高速公路隧道施工技術及控制要點探討

曹斌

中交第三公路工程局有限公司 北京 101300

1 高速公路隧道開挖施工概述

為了使高速公路隧道開挖施工作業能夠順利開展，增強施工效果，需要了解相關的施工內容。具體包括：

（1）在良好的施工技術、管控機制等要素的支持下，可使高速公路隧道開挖施工更加科學、高效，滿足其施工風險科學應對要求。

（2）注重施工人員、設備的優化配置，能夠為隧道開挖施工提供專業保障，不斷提升高速公路在實踐中的建設水平。同時，注重控制策略的合理選擇及使用，可使隧道施工過程處于可控狀態，滿足其施工質量可靠性要求，給予高速公路高效施工方面更多支持。

（3）做好施工安全管理，在高速公路隧道開挖施工中，施工單位要以安全為第一，做好安全方面的管理工作。對可能出現的危險隱患進行改進，優化施工方案，提高施工作業人員的應變能力。另外，要定期開展安全施工方面的講座，避免因為施工不當引發安全事故，對隧道內的施工情況進行實時監測，發現問題及時處理[1]。

2 高速公路隧道施工技術

高速公路隧道修建受地質條件、自然環境、突發事件等因素影響，具有不可預見性、施工風險系數高的特點。某高速公路隧道施工海拔高達2000m，隧道雙洞總長2560m，修建環境比較惡劣，施工隊伍克服了地質斷層和氣候惡劣因素，為我國公路建設提供動力。

2.1 鉆爆施工技術

使用鉆爆施工技術挖掘隧道，需要設計團隊設計出完整的鉆爆方案，并對爆破后的數據效果進行對比分析，及時調整爆破參數。一般鉆爆施工在不良地質區洞口段開挖需遵照弱爆破、短進尺的原則設計，要求循環進尺≤1.5m；在地質條件相對較好的洞口段要求鉆孔濃度≤3.5m。鉆孔爆破前，應先進行現場爆破生產試驗，并認真記錄爆破參數，最終對比選擇合理的參數，再進行正式的爆破作業。爆破完成后，應及時進行爆破檢查，觀測爆破效果，一般爆破完成后的光滑平整度與周邊眼間距以及周邊眼抵抗線有關。經高速公路工程研究數據表明，當周邊眼間距與周邊眼抵抗線的比值為2時，會給爆破后的隧道造成不平整現象且對隧道巖層有嚴重的破壞，當比值為 0.8時，是爆破效果良好的體現[2]。

2.2 錨桿施工技術

錨桿施工技術是隧道修建最為廣泛的應用技術，在當前高速公路隧道工程研究和實踐中被重點關注。使用錨桿施工技術：①需進行錨桿鉆孔施工，進行此道工序操作時，需要在工程數據勘測時預先設計的點位上，利用巖鑿機進行鉆鑿，并及時清理掉鉆鑿過程中產生的鐵銹、雜質、油污等污染物，鉆孔時嚴格控制用水量。②嚴格根據該公路隧道施工要求清理施工巖屑，由此來有效預防巖屑影響錨桿施工。在將錨桿插入巖孔前，應事先準備好炸藥包，待錨桿鉆眼清潔達標后，將藥包用適當的力度頂入鉆孔并固定在孔道內，使其不會受外力因素而發生泄露等問題，確保加工好的錨桿和鋼筋網焊接無故障后，把其插入進巖石的孔道里。錨桿安裝允許偏差值要求，錨桿孔深度＞錨桿長度10cm，錨桿孔距偏差在±15cm 范圍內。③進行錨桿施工抽樣檢測，以便施工技術人員針對檢測數據，判定錨桿抗拔能力是否符合施工技術標準，確保施工質量達標。

2.3 混凝土噴射技術

混凝土噴射技術在高速公路隧道施工中的應用，主要采用混凝土噴射機對隧道圍巖進行潮噴、濕噴或干噴，從而為圍巖形成支護結構。潮噴技術可有效改善隧道施工時的工作環境，此種方法可有效節約速凝劑的用量，降低隧道施工成本；使用濕噴技術時，所有的原材料在拌和站進行拌合后，利用混凝土泵將拌和材料送到噴嘴處，此時拌和材料與噴嘴處的速凝劑混合噴射，一般噴射壓為 0.6-0.7MPa，此法可有效提高混凝土噴射的粘結性和支護性能，且粉塵回彈較少，可有效改善施工現場環境；干噴技術是將攪拌后的干材料借助壓縮空氣技術將材料送至噴嘴處，并通過高壓水進行混合，在噴射壓力為 0.6-0.7MPa 情況下使混合物噴射到巖壁上，干噴技術流程簡便施工過程中只需要一臺拌和機和干噴機，即可完成工作[3]。

2.4 其他方面的施工技術

基于高速公路隧道的開挖施工研究，為了達到其施工作業高效完成、施工質量提高的目的，也需要關注施工技術的科學使用：

（1）環形開挖留核心土法。在運用這種施工方法完成隧道開挖施工作業的過程中，應控制好環形開挖進尺、核心土面積大小等，并通過對鋼架支撐、噴錨支護等結構配合使用方面的思考，完成好隧道開挖施工作業，增加高速公路在這方面施工中的技術優勢。

（2）雙側壁導坑法。屬于新奧法的一個分支，以新奧法基本原理為依據。基于雙側壁導坑法的高速公路隧道開挖施工，應做到：先開挖一側導坑，及時閉合其初次支護；以適宜的間隔進行另一側導坑開挖施工作業，并將初次支護建造工作落實到位；開挖上部核心土，建造拱部初次支護，開挖下臺階，建造底部的初次支護，使初次支護全斷面閉合，而后進行臨空部分作業，實施好二次襯砌施工，給予隧道開挖施工更多的技術保障。

3 高速公路隧道施工技術的應用

在對高速公路隧道開挖施工方面進行研究時，為了豐富其中的技術內涵，按期完成施工計劃，需要關注隧道施工技術的科學應用，積極探索相應的控制策略，避免對隧道施工效果、應用價值等產生不利影響，滿足高速公路科學建設要求[4]。

3.1 根據實際情況合理選擇施工技術

在高速公路隧道施工過程中，應做好施工地質勘探工作，認真考察隧道洞孔周邊施工環境，綜合地質、氣候、天氣、水文等影響因素，根據實際施工情況合理選擇施工技術，并在施工前制定技術應用方案，根據技術工藝合理布局技術應用參數和施工步驟，有效避免因人為因素造成的隧道施工地區地質斷層、巖體破裂、山體滑坡等事故的發生。合理應用隧道施工技術，有助于保障施工人員作業時的生命安全以及隧道修建的質量，從而避免隧道投入使用后發生事故。

3.2 嚴格把控隧道開挖和二次初砌的施工步驟

隧道修建應注重對隧道開挖和二次初砌階段的施工工作，有助于打好隧道修建的安全基礎。進入山洞前的施工，應遵循先工具、后人工開鑿的原則，在進行山體外部隧道作業時應合理采用明挖技術，山體內部采用暗挖技術，從而使隧道更加堅固，在隧道挖掘完成后應利用混凝土固定技術，給隧道加固保障隧道進一步施工的安全。目前二次初砌最有效的方法是臺階施工法，可以有效提高隧道穩定和安全性，也可提高隧道修建質量。在隧道施工過程中技術人員和施工人員應不斷學習隧道工程技術和實踐知識，提高自身技術水平，在隧道開挖和二次初砌階段打好工程基礎，從而提高我國隧道修建整體水平[5]。

3.3 隧道修建時嚴格依照施工工序施工

高速公路隧道修建應嚴格依照施工工序進行施工，應對隧道修建地區進行嚴格的地質勘測，在源頭處確保施工質量和安全。隧道施工過程中首先利用明挖法進行隧道挖掘，由于施工中的爆破技術對山體情況影響較大，一般會減少爆破技術的使用；其次，在工程施工中應對土體山體需要做穩定支撐有基本預判，并及時利用支護樁或地下連續墻做基坑保護，在圍巖支護工作中利用錨桿施工技術和混凝土噴射技術進行隧道支護加固，在隧道開挖后應立即安裝剛度較小并可作為永久承載結構部分的結構層，積極設計隧道防水系統，根據隧道地區水文條件因地制宜，修建隧道防水層；再次，進行隧道二次初砌施工，此時的工作目的是與初期支護共同組成復合式襯砌以達到加固支護、優化路線防排水系統的作用；最后是進行隧道路面施工和隧道機電系統的布置和安裝。以上工序是隧道修建的基本操作流程，在每個施工階段也應嚴格把控技術工序流程，從而確保隧道修建質量安全得到有效控制。

3.4 科學應用隧道修建施工技術

利用鉆爆施工技術時可有效解決普通爆破給隧道帶來的巖層松動隱患，可維持巖層穩定性。在使用此技術時要遵守其技術要求，根據巖層特點設立周邊眼間距 0.8，周邊眼抵抗線的值50-90cm，在周邊眼線進行炸藥鋪設時，線裝密度為每米 0.14-0.4kg 之間，從而使鉆爆效果達到施工質量標準。利用錨桿施工技術時，應嚴格控制鉆孔直徑以及注漿材料的規格和配比質量，一般可選用強度等級為 M20 的水泥砂漿，確保砂子的直徑＜3mm。在使用此技術時應嚴格控制誤差參數范圍，從而確保錨桿拔力符合標準。利用混凝土噴射技術應控制水泥標號在42.5級以上，干噴時控制干料中水泥和砂石重量在1:4之間，水泥用量為375-400kg/m3。在噴射作業操作過程中建議遵循先下后上和先墻后拱的順序，從而防止混凝土脫落。

4 高速公路隧道施工控制要點

為了增強高速公路隧道開挖施工安全性，實現對其施工過程的科學控制，則需要考慮相應控制策略的配合使用。具體包括以下方面：

4.1 完善控制機制并實施到位

結合高速公路隧道所在區域的具體情況，在加強其施工方面控制的過程中，可從制度層面入手，完善所需的控制機制，并將其實施到位予以應對。具體表現為：

（1）注重對創新理念、全過程控制理念的合理運用，促使隧道施工過程中的控制機制更加完善，為相應的控制工作高效開展提供科學指導，處理好高速公路隧道施工中的細節問題，為其質量及安全水平的全面提升打下基礎。

（2）當隧道施工方面的控制機制逐漸完善后，應將其實施到位，滿足相應控制計劃高效實施要求，促使規定期間內的隧道施工計劃能夠順利完成，實現高速公路建設及發展目標，避免給隧道施工應用中埋下安全隱患[6]。

4.2 注重控制方式的不斷優化

在對高速公路隧道施工方面進行探討時，也需要重視以下控制策略的使用 ：

（1）開展好專業培訓活動，將切實有效的獎懲機制實施到位，強化管理人員的責任意識，提高他們的專業能力，促使隧道施工控制更具專業性，逐漸提高其施工質量及安全性。

（2）注重對控制機制、控制方式等要素的整合利用，健全隧道施工方面的控制體系，促使相應控制工作開展中的作用效果更加明顯，優化隧道應用中的結構性能，延長其使用年限。

（3）借助信息技術與計算機網絡的應用優勢，構建好功能強大的施工控制系統，為相應控制計劃的高效實施提供科學指導，促使隧道施工控制效果更加明顯，不斷豐富技術內涵，給予高速公路建設事業長效發展更多的支持。同時，應結合隧道施工區域的具體情況及控制要求，應從理論及實踐分析這兩方面入手，加大施工控制的研究力度，提高相應研究成果的轉化利用效率，給予高速公路隧道施工科學控制水平提升更多支持。

4.3 其他方面的控制策略

在對高速公路隧道施工方面進行探討時，也需要重視以下控制策略的使用：

（1）開展好專業培訓活動，將切實有效的獎懲機制實施到位，強化管理人員的責任意識，提高他們的專業能力，促使隧道施工控制更具專業性，逐漸提高其施工質量及安全性。

（2）注重對控制機制、控制方式等要素的整合利用，健全隧道施工方面的控制體系，促使相應控制工作開展中的作用效果更加明顯，優化隧道應用中的結構性能，延長其使用年限。

（3）借助信息技術與計算機網絡的應用優勢，構建好功能強大的施工控制系統，為相應控制計劃的高效實施提供科學指導，促使隧道施工控制效果更加明顯，不斷豐富技術內涵，給予高速公路建設事業長效發展更多的支持。

5 結語

綜上所述，在高速公路施工建設中，相關部門應積極對隧道施工技術控制進行思考和研究，全面統籌隧道開挖和隧道修建的影響因素，合理選擇施工技術并科學應用，嚴格依照施工工序進行施工。在具體施工階段，加強施工的安全與質量監管，促使隧道工程安全高效的修建，推動公路事業的發展。