高速公路隧道洞身開挖施工工藝分析

蔡書森

摘要：公路隧道質量與國計民生緊密相連，在隧道工程開展中，只有利用科學有效的技術措施才可以保證施工品質，不斷提高公路隧道交通運輸質量，促進城市經濟發展。洞身開挖在隧道施工中作為一項重要的技術，其施工工藝水平的高低直接影響到公路隧道工程進展、質量安全與實際運行。基于此，本文將以高速公路隧道洞身開挖施工為研究對象，分析與探討工藝實施，以此為相似工程帶來一些指導。

關鍵詞：高速公路；隧道洞身；開挖施工

前言

在經濟建設和發展過程中，高速公路運輸系統發揮了積極的作用，在各種公路施工中，隧道項目是不可避免存在的。在某種意義上來講，隧道工程與一般公路建設有著許多的不同，其施工復雜程度與難度也明顯大于普通公路施工。這就要求隧道建設過程中務必確保質量安全，不斷提升隧道施工技術水平，以此增強技術能力，打造高質量的隧道施工項目，保障高速公路通行的穩定可靠。

1高速公路隧道施工方法分析

縱觀現階段的公路隧道修筑狀況，山嶺隧道占據了大部分比例，因此新奧法得到了普及應用，其是基于礦山法，隨著噴錨支護的應運而生而逐漸完善的，由于這一施工方式能夠很大程度上確保圍巖的穩定性，降低對圍巖的影響，所以，在許多類型的地質環境中進行應用都具有可行性，針對軟弱圍巖的適用性更強。

依據開挖截面的不同，新奧法施工具體有三種形式，全斷面開挖法、臺階開挖法、分部開挖法。（1）全斷面開挖法，即全斷面掘進法，是參照隧道設計開挖截面實施掘進，開挖作業比較簡便；（2）臺階開挖法有正臺階法以及反臺階法（中隔壁臺階法）兩種方式，近幾年由于大斷面隧道逐漸進步，三臺階臨時仰拱法、預留核心土臺階法、多臺階法等也取得了很大的提升；（3）分部開挖法施工是劃分了隧道設計開挖截面，進行至少2次開挖，包括環形開挖留核心土法、單/雙側壁導坑法等。

2工程概況

某項目路線位于縣城東北，與黔西至大方高速公路順接，并與杭瑞高速形成十字交錯，穿隧道的單洞全長968m，在出口端與進口端均采用單頭、左右洞同時掘進，預留核心土施工工藝開挖，開挖過程中做防瓦斯處理。

3隧道洞身開挖施工技術

3.1施工量測

隧道工程開展應當科學的掌握地理狀況，正式施工前，務必全面了解與分析圖紙，結合設計要求以及圖紙標識，深入研討平曲線要素表及控制點成果表，準確的計算路線點位坐標，確保各點位布局滿足實際要求；圖紙中通常會標注進出口控制點，這就要求施工中根據標注信息開展施工放線，做好加密控制樁布設。并且，為了提高施工的有效性，還應當科學測量加密控制樁，以此提供給施工放線更加便捷、精準的數據點；精準復測各點位，針對測量范圍進行有效確定，大多位于洞外50m到仰坡頂（或進洞面）外50m左右。實際測量的過程中，應當綜合考慮現場的具體情況進行方法選擇，可以沿隧道測設線作縱斷面測量繪制縱斷面圖，按照3m的距離測一個橫斷面，標注在圖紙中，縱橫斷面準確標明隧道所處的地理位置；施工放線是技術重點，一定要合理地選擇位置，需要在洞內設立支導線控制樁加密，每次加密一個支導線控制樁后，要嚴格做好測量，不能出現點位的偏差，點位確認后，則在洞內做施工放線并做好核查，洞內施工用坐標法實施科學放線并完成數據登記，使各項重要數據不丟失，按要求做好洞內沉降變形觀測后，進行詳細記錄，便于施工參考。

3.2邊仰坡防護施工

先對邊仰坡外截、排水溝，然后利用挖掘機進行逐層開挖，挖掘中依照每2m一層的速度結合設計的坡度由上到下逐層實施，與此同時利用錨、網、噴臨時防護的方式，對邊仰坡噴10cm厚的C20混凝土，采用準6mm鋼筋網、準22mm的注漿錨桿。當邊坡挖掘進展到洞門部位時，需要預留3～5m的洞臉，這一位置暫時不挖，利用拉槽方法一層一層的挖掘洞臉兩側支護邊坡，另外針對隧洞的仰坡堆積層開展地表注漿加固處理。

3.3洞口管棚施工

（1）進行導向墻施工，采用鋼筋架以及鋼模板，根據設計要求，準確埋設準127×5.5mm導向管，以保證管棚頂端方位正確，施工中運用的混凝土應當經過拌合站的科學攪拌，實施導向墻整體澆筑。

（2）進行管棚作業，操作中采用的長管是準108×6熱軋無縫鋼管，并利用絲扣予以緊密相連。連接處于隧道同一橫斷面中時，應當不超過50%，保證兩個鋼管接觸部位的錯位空間大于1m，其中編制號碼為第一節的鋼管，可以采用4m的，而號碼是雙倍數的第一節鋼管可以采用6m的，在這之后再每節采用6m的長管。

3.4洞身開挖

針對隧洞洞身的挖掘，采用人工鎬，與此同時結合挖掘設備實施，針對部分硬質石方，可以采用鉆孔臺階結合YT-28鑿巖機實施鉆眼，利用線性光面實施爆破，接著運用側卸式50c裝配機進行裝渣。隧道挖掘時，實施爆破很容易造成欠挖，這一現象是隧道工程的常見施工缺陷。解決這一現象，應當借助高科技的測量儀器，作業人員當開挖循環時，務必開展放樣工作，并保證其準確性，四周的邊眼主要將開挖線作為司鉆準線，同時對以上一個循環超欠情況進行詳細描述，對其原因進行具體分析，方便對爆破設計參數和鉆眼進行及時修正。

隧道洞身開挖過程中，應當根據工程方案予以推行，結合施工地質情況，依據作業進度情況，科學采取導洞先行方式開展，中導洞掘進45m后澆中墻，經過特定時間的養護確保硬度和強度不低于70%，實施左洞、右洞施工。圍巖變形穩定的情況下，才可以對左右洞實施二次模筑襯砌，依據相關的參數，合理控制好左右洞二次襯砌以及掌子面的范圍。

4隧道洞身開挖施工管理

洞身開挖在隧道施工中是相對復雜并且耗時的一道施工工序，一方面確定合理的施工方式十分關鍵，另外需要準確進行監控量測，通過分析地質超前預報結果，對施工進行動態管理，認真根據工序開展作業，在確保質量安全的基礎上，實現高速公路運行效益。

4.1施工排水

在順坡挖掘過程中，隧洞施工排水利用順坡實行自然排水，反之反坡開挖時，將掌子面經過積水池抽到后面的泵站，利用抽水設施將泵站的水抽放到洞外設置的排水系統，通過凈化達到標準后再最終排放。

4.2不良地質處理

隧洞熔巖發育，當通過巖溶水富集或容易積水的位置過程中，易出現突水、突泥的地質問題，應對這一問題可以考慮如下措施：

（1）特殊工程狀況和地質條件下，工程應當開展全程超前地質預報，情況沒有明確前，不可以冒然推進施工。

（2）針對已經明確的富水體，如果含水量較多，水壓偏高，可采取帷幕注漿方法穩固軟弱圍巖、有效堵截隱藏的含水體，利用分部開挖法實施挖掘；針對個別涌水部位，利用局部超前預注漿方式進行堵截。

（3）針對明確了的微含水體，進行斷定后可以實施局部鉆孔泄水的疏排、降壓。

（4）針對承壓富水部位，為了確保結構的安全性，基于以上方案，結合實際情況分別采取全封閉式襯砌結構或半封閉式襯砌結構。

（5）如果發生涌水，就超前小導管（或大管棚）以及附近圍巖進行水泥—水玻璃雙液漿注漿施工，適量增加注漿壓力，堵截涌水。

（6）第一時間將涌水、突水狀況上報給設計企業和業主，確定其變更施工方案和措施，并及時調整對應的支護、二襯防水和結構排水。

5結束語

綜上所述，高速公路在開展隧道施工過程中，洞身開挖的隱蔽性大，風險系數高，這就決定了其施工過程與施工質量安全有著緊密的相關性。所以，務必結合隧洞圍巖等級和地質情況等，科學確定開挖方式，全面控制與管理開挖施工過程，以推進隧道施工的有序開展。

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