公路隧道工程洞口主要施工技術(shù)研究

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1 引言

公路隧道施工隨著公路建設(shè)的不斷開(kāi)展，其施工規(guī)模和類型都在不斷的增加，其中的隧道洞口施工，是隧道施工的重要環(huán)節(jié)，隧道施工因?yàn)槭┕r(shí)間節(jié)點(diǎn)較早，后期的施工工作可能會(huì)對(duì)已完成的洞口位置，造成不同程度的擾動(dòng)，給洞口的穩(wěn)定性、可靠性造成了影響，而一旦洞口位置發(fā)生坍塌等不良狀況，對(duì)于洞口安全、后期的隧道施工開(kāi)展、工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)、修復(fù)工程的成本增加都會(huì)造成較大的不利影響。

2 公路隧道工程洞口施工的原則

隧道洞口施工過(guò)程中，因?yàn)闀?huì)存在較多的坍塌、傾覆、失穩(wěn)等不安全的施工問(wèn)題的影響，在施工方案制定、施工過(guò)程中、施工驗(yàn)收階段都要遵循一定的原則，保障施工安全，同時(shí)能夠保障公路隧道在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，能夠始終具備良好的穩(wěn)定性能、安全性能、使用性能。

2.1 按照科學(xué)的施工方針 科學(xué)的施工方針就是用于科學(xué)的指導(dǎo)施工作業(yè)行為，在施工中要必須遵循的原則和理念，也是充分保障施工質(zhì)量控制，做到安全、文明施工的有力保障，我國(guó)公路隧道施工要遵循“管超前、早封閉、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)”的十八字方針。

2.2 制定科學(xué)的洞口開(kāi)挖技術(shù)方案 工程施工，方案先行。良好的施工技術(shù)方案不僅能夠有效的解決施工中面臨的技術(shù)、安全問(wèn)題，同時(shí)能夠提升施工效率，降低施工成本，充分保障施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。洞口開(kāi)挖施工首要的安全影響就是其對(duì)洞口土體以及周圍土體的擾動(dòng)性較大，同時(shí)隧道洞口位置，作為后期施工中經(jīng)常接觸和擾動(dòng)的位置，如果不能有效的保障施工質(zhì)量，常常會(huì)在后期施工過(guò)程中，發(fā)生各種不良的事故災(zāi)害，給施工帶來(lái)較多的安全問(wèn)題，洞口施工中因?yàn)榈刭|(zhì)條件的原因可能需要配合爆破、大型機(jī)械開(kāi)挖等擾動(dòng)性較大的土體破碎、開(kāi)挖手段，因此需要在開(kāi)挖之前確立有效的加固方案，并對(duì)方案的科學(xué)性、合理性進(jìn)行客觀的評(píng)估，洞口開(kāi)挖方案的組成不僅包括施工方案、加固方案，還要進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)方案制定，以便于施工過(guò)程中能夠隨時(shí)掌握施工動(dòng)態(tài)、保障施工開(kāi)展過(guò)程中的人員、設(shè)備等的安全。

2.3 洞口施工要避免對(duì)周圍環(huán)境的較大影響 洞口施工技術(shù)在確保能夠有效達(dá)到施工效果，充分保障施工質(zhì)量的同時(shí)，也要同時(shí)兼顧對(duì)周圍環(huán)境的影響，比如洞口施工過(guò)程中的爆破行為，可能會(huì)引起周圍建筑物的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)一些建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵受力構(gòu)件，可能會(huì)產(chǎn)生一定的損害。因此施工之前，對(duì)于施工計(jì)劃的環(huán)境影響評(píng)估也是十分必要的，尤其是對(duì)臨近建筑物、道路、各種地下管線的施工影響作用評(píng)估。

3 影響公路隧道工程洞口質(zhì)量的主要因素分析

公路隧道施工質(zhì)量受到的自然環(huán)境、地質(zhì)條件、施工技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)施工管理等諸多因素的影響，這些影響因素，在施工中的各個(gè)不同層面，都會(huì)施工的質(zhì)量和安全造成一定的不利作用，充分認(rèn)識(shí)、分析施工中主要的不良制約、影響因素，對(duì)于制定科學(xué)化的施工方案，保障施工中的各項(xiàng)指標(biāo)要求的實(shí)現(xiàn)，都具有重要的促進(jìn)作用。

3.1 地形因素 公路隧道施工的過(guò)程中，不利地形因素的影響在施工的安全、質(zhì)量控制方面都具有明顯的體現(xiàn)。一方面，隧道施工過(guò)程中，受到地形因素的限制性較大，因?yàn)楣匪淼朗┕た赡軙?huì)在交通不良的偏遠(yuǎn)山區(qū)中，因?yàn)槭艿疆?dāng)?shù)剡\(yùn)輸?shù)缆芬约艾F(xiàn)場(chǎng)施工開(kāi)闊條件的影響，大型的施工設(shè)備可能無(wú)法有效的進(jìn)入施工地點(diǎn)，同時(shí)施工地點(diǎn)的機(jī)械設(shè)備安裝平面可能會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)空間狹小的限制不能有效的展開(kāi)，大型設(shè)備無(wú)法充分的利用，給洞口施工的效率和質(zhì)量都造成了不良的影響。另一方面隧道洞口施工的洞口位置設(shè)置點(diǎn)，因?yàn)榭傮w公路路線規(guī)劃以及客觀條件的限制，洞口處的上部土體荷載可能在洞口的左右位置形成不同的重力荷載作用，導(dǎo)致洞口處的支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工階段以及長(zhǎng)期的使用，可能會(huì)遭受偏壓荷載的作用，導(dǎo)致洞口施工質(zhì)量可能存在較大的問(wèn)題隱患。

3.2 地下水以及地表水的影響 隧道施工過(guò)程中是嚴(yán)禁帶水作業(yè)的，而隧道洞口施工可能會(huì)在開(kāi)挖基坑或者地表以下的一定位置開(kāi)展，而地下水通常會(huì)因?yàn)樗惠^高的原因造成施工產(chǎn)生不利的影響，主要是地下水位過(guò)高，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境比較惡劣不能有效的保障施工安全。土體含水量較大，開(kāi)挖土體的穩(wěn)定性較差，在開(kāi)挖過(guò)程中容易因?yàn)橥馏w穩(wěn)定性不足，而發(fā)生坍塌現(xiàn)象，也不能有效的提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，因?yàn)榈叵滤荒苡行У目刂疲赡軙?huì)引起混凝土材料的含水率增加，影響材料的綜合性能。因此采取必要的降水措施，始終將地下水的水位控制在結(jié)構(gòu)最低施工高程以下，能夠充分的保障施工現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定性和安全性。

4 公路隧道工程洞口主要施工技術(shù)

4.1 管棚超前支護(hù)工作 管棚的超前支護(hù)是進(jìn)行管棚技術(shù)施工工作重要保障手段，其良好的支護(hù)性能，能夠給隧道洞口施工，提供穩(wěn)定堅(jiān)固的支撐，有效避免了洞口施工中的開(kāi)挖擾動(dòng)以及對(duì)上部土體荷載的影響，管棚施工的步驟如下：采用可靠的施工機(jī)械設(shè)備對(duì)隧道施工中的輪廓外延處，鉆取一定距離間隔的孔眼，其間距一般控制在40cm左右，對(duì)鉆取的孔眼進(jìn)行充分的清理，排除孔內(nèi)的砂石，檢查各個(gè)孔洞的施工外觀情況以及穩(wěn)定情況。選擇質(zhì)量合格的管棚施工管道材料，管道在強(qiáng)度、規(guī)格、材質(zhì)類型方面，都應(yīng)該滿足施工技術(shù)要求。通過(guò)穩(wěn)定科學(xué)的頂進(jìn)技術(shù)將管道，緩慢的頂入既定位置，檢查管道是否在施工過(guò)程中存在損壞現(xiàn)象。各種技術(shù)準(zhǔn)備工作充分做好、管道、洞口技術(shù)指標(biāo)合格之后，對(duì)管棚管道進(jìn)行充分的注漿作業(yè)工作，注漿液要符合技術(shù)要求，在注漿過(guò)程中，充分控制注漿壓力和注漿量，保障施工獲得良好的質(zhì)量水平。

4.2 小導(dǎo)管超前支護(hù) 超前小導(dǎo)管支護(hù)的作用類似于超前錨桿，小導(dǎo)管超前支護(hù)必須配合鋼拱架使用，能配套使用多種注漿材料，施工速度快，施工機(jī)械簡(jiǎn)單。在軟弱、破碎地層中成孔困難或易塌孔，且施作超前錨桿比較困難或結(jié)構(gòu)斷面較大時(shí)，宜采取超前小導(dǎo)管注漿和超前預(yù)加固。布設(shè)小導(dǎo)管時(shí)，鋼管直徑在30～50mm，鋼管長(zhǎng)3～5 m，導(dǎo)管搭接長(zhǎng)度不小于開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺的兩倍。

4.3 明洞開(kāi)挖技術(shù) 在開(kāi)挖明洞時(shí)做好測(cè)量定位工作，按照1：1比例從邊坡挖掘施工，一直達(dá)到拱線高程位置，使用1：1.25的比例則應(yīng)用于仰坡挖掘的工程實(shí)施中。在支護(hù)處理過(guò)程中，應(yīng)用砂漿錨桿，長(zhǎng)寬各為1.2m，將其布置成為梅花形狀，懸掛直徑為六毫米左右的鋼筋網(wǎng)片，保持網(wǎng)格的尺寸在長(zhǎng)寬各位0.2m，然后進(jìn)行噴射混凝土施工。

4.4 套拱灌注技術(shù) 套拱灌注技術(shù)是為了洞口的穩(wěn)定性進(jìn)一步加固而開(kāi)展的保障施工技術(shù)，通常在施工中需要配合臺(tái)架設(shè)備，施工過(guò)程要避免影響既有砌筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，通常要在砌筑結(jié)構(gòu)影響范圍之外進(jìn)行施工，套拱要充分依托穩(wěn)定的巖層，通過(guò)套拱與管棚結(jié)構(gòu)的焊接連接以及與巖層的有效銜接，將洞口穩(wěn)定支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，增加洞口的穩(wěn)定性和安全性，注漿漿液可采用性能良好的水泥漿或者雙液漿。導(dǎo)向墻的主體應(yīng)為套拱，應(yīng)用鉆孔打入小導(dǎo)管。導(dǎo)管最好采用無(wú)縫鋼管。

4.5 半護(hù)拱技術(shù) 半護(hù)拱技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能夠充分的節(jié)約施工成本，同時(shí)又能夠提供施工效率。但是這種施工形式的開(kāi)展需要具備一定地形、地質(zhì)條件，比如擬采用半護(hù)拱技術(shù)的隧道洞口，應(yīng)該具有穩(wěn)定堅(jiān)固的基礎(chǔ)巖層，為洞口提供穩(wěn)定的支撐體系。另外半護(hù)拱技術(shù)的實(shí)現(xiàn)就是洞口軸線與地面高度能夠允許半護(hù)拱技術(shù)的實(shí)施，如果不能滿足客觀技術(shù)需求條件，就無(wú)法達(dá)到施工開(kāi)咱的有效條件。

4.6 爆破施工技術(shù) 隧道洞口施工可能因?yàn)閳?jiān)硬巖層的影響不能有效的利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工作業(yè)，通過(guò)爆破技術(shù)能夠很好的解決巖層的施工阻礙作用，但是爆破的強(qiáng)大沖擊力也可能會(huì)對(duì)整個(gè)隧道工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的不利影響，因此爆破施工方案就是要在充分調(diào)查施工位置的客觀條件，制定科學(xué)的爆破方案，主要控制爆炸力度和爆炸速度，結(jié)合光面控制手段，科學(xué)設(shè)置炮眼間距，充分實(shí)施減振爆破技術(shù)，控制施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

公路隧道洞口施工雖然會(huì)受到各種復(fù)雜因素的影響，但是施工開(kāi)展工作如果能夠做好成分的因素分析、方案制定以及科學(xué)施工控制，要充分利用科學(xué)合理的技術(shù)手段作為質(zhì)量控制的有效手段，在施工過(guò)程中，做到有效的施工質(zhì)量保證。