高速公路隧道施工技術的優(yōu)化策略分析

邢富強

摘 要：隧道工程建設直接關系到高速公路工程整體質(zhì)量。基于此，文章簡述了高速公路隧道施工的特點，對高速公路隧道施工技術進行了優(yōu)化，并詳細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。

關鍵詞：：隧道施工 圍巖加固 錨桿安設

我國地域遼闊，高速公路工程建設中，需穿過丘陵山區(qū)內(nèi)部，隧道工程成為高速公路建設的重點項目。近年來，技術的革新發(fā)展對高速公路隧道施工技術提出了新的要求，高速公路隧道施工人員需及時采用新技術工藝，科學高效的進行施工。高速公路隧道工程施工難度較大，需相關部門高度重視施工技術，不斷優(yōu)化施工技術，加強施工質(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

高速公路隧道工程施工具有不可預見性，是施工中的難題。工程單位難以全面準確把握施工對象的地質(zhì)條件，無法確保有效的勘探手段。不能及時預見隨時可能發(fā)生的突發(fā)情況，如圍巖變化，泥石流等自然災害等。

實效性顯著主要表現(xiàn)在隧道施工常面臨較復雜的情況，如巖石變化頻繁，隧道工程結束后必須及時做出處理，才能保證隧道工程的實效性。現(xiàn)有施工技術條件下，不能及時掌握施工環(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)，通風措施不能有效改善環(huán)境污染問題，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占用損壞大量水田，渣場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，流失的渣土進入下游農(nóng)田對農(nóng)田產(chǎn)生極大影響。雨季極易造成滑坡等自然災害，如項目區(qū)位于金屬礦區(qū)，隧道開挖對礦產(chǎn)資源開發(fā)有很大影響。

隧道施工會使地下水受到破壞，山脈地下水經(jīng)長期演變逐漸穩(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造成含水層疏干。

2.2影響周圍居民生活

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，隧道工程機械滲漏油等，廢水多為偏堿性，如無及時處理會污染附近河流等地表水。隧道施工破爆震動會影響周圍的居民，爆破施工釋放的能量引起地面震動，傳遞到建筑物結構，如結構震動過大會使房屋結構受到破壞。

3.高速公路隧道施工技術的優(yōu)化

3.1邊仰坡施工技術

邊仰坡與明洞開挖施工前需落實測量放線工作，準確測量明洞陽坡的頂線。在坡定合理設置截水溝。施工中需縮短邊仰坡暴露時間，施工中對支護的強化主要針對錨桿間距調(diào)整，加密鋼筋網(wǎng)。隧道開通中承諾用到挖掘機，刷坡施工需人工配合，采用少量炸藥實施爆破。選擇合理的角度強化位移測定，提升觀測點的穩(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備為基礎，嚴格控制鉆爆施工技術，施工前勘察分析隧道內(nèi)巖石的性質(zhì)與結構。作為鉆爆強度的確定依據(jù)，施工中安排作業(yè)人員負責使用設備安裝，做好安全防護措施。

3.3錨噴工藝

初期支護是隧道開挖后，在圍巖穩(wěn)定力不足時，需加以支護才能使其進入穩(wěn)定狀態(tài)。初期支護主要采用錨桿與噴射混凝土支護圍巖，初期支護施作后成為永久性承載結構部分。系統(tǒng)錨桿在初期支護受力中，與拱架共同承載受力，系統(tǒng)錨桿將周邊圍巖牽引至整體，加強了圍巖自穩(wěn)能力。錨噴支護工程具有靈活性，及時性，密貼性等特點，錨桿是用金屬材料制作的桿狀構件，通過一定的施工操作將其安設在地下工程圍巖結構中。錨桿支護在技術及經(jīng)濟方面優(yōu)越性，使其在建筑領域得到廣泛的應用。

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。防排水施工技術主要借助接骨防水實現(xiàn)，結構防水施工設計時需以隧道建造結構為基準，保證施工的順利技能型。隧道排水施工中需嚴格控制變形縫的施工質(zhì)量，在隧道工程設置中心深埋水溝，避免水溝中的水被凍結。

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。開挖支護方式必須靈活選擇，根據(jù)圍巖變化可采用上下臺階法、雙側壁導坑法等。

單側壁導坑法適用于掌子面不很穩(wěn)定的工程中，是軟弱圍巖隧道開挖的有效方法。雙側壁導坑法首先開挖隧道兩側導坑，根據(jù)地質(zhì)情況等因素，開挖剩余部分斷面。雙側壁導坑法施工工序復雜，造價較高，雙側壁導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，在隧道開挖時常出現(xiàn)掉塊，需提前對圍巖進行加固。注漿是超前支護的重要環(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小導管進行注漿。

為防止圍巖暴露時間過長造成坍塌，必須及時支護。采用新奧法施工時，視地質(zhì)狀況使用多種支護手段聯(lián)合，錨噴支護具有支護及時的優(yōu)點，有一定的柔性，是臨時支護及永久性支護的部分，便于大型掘進機械進洞施工。

4.3千枚巖隧道施工

地下水隧道施工對圍巖的穩(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為板巖層，含有層狀板巖時巖性較硬的板巖會產(chǎn)生不同方位的貫通裂隙。開挖時圍巖產(chǎn)生應力重分布，形成一定的松動區(qū)，塑性區(qū)范圍未接近板巖時不至于使板巖中的地下水進入塑性區(qū)，洞身不會出現(xiàn)地下水。

超前支護采用φ42 m m小導管，間距25cm。超前注漿排管長度4.0m，注水泥水玻璃雙液漿。開挖前采用微震光面爆破，上斷面松渣采用挖掘機扒渣，自卸汽車運輸。鋼支撐采用120型鋼，縱向連接鋼筋設雙層，每層鋼筋間距為1.0m.

噴射混凝土采用鋼纖維混凝土，臨時支護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長的錨索注硫鋁酸鹽水泥注漿，初始預應力3t.對噴射混凝土背后可能存在的空洞處進行注漿，位置為拱頂與上斷面拱腳。

4.4錨桿安設

錨桿安設作業(yè)應在初噴混凝土后及時進行，中空注漿錨桿在抗彎強度及表面粘結等方面具有優(yōu)越性，中空注漿錨固施工首先根據(jù)設計圖紙要求，錨桿對準設計錨孔位置，鉆進時可按正常鉆進程序進至設計深度。軟巖鉆進時，應放慢鉆進速度。操作者應注意水從鉆孔中流出的狀況，使水孔暢通，用水或高壓風洗孔。

4.5混凝土噴射

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

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加少量水，降低主料拌合與噴射時的粉塵，拌合從噴嘴射出。

二次支護在圍巖加支護穩(wěn)定后施作，通過掌握圍巖與支護結構的變化規(guī)律，確定二次襯砌的施作時間。二次襯砌的施作時間根據(jù)設計規(guī)定，在圍巖基本穩(wěn)定后進行。二次支護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，對臺車，隧道運營時提前埋設的管線進行檢查。模板內(nèi)雜物及鋼筋上污垢應清理干凈，模板如有非關系應填塞嚴密。混凝土應分層澆注，充分利用臺車開窗分層澆注混凝土，將混凝土通過窗口滑入槽內(nèi)。混凝土澆注接近拱頂后，將混凝土輸送管在拱頂預留的鋼管上。

5.結語

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項目，施工企業(yè)需從施工技術應用出發(fā)，切實優(yōu)化改善施工技術，針對開挖施工、錨桿施工等關鍵施工環(huán)節(jié)進行精細化管理，提升隧道施工的質(zhì)量，促進高速公路工程建設可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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