關于隧道施工工藝及其相關技術特點分析

王三星

(保定申成路橋有限責任公司)

關于隧道施工工藝及其相關技術特點分析

王三星

(保定申成路橋有限責任公司)

隧道施工中遇到的主要問題就是應保證圍巖的穩定，因此應采用多種措施保證施工過程中各種技術措施具有針對性，目前利用新奧法指導隧道施工已經被廣泛應用，以此為實例對隧道施工工藝與特點進行了分析。

隧道施工;開挖工藝;支護工藝;排水系統施工;二次襯砌

0 引言

隧道施工中需要通過開挖、支護等技術措施完成隧洞的建筑，在實際的工程中人們不斷了解變形、開裂等現象是因為圍巖壓力所造成的，所以在施工中克服圍巖壓的負面影響形成了一個系統化技術，施工技術與工藝也隨之為其展開。隨著隧道工程技術的不斷提高，系統化的技術措施已經成為了工程施工的重要技術形式，如新奧法，其思路就是最大限度的發揮圍巖的承載作用，突出的原則就是短進尺、弱爆破、及早錨固、柔性支護、多測量等。以噴射混凝土、錨桿固定、測量這三項技術為核心，展開隧道的施工，從某種程度上看是對原有圍巖的一種保護性開挖，保護其強度、允許變形但始終在可控的范圍內，不會導致圍巖出現根本的破壞，從而形成一種動態化的開挖與支護，從而使得圍巖達到一個平衡，經濟性與適用性較為突出。下面就以此為主要思路對某隧道工程中的施工與技術特點進行分析。

1 隧道的開挖工藝

目前，隧道施工通常遵循的是新奧法的規范開展。按照不同的圍巖等級，開挖采用了大管棚、小導管預先注漿的技術為開挖進行輔助，開挖采用的是側壁導坑技術;另外，還采用了臺階法技術。隧道開挖所采用的是控制爆破技術，以滿足新奧法的思路。施工前應做好圍巖爆破的技術設計，主要是控制爆破的參數，并根據圍巖的實際情況或者爆破后的檢測對爆破參數進行調整，主要是保證開挖的斷面有良好的光爆效果，盡可能的降低超挖帶來的對巖層的擾動與破壞。具體措施如下。

(1)側壁導坑技術，利用此技術主要可以降低圍巖的變形，及時施工作仰拱，對圍巖進行封閉。上部弧形的導坑和邊墻為人工施工，需要的時候利用弱爆破輔助。地質情況不佳的地段開挖前應進行注漿和錨桿處理或者利用小導管完成超前支護，開挖后利用混凝土噴射封閉圍巖面，同時噴錨支護開始作業。上部弧形導坑出渣采用轉載設備和車輛配合作業，人工輔助清理;核心巖土則采用爆破開挖。上部弧形導坑應采用預留核心技術進行開挖，配合噴錨支護。兩側的墻采用交錯施工方法，通常3～5 m，不能采用兩邊同時掘進的方式。邊墻圍巖結構松散的應分兩層處理。上部弧形導坑與下部開挖斷面應保持超前4～6 m，但是兩個工序可以同時進行。下部邊墻的馬口中槽的施工，利用控制爆破技術避免對已經完成的噴錨支護造成損害。施工中應保證勤測量的思路，及時對圍巖的情況進行采樣分析，并調整各種施工參數。

(2)臺階法施工技術是將隧洞分為兩斷面進行施工，即上半段與下半段進行開挖，上下斷面的距離應保證在5～7 m，即上下臺階的長度差范圍不宜過大，施工是上下臺階的設備是相同的并實現平行作業，即上下臺階分別設置相同的掘進設備，按照統一的進尺速度進行施工。臺階法施工的程序如下:上斷面，利用風鉆進行鉆眼，光面完成爆破施工，利用電控雷管進行爆破，炮眼的深度應根據勘測結構確定，因為上斷面設計的不大，掘進速度相對快，為了不影響下斷面的施工，爆破后應將渣土堆放到臺階上，繼續大眼作業。待下層臺階爆破完成后上半層斷面的碎渣就會下落。上斷面初期支護采用的是錨噴技術。施工時，嚴格按照作業的設計進行，控制上下的開鑿進度。

2 隧道開挖初期的支護技術

(1)隧道開挖時需要進行支護，提高圍巖的穩定，此時可以利用超前小導管支護，對掌子面的巖層進行噴射混凝土，防止漏漿出現。工藝是將小導管按照長度完成切割，并加工成為前端錐形。圍巖松動的時候利用風鉆或者大錘將小導管導入，縱向相鄰的導管水平搭接為1 m，然后注入雙槳。注漿時應從下向上進行，試驗確定灰水比。注漿完成后應即刻堵塞管口，防止注漿外泄。

(2)噴射混凝土技術也可用于前期支護。噴射前應對圍巖面進行清理，并埋設噴射厚度的標志。用于噴射的混凝土應利用強制攪拌設備在洞外完成攪拌，然后利用設備運至施工位置。噴錨支護的混凝土，往往需要兩次噴射。初噴是對開挖完成后即可進行施工，為的是盡早的對巖面進行封閉，防止表層風化;復噴混凝土是在錨桿、網架、鋼架安裝完成后進行，主要是幫助盡快形成噴錨支護的體系，控制巖層出現位移。鋼架間混凝土噴射厚度應大于4 cm。

(3)砂漿錨桿技術，這時利用特殊的錨桿臺車配合鉆機完成施工的措施，錨桿孔的位置與巖面保持垂直，其打孔的位置與設計位置保持誤差小于100 mm，鉆孔偏差應小于50 mm。鉆孔后利用高壓氣流進行清理，然后安裝錨桿，進行注漿加固。此時砂漿的比例應根據實地試驗確定，同時控制注漿壓力直至排氣口沒有氣流或者溢出稀釋注漿為止。

(4)鋼筋網加固技術，這是利用預先加工的鋼筋網進行加固的技術，施工是將其運至工作位置進行焊接。鋼筋網加固的時候應保證質量，做好除銹、去污、質量檢測等工作，使之達到設計要求。鋼筋網鋪設的時候，應隨著混凝土初噴面變化而改變，使其與洞壁接觸緊密。鋼筋網的節點與錨桿、鋼架的接頭利用點焊技術進行固定。

3 隧道的防水排水施工

在隧道施工中還需進行防排水的施工，主要是防止地下水與降水對隧道安全的影響。施工中按照施工階段采用了以下措施:(1)洞口施工，根據地形的情況在洞口施工段，設置了地表截水溝，將地面的降水與徑流應導至自然溝谷中排除;(2)明洞施工段，利用無紡布、防水板、粘土保護等措施，進行防水，利用砂礫盲溝和直徑116的雙壁波紋管等措施與材料進行排水;縱向和橫向排水管應保證相互貫通，將明洞襯砌背后的水引入隧道的排水系統，統一排除;(3)隧洞中部，在初期支護完成后利用無紡布、排水板、排水盲管等對隧道中部出現的滲水進行排除。

4 二次襯砌的施工工藝

在施工的過程中，對于二次襯砌而言，噴射混凝土、鋼筋網施工、鋼支架、錨固、結構防水等都是隱蔽工程，所以在二次襯砌前應對二襯的厚度進行檢查，使其保證工程要求。對于二次襯砌的施工時間的選擇，原則上需要圍巖和初期支護的自然變形完成后，系統保持穩定時才能開始施工。如果圍巖變形過大，初期支護開裂等必須對支護進行補強，當然也可進行提前的二次襯砌施工。施工時應先澆注仰拱部分，然后再澆筑拱墻二襯混凝土。在施工前應對地下水進行再次處理，封堵、引流等，仰拱和基礎的浮渣和積水必須進行清理，襯砌混凝土應在無水的環境下施工，保證混凝土質量。施工前應最后檢查模板、支架、鋼筋、止水帶等，滿足要求后才能施工。

5 結束語

綜合的看從隧道開挖到成形，再到支護與二次襯砌，是較為連續的系統工程，其多種施工工藝應形成一個連貫的作業循環，這樣才能保證隧道的質量與施工安全。

［1］馬帥，王強.淺談隧道的施工工藝［J］.價值工程，2011，(15).

［2］韋正華，王存利.復雜地質條件下山嶺隧道開挖與支護方法［J］.中國商界(下半月)，2009，(2).

［3］龐旭卿.金溫鐵路湯村隧道二次襯砌施工［J］.價值工程，2011，(25).

［4］黃紹偉.隧道施工超挖的預防與控制［J］.中小企業管理與科技(下旬刊)，2011，(7).

［5］樊永波.公路隧道施工技術淺析［J］.價值工程，2011，(9).

U445.7

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1008-3383(2012)03-0112-02

2011-11-05

王三星(1986-)，男，湖北省安陸市人，助理工程師，研究方向為公路橋梁施工。