高速公路隧道施工技術(shù)的優(yōu)化策略分析

邢富強(qiáng)

摘 要：隧道工程建設(shè)直接關(guān)系到高速公路工程整體質(zhì)量。基于此，文章簡(jiǎn)述了高速公路隧道施工的特點(diǎn)，對(duì)高速公路隧道施工技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并詳細(xì)探討了高速公路隧道施工具體措施，以保證隧道工程的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：：隧道施工 圍巖加固 錨桿安設(shè)

我國(guó)地域遼闊，高速公路工程建設(shè)中，需穿過(guò)丘陵山區(qū)內(nèi)部，隧道工程成為高速公路建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。近年來(lái)，技術(shù)的革新發(fā)展對(duì)高速公路隧道施工技術(shù)提出了新的要求，高速公路隧道施工人員需及時(shí)采用新技術(shù)工藝，科學(xué)高效的進(jìn)行施工。高速公路隧道工程施工難度較大，需相關(guān)部門(mén)高度重視施工技術(shù)，不斷優(yōu)化施工技術(shù)，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，保證工程整體的施工質(zhì)量。

1.高速公路隧道施工的特點(diǎn)

高速公路隧道工程施工具有不可預(yù)見(jiàn)性，是施工中的難題。工程單位難以全面準(zhǔn)確把握施工對(duì)象的地質(zhì)條件，無(wú)法確保有效的勘探手段。不能及時(shí)預(yù)見(jiàn)隨時(shí)可能發(fā)生的突發(fā)情況，如圍巖變化，泥石流等自然災(zāi)害等。

實(shí)效性顯著主要表現(xiàn)在隧道施工常面臨較復(fù)雜的情況，如巖石變化頻繁，隧道工程結(jié)束后必須及時(shí)做出處理，才能保證隧道工程的實(shí)效性。現(xiàn)有施工技術(shù)條件下，不能及時(shí)掌握施工環(huán)境的地質(zhì)變化情況，易出現(xiàn)塌方事故。施工中存在諸多的交叉作業(yè)，工序繁多，加大了施工的難度。操作空間多為半封閉狀態(tài)，通風(fēng)措施不能有效改善環(huán)境污染問(wèn)題，因此隧道施工環(huán)境較為惡劣。

2.高速公路隧道施工的影響

2.1水土流失

隧道棄渣如不采取措施處理在洞口附近隨意丟棄會(huì)占用損壞大量水田，渣場(chǎng)上游有一定面積的集水區(qū)，降雨及地表徑流沖刷極易引起水土流失，流失的渣土進(jìn)入下游農(nóng)田對(duì)農(nóng)田產(chǎn)生極大影響。雨季極易造成滑坡等自然災(zāi)害，如項(xiàng)目區(qū)位于金屬礦區(qū)，隧道開(kāi)挖對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)有很大影響。

隧道施工會(huì)使地下水受到破壞，山脈地下水經(jīng)長(zhǎng)期演變逐漸穩(wěn)定，隧道施工改變了地下水流賦存狀態(tài)，造成地下水大量流失。隧道施工中可能因水文地質(zhì)難以確定，造成掘進(jìn)中出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，從而影響工程區(qū)域環(huán)境。隧道如穿越地下含水層可能會(huì)造成含水層疏干。

2.2影響周?chē)用裆?/p>

隧道施工廢水主要污染物有施工中巖石粉及其他顆粒粉塵，隧道工程機(jī)械滲漏油等，廢水多為偏堿性，如無(wú)及時(shí)處理會(huì)污染附近河流等地表水。隧道施工破爆震動(dòng)會(huì)影響周?chē)木用瘢剖┕め尫诺哪芰恳鸬孛嬲饎?dòng)，傳遞到建筑物結(jié)構(gòu)，如結(jié)構(gòu)震動(dòng)過(guò)大會(huì)使房屋結(jié)構(gòu)受到破壞。

3.高速公路隧道施工技術(shù)的優(yōu)化

3.1邊仰坡施工技術(shù)

邊仰坡與明洞開(kāi)挖施工前需落實(shí)測(cè)量放線工作，準(zhǔn)確測(cè)量明洞陽(yáng)坡的頂線。在坡定合理設(shè)置截水溝。施工中需縮短邊仰坡暴露時(shí)間，施工中對(duì)支護(hù)的強(qiáng)化主要針對(duì)錨桿間距調(diào)整，加密鋼筋網(wǎng)。隧道開(kāi)通中承諾用到挖掘機(jī)，刷坡施工需人工配合，采用少量炸藥實(shí)施爆破。選擇合理的角度強(qiáng)化位移測(cè)定，提升觀測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定性

3.2鉆爆施工

高速公路隧道施工中，鉆爆施工需以合理的爆破設(shè)備為基礎(chǔ)，嚴(yán)格控制鉆爆施工技術(shù)，施工前勘察分析隧道內(nèi)巖石的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)。作為鉆爆強(qiáng)度的確定依據(jù)，施工中安排作業(yè)人員負(fù)責(zé)使用設(shè)備安裝，做好安全防護(hù)措施。

3.3錨噴工藝

初期支護(hù)是隧道開(kāi)挖后，在圍巖穩(wěn)定力不足時(shí)，需加以支護(hù)才能使其進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。初期支護(hù)主要采用錨桿與噴射混凝土支護(hù)圍巖，初期支護(hù)施作后成為永久性承載結(jié)構(gòu)部分。系統(tǒng)錨桿在初期支護(hù)受力中，與拱架共同承載受力，系統(tǒng)錨桿將周邊圍巖牽引至整體，加強(qiáng)了圍巖自穩(wěn)能力。錨噴支護(hù)工程具有靈活性，及時(shí)性，密貼性等特點(diǎn)，錨桿是用金屬材料制作的桿狀構(gòu)件，通過(guò)一定的施工操作將其安設(shè)在地下工程圍巖結(jié)構(gòu)中。錨桿支護(hù)在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)越性，使其在建筑領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

3.4防排水施工

防排水施工是高速公路隧道施工中保證隧道施工順利開(kāi)展的必要手段，是保證施工人員安全的有效措施。防排水施工技術(shù)主要借助接骨防水實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)防水施工設(shè)計(jì)時(shí)需以隧道建造結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)，保證施工的順利技能型。隧道排水施工中需嚴(yán)格控制變形縫的施工質(zhì)量，在隧道工程設(shè)置中心深埋水溝，避免水溝中的水被凍結(jié)。

4.高速公路隧道施工具體措施

4.1施工方案的選擇

隧道工程最關(guān)鍵的是施工方案的選擇，其取決于隧道施工條件、斷面形狀、施工工期、環(huán)境條件等因素。開(kāi)挖支護(hù)方式必須靈活選擇，根據(jù)圍巖變化可采用上下臺(tái)階法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。

單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于掌子面不很穩(wěn)定的工程中，是軟弱圍巖隧道開(kāi)挖的有效方法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法首先開(kāi)挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，根據(jù)地質(zhì)情況等因素，開(kāi)挖剩余部分?jǐn)嗝妗ｋp側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序復(fù)雜，造價(jià)較高，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法將斷面分割較小，施工更安全。

4.2圍巖加固

大跨度隧道因斷面大，在隧道開(kāi)挖時(shí)常出現(xiàn)掉塊，需提前對(duì)圍巖進(jìn)行加固。注漿是超前支護(hù)的重要環(huán)節(jié)，在掌子面噴射20cm厚的混凝土作為止?jié){墻，試驗(yàn)中水灰比1：1，施工中添加適量速凝劑以加速凝固。注漿施工先下后上對(duì)小導(dǎo)管進(jìn)行注漿。

為防止圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成坍塌，必須及時(shí)支護(hù)。采用新奧法施工時(shí)，視地質(zhì)狀況使用多種支護(hù)手段聯(lián)合，錨噴支護(hù)具有支護(hù)及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，有一定的柔性，是臨時(shí)支護(hù)及永久性支護(hù)的部分，便于大型掘進(jìn)機(jī)械進(jìn)洞施工。

4.3千枚巖隧道施工

地下水隧道施工對(duì)圍巖的穩(wěn)定性具有很大的作用，軟弱的千枚巖區(qū)具有控制的作用，洞身開(kāi)挖以千枚巖為主使，不久出現(xiàn)滴水，其原因可能是洞身千枚巖層上部實(shí)為板巖層，含有層狀板巖時(shí)巖性較硬的板巖會(huì)產(chǎn)生不同方位的貫通裂隙。開(kāi)挖時(shí)圍巖產(chǎn)生應(yīng)力重分布，形成一定的松動(dòng)區(qū)，塑性區(qū)范圍未接近板巖時(shí)不至于使板巖中的地下水進(jìn)入塑性區(qū)，洞身不會(huì)出現(xiàn)地下水。

超前支護(hù)采用φ42 m m小導(dǎo)管，間距25cm。超前注漿排管長(zhǎng)度4.0m，注水泥水玻璃雙液漿。開(kāi)挖前采用微震光面爆破，上斷面松渣采用挖掘機(jī)扒渣，自卸汽車(chē)運(yùn)輸。鋼支撐采用120型鋼，縱向連接鋼筋設(shè)雙層，每層鋼筋間距為1.0m.

噴射混凝土采用鋼纖維混凝土，臨時(shí)支護(hù)噴砼中可添加微纖維，改善施工作業(yè)環(huán)境。系統(tǒng)錨桿采用ψ32mm管式注漿錨桿，梅花形布置，管式注漿桿采用硫鋁酸鹽水泥注漿。錨索采用單股鋼絞線，特殊地段采用10m長(zhǎng)的錨索注硫鋁酸鹽水泥注漿，初始預(yù)應(yīng)力3t.對(duì)噴射混凝土背后可能存在的空洞處進(jìn)行注漿，位置為拱頂與上斷面拱腳。

4.4錨桿安設(shè)

錨桿安設(shè)作業(yè)應(yīng)在初噴混凝土后及時(shí)進(jìn)行，中空注漿錨桿在抗彎強(qiáng)度及表面粘結(jié)等方面具有優(yōu)越性，中空注漿錨固施工首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，錨桿對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)錨孔位置，鉆進(jìn)時(shí)可按正常鉆進(jìn)程序進(jìn)至設(shè)計(jì)深度。軟巖鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)放慢鉆進(jìn)速度。操作者應(yīng)注意水從鉆孔中流出的狀況，使水孔暢通，用水或高壓風(fēng)洗孔。

4.5混凝土噴射

噴射混凝土使用混凝土噴射機(jī)，將摻有速凝劑混凝拌合料與高壓水混合，噴射后迅速凝固結(jié)成支護(hù)結(jié)構(gòu)。噴射混凝土可作為隧道施工中臨時(shí)性及永久性支護(hù)，噴射混凝土具有支護(hù)及時(shí)，施工靈活等優(yōu)點(diǎn)。

噴射混凝土根據(jù)工藝流程不同，分為干濕噴，潮噴與混合噴等形式。噴潮混凝土將骨料預(yù)加少量水，降低主料拌合與噴射時(shí)的粉塵，拌合從噴嘴射出。

二次支護(hù)在圍巖加支護(hù)穩(wěn)定后施作，通過(guò)掌握圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，確定二次襯砌的施作時(shí)間。二次襯砌的施作時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定，在圍巖基本穩(wěn)定后進(jìn)行。二次支護(hù)多采用模筑混凝土作為內(nèi)層襯砌。

4.6澆注混凝土

澆注混凝土前，對(duì)臺(tái)車(chē)，隧道運(yùn)營(yíng)時(shí)提前埋設(shè)的管線進(jìn)行檢查。模板內(nèi)雜物及鋼筋上污垢應(yīng)清理干凈，模板如有非關(guān)系應(yīng)填塞嚴(yán)密。混凝土應(yīng)分層澆注，充分利用臺(tái)車(chē)開(kāi)窗分層澆注混凝土，將混凝土通過(guò)窗口滑入槽內(nèi)。混凝土澆注接近拱頂后，將混凝土輸送管在拱頂預(yù)留的鋼管上。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路隧道施工是綜合性的系統(tǒng)工程，是高速公路工程中的重點(diǎn)項(xiàng)目，施工企業(yè)需從施工技術(shù)應(yīng)用出發(fā)，切實(shí)優(yōu)化改善施工技術(shù)，針對(duì)開(kāi)挖施工、錨桿施工等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化管理，提升隧道施工的質(zhì)量，促進(jìn)高速公路工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

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