中，爆破技术、隧洞整体施工技术、二次衬砌技术等的运用，都需要正确把握处理重点，同时进行工程质量监督管理，健全有关技术管理体系，并搞好专业培训工作，保证了公路隧道安全。项目的顺利建设，减少了隧洞施工风险，提升了高速公路隧洞建设品质。