隧道工程施工控制的關(guān)鍵技術(shù)分析

張沖 張建國

鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司 300251

摘要：本文首先分析了進(jìn)行隧道施工的光面爆破、洞身開挖、暗洞進(jìn)洞法等技術(shù)關(guān)鍵，指出要加強隧道洞口施工管理，落實初期施工中的支護(hù)控制，在開挖洞身中要注意對滲水涌水的控制，要及時采取措施防止?jié)B漏和坍塌等隧道工程的重點控制要點。我們認(rèn)為，隧道施工要防止安全事故的發(fā)生必須保證每個環(huán)節(jié)的嚴(yán)密實施，從設(shè)計到施工的每一個環(huán)節(jié)的工作都要做好，并在施工過程中加強管理，確保安全。

關(guān)鍵詞：隧道工程；施工控制；技術(shù)；分析

一、前言

隧道通常指在地下建造的，作為通道使用的工程建筑物。一般可分為巖石隧道和軟土隧道。過去在隧道工程施工時，一般對隧道的貫通測量，進(jìn)行放樣，通過對輪廓進(jìn)行開挖而達(dá)到對襯砌的厚度、強度的控制和回填密實度，隨著技術(shù)、設(shè)備、方法的進(jìn)步，控制爆破的普遍采用，檢測、試驗設(shè)備、技術(shù)的提高對于前述的質(zhì)量通病，大都得到了有效控制。

二、進(jìn)行隧道施工的技術(shù)關(guān)鍵

（一）光面爆破

在隧道施工過程中，光面爆破是“新奧法”的關(guān)鍵技術(shù)，在這個過程中，爆破效果直接影響了施工費用、質(zhì)量、進(jìn)度。隧道開挖過程中，有必要針對圍巖性質(zhì)和工程地質(zhì)條件組織相關(guān)的工程技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場觀察，并且對各項爆破參數(shù)進(jìn)行討論、初定。對炮眼位置進(jìn)行合理安排，調(diào)整好炮眼的裝藥方式、孔距和角度，對不同的開挖進(jìn)尺進(jìn)行試驗性的爆破，對爆破參數(shù)不斷地進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整；現(xiàn)場試驗周邊炮眼的爆破，以現(xiàn)場不同的圍巖為依據(jù)來制定周邊炮眼的最佳抵抗線，這樣就可以獲得最佳的光面爆破效果。要想確定一個合理科學(xué)的光面爆破設(shè)計方案，就必須進(jìn)行若干次的通過多次的參數(shù)調(diào)整，同時還要進(jìn)行爆破試驗。

（二）洞身開挖

在開挖Ⅱ級以下的圍巖時，可以將整個隧道斷面進(jìn)行分割，分別進(jìn)行斷面開挖的方式，這種做法能夠降低圍巖開挖的變形風(fēng)險、減少隧道的開挖跨徑，從而能夠確保隧道施工的安全。隧道小斷面劃分完成之后，就開始了排在最前面的“突前導(dǎo)坑”的開挖，整個隧道向前施工控制的關(guān)鍵程序就是對這項工程的開挖，之后的所有工序都是按照開挖突前導(dǎo)坑的進(jìn)度進(jìn)行確定，在突前導(dǎo)坑的引導(dǎo)下，各個后續(xù)工序依次有序、平行交錯的推進(jìn)向前。

（三）暗洞進(jìn)洞法

使用暗洞進(jìn)洞法進(jìn)行施工，就是采取護(hù)拱及大管棚的設(shè)施進(jìn)行洞內(nèi)作業(yè)，完成洞口排水系統(tǒng)后，進(jìn)行邊仰坡防護(hù)的加固，在完成這些準(zhǔn)備工作之后，才能進(jìn)行暗洞進(jìn)洞。此過程就是，開挖明洞及洞口的土石方，加固完成邊仰坡后，再施工護(hù)拱，這需要采取鋼管支架法完成，值得注意的是施工過程中要準(zhǔn)確定位預(yù)留管棚孔口定位管的位置，此后，便可以利用管棚鉆機進(jìn)行鉆孔，并且需要人工配合鉆機，頂進(jìn)安裝鋼花管棚。

三、對隧道工程進(jìn)行重點控制

（一）隧道洞口

隧道的咽喉是施工洞口地段，在此處進(jìn)行施工時會產(chǎn)生負(fù)面影響。其特點為：在隧道的洞口，地層往往比較破碎，巖層往往出現(xiàn)風(fēng)化或者裂隙發(fā)育，具有很低的穩(wěn)定性，；當(dāng)巖層層面坡度與洞門主墻開挖坡度一致時，容易產(chǎn)生縱向推滑力；洞口附近山體覆蓋層較薄，一旦塌方可能塌穿到地表面；若隧道處于溝谷一側(cè)或傍山時，通常會產(chǎn)生側(cè)向壓力。因此，該地段在開挖時宜特別謹(jǐn)慎小心，隨挖隨撐，并盡快做好襯砌。隧道洞口地段，一般地質(zhì)條件差，且地表水匯集，施工難度較大。施工時要結(jié)合洞外場地和相鄰工程的情況，全面考慮、妥善安排、及早施工，為隧道洞身施工創(chuàng)造條件。由于每座隧道的地形、地質(zhì)及線路位置不同，要很明確規(guī)定洞口段的范圍是比較困難的。

（二）初期施工中的支護(hù)控制

在Ⅰ-Ⅱ類圍巖段的初期施工過程中，主要由噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、徑向系統(tǒng)錨桿、鋼格柵或工字鋼共同組成支護(hù)。待完成斷面的施工工程以后，需要立即進(jìn)行支護(hù)工程，通過封閉環(huán)的形成保證隧道質(zhì)量安全的目的。初期支護(hù)施工控制的程序為：系統(tǒng)錨桿的施工；安裝鋼拱架以及面層鋼筋網(wǎng)；噴射C 2 0 混凝土進(jìn)行施工。在對系統(tǒng)錨桿進(jìn)行施工之前，需要對巖面的情況進(jìn)行檢查，比如查看是否有松動的石塊，還需查看初次噴射的混凝土是否有開裂、空殼的現(xiàn)象，如果有此現(xiàn)象，則需要處理好以后才能開鉆。開鉆之前需要先根據(jù)排列布孔以及設(shè)計密度確定好系統(tǒng)錨桿的位置。根據(jù)鋼拱架或者稱之為鋼格柵的設(shè)計要求安裝鋼拱架，安裝過程中要嚴(yán)格焊接施工以及下料。噴射混凝土?xí)r要均勻，不能過厚，需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行，在混凝土終凝前的1 h到2 h之內(nèi)需要多次噴水，以保持其達(dá)到經(jīng)常濕潤的狀態(tài)。對于支護(hù)體和整個圍巖來講，允許出現(xiàn)有限的變形現(xiàn)象，但是如若進(jìn)行二次襯砌的施工，需要在錨噴支護(hù)以及圍巖的變形基本穩(wěn)定之后才可。

（三）開挖洞身

進(jìn)行洞口開挖之后，初期支護(hù)和永久襯砌需要跟上，過去隧道施工的“快進(jìn)、慢出”的要求，指的是在單頭進(jìn)行施工的過程中，必須進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，開挖工程和支護(hù)工程過程需要盡快完成，絕對不能出現(xiàn)延誤，慢出是在洞口出口段襯砌緊跟完成、洞身穩(wěn)定后，再穩(wěn)步開挖出口。開挖、襯砌方式要因地制宜，地質(zhì)條件差的地段，可采用先拱后墻、或分塊人工開挖、或放松動炮，緊跟襯砌，上導(dǎo)襯砌拱座加鎖腳錨桿，下導(dǎo)開挖，緊跟初級支護(hù)配地橫梁，再施仰拱。上下導(dǎo)可拉開一定的距離，但仰拱要盡量緊跟。（仰拱離開挖面不超過 3倍襯砌模板長，襯砌離開挖面有距離規(guī)定，70 m、90 m、120 m）進(jìn)洞后進(jìn)入好的巖層再改變施工方法。對于雙線大斷面盡量采用分塊開挖支護(hù)，設(shè)計圖應(yīng)當(dāng)專門說明洞口施工方法，施工單位要按設(shè)計要求編制可操作性的施工方案，施工方案的改變，必須經(jīng)過一定的審批程序，集思廣益，確保施工安全。

（四）隧道施工過程中對滲水涌水的控制

在進(jìn)行隧道施工的過程能夠中，經(jīng)常出現(xiàn)圍巖滲水、涌水的情況是正常的，甚至情況會比較嚴(yán)重，但是只要我們做好充足的準(zhǔn)備，就能進(jìn)行有效的控制。問題就是管理人員不搞好技術(shù)交底，不超前預(yù)報，也不檢查超前探孔，施工人員不按要求施工，主要是不打超前探孔，一炮放開突水突泥，造成人員、設(shè)備的損失事故。因此主要的防范措施是搞好超前預(yù)報和超前探孔，防止突發(fā)事件。至于發(fā)現(xiàn)有水有泥的情況如何應(yīng)對，就是根據(jù)圍巖、水量、泥量、位置等具體情況作出正確的判斷，具體情況具體對應(yīng)，排水堵水，措施總是有的，打反坡隧道必須具備排水設(shè)備，長大隧道的中間開下坡橫洞，必須有排水管道和設(shè)備，開工時就應(yīng)檢查。目前還沒有那條隧道通不過去的。

（五）采取措施防止?jié)B漏和坍塌

在隧道的二次襯砌中添加抗裂防水砼膨脹劑的目的是提高混凝土防止出現(xiàn)滲漏和坍塌的能力，并預(yù)防出現(xiàn)復(fù)合防水板破裂，導(dǎo)致漏水。在對盲溝進(jìn)行設(shè)計部署的時候，要按照水量合理增加盲溝的數(shù)量，以便于排水。對防水板進(jìn)行施工時，需要對焊縫進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，以防漏焊，在進(jìn)行鋪設(shè)時，更是需要注意，避免刺破，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計部署對變形縫、施工縫進(jìn)行施工，以保證不漏不滲。

四、結(jié)語

經(jīng)過調(diào)查和研究，我們發(fā)現(xiàn)，隧道施工要防止安全事故的發(fā)生必須保證每個環(huán)節(jié)的嚴(yán)密實施，從設(shè)計到施工的每一個環(huán)節(jié)的工作都要做好，并在施工過程中加強管理，確保安全。

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