高速公路隧道施工技術及控制要點研究

仵 向 前

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

1 工程概況

一高速公路隧道工程設計隧道施工長度1 000 m，工程所在地為丘陵地貌，地質以花崗巖為主，工程所在位置地質條件較差，洞口被坍塌的花崗巖堵住，進洞困難，施工過程較為復雜。因Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ級圍巖所占比例較小，約為隧道總體的1/3，而Ⅳ,Ⅴ級圍巖的含量較大，故在圍巖開挖的過程中要分等級進行開挖。下面結合本工程進行施工技術及控制要點的探討。

2 高速公路隧道施工技術

2.1 隧道洞口與明洞工程施工

在施工之前，對施工現場環境的調查是不能省略的，施工現場的地質、水文、氣候條件應有詳細的調查和記錄，并根據現階段數據以及歷史數據進行預測分析。施工安全是本階段的重點考慮內容，需采取措施排除安全隱患，在雨季應設置排水設施，此外，在開始施工前，需在拱部120°的范圍內設置自進式錨桿，接下來方可進行施工。

2.2 圍巖開挖

根據工程實際，圍巖的開挖分為Ⅱ級和Ⅲ級圍巖的施工以及Ⅳ級和Ⅴ級圍巖的施工。

對于Ⅱ級和Ⅲ級圍巖的施工，本工程設計采用臺階分部方式開挖圍巖。上半段開挖時，需在拱部進行預支護，保證施工安全，開挖前按照支護、鋼拱架、鋼筋網、錨桿、澆筑混凝土的過程進行防護，開挖時，首先進行中心導坑的開挖，開挖的距離小于400 cm，接下來進行左右側壁的開挖，距離均小于400 cm，在上半斷面開挖時，初期支護工程要同時施工，保證安全。下半斷面采用兩側交替開挖的單側落底施工方法，間距仍舊要小于400 cm。根據規范要求，中心導坑與兩側的開挖距離不能小于30 m。

對于Ⅳ級和Ⅴ級圍巖的施工，在距離圍巖洞口40 m范圍內四周設置錨桿支護，支護系統根據規范要求采用φ108長管棚和φ50超前小導管進行支護。在距洞口40 m以外還需采用導管支護保證安全。開挖前需對主洞全斷面長管棚進行灌漿，接下來開始施工。施工時，首先在左右側壁開挖，開挖距離小于75 cm并且循環開挖，開挖時也要進行支護施工，防止圍巖因發生較大變形而坍塌，根據地質條件最后決定采用墻腳鎖錨桿配合H200型鋼作為臨時支護系統。在臺階開挖時，當臺階開挖距離達到20 m～30 m時，停止上臺階開挖，并選用由外向內的施工方式進行下臺階施工，開挖距離小于150 cm，如此循環，當開挖距離達到450 cm～500 cm時，布設仰拱及進行仰拱回填。當兩邊側壁的開挖達到30 m～50 m的閉合環后，再進行中部拱頂開挖，每次開挖距離應小于75 cm，預設核心土，并與兩側開挖施工一樣，邊開挖邊進行支護施工。

2.3 鉆孔爆破施工技術

根據實際工程需要，高速公路隧道工程可以采用硝銨炸藥進行一定范圍的爆破。因爆破具有較大的危險性，因此在決定施工該方式前應進行嚴格的調查和控制，并由專業人員進行操作，在實施過程中還需進行實時監控，防止危險的發生。

2.4 錨桿施工技術

錨桿施工包括土層錨桿和巖層錨桿這兩種方式。在做好施工前的準備工作，對錨桿進行清理，并準備好施工材料后方可施工。首先按照鉆孔的情況選擇鉆孔的方式，在鉆孔時，鉆機的傾斜角度應與錨桿一致。鉆孔時及時對孔內的雜物清理，且土層鉆孔深度應超過設計值約20 cm，巖層的鉆孔深度因超過設計值更高，約50 cm～100 cm。接下來進行錨桿的安裝，在安裝時，要將藥包事先放入孔內，隨后將注漿管與錨桿共同放入孔中，以防止各個部位脫落。安裝好后禁止敲打，若出現孔壁坍塌的情況應及時清理。最后進行抽查，保證施工質量。

2.5 混凝土噴射施工技術

混凝土噴射包括潮噴和濕噴兩種類型。潮噴施工可減少速凝劑的使用，降低經濟成本，還可以改善施工環境，濕噴施工技術的噴射厚度為10 cm，能有效提高混凝土的粘結性和支護的質量，兩種方式各有利弊，應根據不同施工條件選擇。在進行混凝土噴射時，要嚴格按照設計進行厚度、密實度等指標的檢驗，混凝土的質量也應得到保證，應盡量不使用或者少使用外加速凝劑，保證混凝土與巖石的良好粘結。

2.6 防排水工程

高速公路隧道工程的防排水主要靠結構防水來實現，防排水的設計要結合當地的水文情況及隧道的建造結構，從防、排、堵三個方面進行防排水工程的實現。此外，加強監管力度也是防排水施工技術的關鍵環節，應嚴格控制施工縫隙和材料變形的情況，防止出現滲漏的情況，還應根據施工地情況，對易出現冰凍的地區進行嚴格監管并采取處理措施。

3 高速公路隧道施工控制要點分析

3.1 施工前做好準備工作

在施工前，應按照要求，對工程周圍的情況進行嚴格的排查檢驗，防止存在安全隱患，對易出現危險的環節進行跟蹤監測，保證安全施工。在施工前應準備好施工材料，對材料質量是否滿足條件應進行抽查，尤其對爆破材料的控制是整個工程的重點，不能掉以輕心。

3.2 確保錨桿支護質量

本工程采用超前小短管和錨桿進行支護，灌漿時應保證漿體質量，同時控制好注漿的速度和時間，保證一次性注漿完成。支護所用材料的精度要保證，在施工前進行抽樣檢驗，以提高支護質量。

3.3 混凝土噴射施工過程控制

在噴射前保證噴射面的清潔，在噴射時應分層、分段、分片自下而上螺旋進行，噴射時需控制噴射的厚度及壓力，保證噴射面與混凝土結合，在使用速凝劑拌料的混凝土噴射時，應即拌即用，間隔不能超過20 min。噴射施工2 d后灑水養護，養護時間要大于7 d。

4 高速公路隧道施工安全有效措施

高速公路隧道工程相對于其他工程而言，施工步驟較為繁雜，每個環節都聯系緊密，工程質量的好壞與每一道工序緊密相關。安全是施工過程中最為重要的因素，因施工環節的復雜，在施工過程中存在較多的安全隱患，因此安全問題不能忽視。在高速公路隧道工程中，風因素帶來的影響不可小覷，根據規范，通風量可以按照以下公式求得：

Q=q×m×k。

其中，Q為隧道內通風量，m3/min；q為施工人員每人每分鐘所需要呼吸的空氣，一般取q=3 m3/min；m為隧道內的施工人員總數，以施工人數最多時為準；k為風量備用系數，取k=1.15。

由公式可以計算出隧道所需的最小通風量的值，隧道內必須保證通風量超過此值，以保證隧道內施工人員的安全。

5 結語

隧道工程是高速公路施工過程中的重要一環，影響到整體的工程質量及高速公路的服務質量，本文結合實際工程項目，介紹了隧道施工技術及施工控制的要點，為隧道工程的發展提供一定的理論基礎。

參考文獻：

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