高速公路小凈距隧道建設關鍵技術分析

陶張志 張林

摘 要：本文結合實際案例，深入分析了高速公路小凈距隧道施工過程中的難點進行了詳細的分析，然后從隧洞初期支護、土方開挖、隧道加固等幾個方面對小凈距隧道的施工技術進行了分析和探討，順利完成了小凈距隧道的建設，達到了施工要求，取得了良好的施工效果，值得類似工程借鑒和參考。

關鍵詞：高速公路 小凈距隧道 施工技術

1.工程概況

某合同段路線全長47.913km，同步建設文山西、文山東、盤龍、硯山南、硯山北樞紐等5處互通式立體交叉。硯山南互通式立交連接線3.881km，文山西、文山東、硯山南、硯山北互通式立交連接線采用一級公路標準建設，公路設計行駛速度為80km/h，設計路基的寬度為24.5m，使用瀝青路面結構作為路面結構。其中主線橋梁25座，單幅橋總長13213m；隧道4座，單洞總長5370m，橋隧比19.4%。合同段一共建設了四座隧道，隧道為小凈距隧道，且兩次穿越破碎斷裂帶，還存在淺埋、偏壓等情況，施工技術風險高。

2.小凈距隧道施工難點

在進行小凈距隧道施工時，由于隧道中巖柱厚度相對來說較小，無法達到普通隧道的標準，隧道圍巖的穩定性難以得到保證，支護結構的承受力更加的復雜。因此，在進行小凈距隧道施工時，施工人員需要科學合理地選擇凈距，并且需要符合施工地區的地質環境。一般來講，小凈距中間距離控制在5～8m范圍內，施工嚴格按照施工要求來進行操作。施工人員需要對地質條件、地下含水量等因素進行全面的分析和考察，確保開挖操作的科學合理，從而便于對施工過程進行管理，確保隧道施工的穩定性。

在實際的施工過程中，由于小凈距隧道距離較短，施工人員可以首先開挖出一條線，對其進行支護，然后再對另外一條線進行施工操作。但采用這種方式進行施工，不僅會影響施工周期，而且還會由于爆破所產生的能量對隧道產生一定的影響，引起襯砌開裂現象。如果左右兩側都存在明暗洞位置，則施工人員需要對其進行加固處理。若不及時對其進行處理，則會產生一定的偏壓對隧道的結構產生影響，更為嚴重時，會引起事故。

3.高速公路小凈距隧道建設關鍵技術

3.1隧洞初期支護

洞身支護施工工序流程為：混凝土初噴→鋼筋網、系統錨桿、格柵鋼架等支護施工→將混凝土復噴到設計厚度→進行下一個循環。在進行支護施工時，采用鋼筋網、噴射混凝土、錨桿、格柵鋼支撐相結合的方法開展施工。在進行施工時，先利用風鉆進行鉆孔施工，鉆孔完成后將桿體插入到錨桿孔中，并使其保持居中。

施工過程中共遇到有水的地段，要先將水從鉆孔中引出，然后再進行鉆孔施工。施工過程中要將孔口墊板和止漿塞安裝好，然后將排氣管插入，利用錨桿將止漿塞打入到孔中30cm左右。水泥砂漿使用注漿泵注入，要保證錨桿孔中的砂漿密實飽滿。將適量的微膨脹劑加入到砂漿中，注入的砂漿從孔口溢出后即可認為注滿。孔口混凝土和錨桿墊板要緊密貼合到一起，并對錨桿頭的變形情況進行觀測，在水泥完成終凝后將孔口墊板的螺栓擰緊。

混凝土使用三聯機進行濕噴，在洞外使用自動計量拌合站將混凝土料拌合好，然后使用將攪拌車將混凝土運輸到施工場地，由機械手配合進行混凝土的噴射作業。

首次噴射混凝土厚度≥50mm。采用分層、分片、分段的方式進行混凝土的噴射，每次施工長度孔在6m內，混凝土噴射時按照從下到上的順序進行作業，先進行邊墻的施工，然后進行拱腳和拱頂的施工，對于施工過程中遇到的凹洼處，需要進行填平后才可以進行施工。

3.2預留核心土三臺階分部開挖法

在進行洞口淺埋段、不良地質段、V級圍巖段要使用預留核心土三臺階分部開挖法進行施工。在進行實際的開挖操作前，需要提前做好超前長管棚，然后，在其的掩護下開始進行洞聲臺階的開挖操作。對于V級圍巖來講，需要采用人工和機械配合的方式來進行開挖，局部較為堅硬的位置需要采用爆破方式來進行，鏟車和裝載機配合來進行裝渣操作。

3.3環型導坑法施工

小凈距隧道V級圍巖、IV級圍巖段采用超環型導坑法進行開挖施工。進行開挖和支護作業時，需要超過后行隧道30～50cm，如圖1所示。環形導坑法施工示意圖。

3.4臺階法施工

采用臺階法來進行施工時，首先，施工人員需要對上半斷面進行開挖操作，并且做好支護工作；然后，再進行下半段面的施工操作，做好支護；最后，再對其進行混凝土澆筑操作。上臺階采用支架式風鉆機來進行鉆孔操作，使用光面爆破的方式來對其進行爆破后再進行開挖，爆破控制標準如表1所示。下臺階采用鉆孔臺車來進行鉆孔操作，借助人工裝藥，非電毫秒雷管來對爆破進行控制。完成光面爆破操作后，施工人員需及時進行混凝土的噴射，對圍巖進行初期封閉處理。

3.5中夾巖柱加固技術

小凈距隧道進行施工的過程中，要做好中夾巖柱的加固，并根據施工條件和進度確定具體的加固時間和技術，只有這樣才可以保證施工安全。

對中巖柱進行加固操作的主要目的是為了確保中夾巖柱的完整性，提高圍巖的穩定性和承載能力。對于V級圍巖和IV級圍巖，要結合工程的具體情況選擇開挖方式。并且選擇出最佳的加固方式和加固時間，這樣才能有效地保證施工的安全性。此外，中夾巖柱在4～6m時，可以采用錨桿來對其水平應力進行張拉的方式來完成加固操作。張拉設備一般選擇穿心式單作用千斤頂，一端固定，一端進行張拉操作。開啟油泵后且壓力表穩定后，才能進行螺紋鋼筋的錨固操作。

對于地質條件差的地區，施工人員可以通過增加小導管來對種夾巖柱來進行加固操作，混凝土從導管內流入，完成注漿。作業人員需要根據地下水情況、地質情況等選擇注漿材料，從而確定出注漿材料的類型。在進行注漿操作前，需要借助攪拌機來對漿液進行充分的攪拌，確保其均勻。注漿操作完成后，借助水泥-水玻璃漿液來對進行再次灌注，為注漿材料提供一定的凝結時間，實現加固和堵水的目的。在進行注漿管安裝時，需要借助膠泥和麻絲來對注漿管孔口進行纏繞，確保其密室，從而達到止漿和固定的目的。膠泥凝固度的強度值達到規定要求以后即可進行注漿。注漿完成后，施工人員需對注漿效果和注漿質量進行全面的檢查，一旦發現其不符合設計要求，則需要及時進行補注操作。如果施工地段地質條件良好，可以在中夾巖柱內側放入中空注漿錨桿來進行加固。

4.結束語

總而言之，小凈距隧道施工時，要結合工程的具體情況來進行施工方案的設計，并根據圍巖的具體情況確定具體的施工方式，做到及時支護，定期對施工情況進行測量，并及時對現場施工情況進行反饋，從而做出相應的調整，保證施工順利完成。

參考文獻：

[1]吳昊.小凈距隧道支護設計與施工控制研究[D].合肥：合肥工業大學，2017.

[2]唐國軍，陳人豪，周祥.高速公路小凈距隧道施工技術研究[J].西部交通科技，2016（01）： 41-47.