公路隧道施工過程變形監測及控制

寇寶才

定西市交通工程質量監督站

1 引言

隨著經濟等方面的不斷發展，我國公路工程施工行業迎來了飛速發展時期，面對不斷增加的隧道施工數量，社會各界人士對其施工質量又提出了更高的標準。但是通過實際調查發現，在實際公路隧道施工過程中極易出現變形問題，一方面影響正常施工進度的基礎上，另一方面不利于項目質量水平的提升。鑒于該種現狀，文章從定西通定高速公路項目隧道施工出發，總結了施工過程出現變形的規律，著重對其監測控制措施進行了詳細的分析。

2 工程概況

通定高速公路隧道施工項目，作為一條雙洞雙向的隧道工程，本次主要研究右線施工。本次主要施工長度為1456m，有著最大的開挖跨度為14.173m，開挖高度為10.8m。其中V 級圍巖段開挖總寬度為12.16m，開挖總高度為9.932m；預留變形量初定12cm，可根據圍巖情況調整。施工單位從項目現實條件下出發，最終確定了三臺階的施工形式。

3 隧道施工引起變形規律分析

公路隧道施工項目，通過施工人員的一系列操作以后，其地層結構的完整性會造成不同程度的損壞，伴隨著受損土體的基礎上，極易引發沉降現象的出現，從根本上來講，不同的圍巖或者是埋深程度不同的隧道，在施工人員實施開挖操作當中，最終導致地層變形的范圍也有著較大的差異性特點。在當前行業人士的觀點當中認為，目前公路隧道施工地層變形問題的出現，最根本的就是因為施工人員的操作行為，擾動現場周邊土體結構完整性所導致的。從公路隧道開挖工序下進行分析，最終引發的地表沉降變形問題呈現出較強的復雜性特點，當然也隱藏著應力以及變形的傳遞。在施工人員開挖過程中，相應的會導致現場周邊應力出現相應的改變，當施工人員對應力進行優化時，就會威脅到隧道周邊的土體，鑒于不斷擴大的開挖區域上，隱藏在地層的土體應力就會過渡到地表結構當中。有著從上往下的應力，在施工人員開挖操作當中，就會導致大量的應力集中在施工前部分的土體之中，當應力較大，超出土體本身強度值的基礎上，就會導致不同程度變形現象的發生。而從應力傳遞過程下進行分析，主要是從上到下進行傳遞，從公路隧道的頂端開始，一直持續的像地表結構進行傳遞，整體傳遞的環節當中，還會出現土體水分流失等的危險。為了能夠做好地層的保護工作，施工人員就必須合理的應用現代化的施工形式，全面把控好施工變形等問題的出現。但是從本質上進行分析，不管是哪種類型的施工形式，最根本的就是希望減少地層帶來的較大損失，降低施工變形對企業帶來的較大經濟損失[1]。

4 隧道施工變形控制的措施分析

4.1 超前注漿加固

為了能夠更好地控制好公路隧道施工變形問題的出現，鑒于超前注漿加固處理過程中，施工人員就必須從以下幾個方面進行分析：第一，從有著疏松結構喜愛加以分析，施工人員應該想方設法將其變的均勻；第二，維持土體內部較少的水分，借助有效地手段排水多余水分，不斷提高土體的固結度；第三，促使土體摩擦角不斷地增強，在最小的滲透數據下，確保地層的特點進行合理的調整，降低坍塌問題的發生概率；第四，改善水土流失問題，營造良好的施工現場環境。在本地區開展的公路隧道施工項目當中，通過實際調查發現，有著較差的圍巖結構，再加上有些路段含有較多的水分，要想能夠保證整個施工過程更具安全性特點，那么施工人員就必須應用合理的加固形式，全面把控好施工變形現象的出現。從本施工項目下出發，最大的困難就在于較差的地層環境，鑒于會出現較大變形問題的地層，極大地增加的施工工作的難度。對此，在超前注漿加固處理過程中，施工人員可以借助Φ60mm，壁厚5mm的熱軋無縫鋼管的超前支護，控制管長為3m，應用的注漿超前小導管應該控制好環向的間距，最終應該保持在40cm。尤其是某些路段突出的不穩定特點，此時更需要施工人員及時地調整好加固的數值。

4.2 襯砌背后注漿

從襯砌背后注漿操作形式下加以研究，施工人員第一可以實施初期支護背后注漿加固形式，第二可以是二襯砌背后注漿加固形式。不管是哪種形式的注漿方式，根本上就是希望能夠做好因為開挖工序造成地層擾動的部分，在施工人員妥善補強加固處理當中，保證地層間存在的縫隙加以填充，二次應力狀態盡快轉化為三次應力狀態，整合隧道結構與地層兩者保持密切的聯系，促使公路隧道工程項目使用周期有效延長的同時，更能夠保證施工單位額經濟效益不受到損失。在本地區公路隧道工程施工當中[2]，有著大約3m的滯后工作面，施工人員提前準備好注漿管，將其提前在拱部大約45°的位置加以埋設，在施工人員完成混凝土噴射的一天以后，才能夠開展填充處理。從本項目現實條件下進行研究，在施工人員完成混凝土噴射以上，至少需要靜置四天的時間，然后在開展背后低壓注漿的操作，全面把控好注漿過程的壓力，最佳狀態是在0.3MPa～0.5MPa，施工人員此過程中所采用的漿液，最好是水泥單液漿，如果發現某部分存在較多的水分，那么施工人員可以應用水泥水玻璃雙漿液進行處理。經過較長時間的應用可以發現，要想達到良好的充填效果，此時施工人員需要盡快完成壁后注漿操作工序。

4.3 設置鎖腳錨桿

為了能夠此時沉降量得以有效把控，那么施工人員必須適當地將鎖腳錨桿進行合理的設置，在本地區的公路隧道項目當中，要想能夠控制好拱頂下沉問題的出現，在施工人員進行操作當中，可以鑒于部分的開挖路段，融合鎖腳錨桿加以處理。在施工人員埋放鎖腳錨桿部分時，淺埋段可以借助Φ50mm 無縫鋼管，有著5mm的壁厚，總體長度在3m，將兩根的鎖腳錨桿合理的設置在每一處的拱腳部分下，其中對于深埋段的鎖腳錨桿來講，此時施工人員應用的是無縫鋼管材料，型號為Φ42mm，選擇3.5m 的壁厚，控制長度為3.5m，都提前準備好充足數量的，均勻的設置在所欲的拱腳部分[3]。

5 公路隧道三臺階法施工技術分析

5.1 隧道采用三臺階法技術施工的優勢分析

隨著科學技術的不斷發展，當前我國公路隧道施工過程中，出現了較多的施工技術形式，最常見的就是三臺階法施工技術，在長期以來的應用中可以發現，此種技術形式的優點主要體現在以下幾個方面。

第一，施工人員通過此種施工技術的應用，能夠一同開展上下中三個部位的操作，整合分步平行開挖的方式，在施工人員平行當中，主要可以開展初期的支護方式，第一時間做好仰拱處理，保證成環盡快地實現封閉效果。

第二，不管是有著多大跨度或者是斷面結構，此時施工人員都能夠借助該種技術方式進行處理，粗氣支護過程能夠化整為零，促使施工人員的工作效率顯著提升。

第三，在實際施工人員操作當中，如果發現地質環境出現的改變，那么應該立刻調整自身的施工流程，盡快找出最合適的方式開展處理。

第四，鑒于臺階法開挖工序當中，施工人員需要先將核心土提前預留，秉持左右交錯的開挖模式，維持開挖面具備較強的安全性。

第五，面對較大變化的圍巖結構變化，施工人員要想保證整個操作過程安全平穩的開展，那么從閉合時間下來看，施工人員就必須加以全面地把控以及優化。

第六，在過去公路隧道施工變形控制施工過程中，在之前最常見的施工技術有側壁導坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法，該些技術手段因為需要將臨時支護結構加以拆除，過程中有著較大的危險性，而通過三臺階的施工方法，一方面能夠促使中間過程更具安全性的特點，另一方面更能夠做到對閉合時間的及時優化，保證施工人員在接下來的操作中，能夠將施工工序加以靈活的調換[4]。

第七，整個過程便利于施工人員的及時作業，在極高的工作效率中，通過對較多的工序開展同時的操作，更好地融入現代化施工設備的基礎上，在高效開挖處理工作，達到預期理想的施工效果。

第八，通過三臺階施工方法的應用，能夠促使施工人員借助專業的設備，保護好拱腳位置安全的同時，降低后期較大洞身開挖工序對地層造成的沉降等危險。在本地區項目中應用三臺階的施工形式，鑒于開挖工序中，施工人員能夠利用專業的挖掘機設備順利開展作業，更是鑒于過程中產生的廢渣，借助自卸汽車進行運輸，壓入式的通風方式下，保證排水工作的順暢性，尤其是在當前科學技術迅猛發展的當前，身為公路隧道的相關施工人員，也應該做到與時俱進，合理的應用先進的機械設備，遵循施工單位的操作細節要領，當前期支護完成以后開展混凝土噴射處理。

最后，施工單位需要安排專業的施工人員，全程做好施工工作的變形監測工作[5]。

5.2 隧道施工順序分析

從本地區公路隧道項目施工現場各方面條件下出發，施工單位結合多年以來的實踐經驗，在應用三臺階方式施工當中，開挖預留核心土施工法組織施工的施工順序周，見圖1。

圖1 三臺階環形開挖預留核心土法施工順序

上臺階。在進行上臺階開挖的時候要保證高度在5m左右，最重要的土層高度在2.96m左右，上口的寬度為5m，在上臺階開挖的時候用環形方式進行挖掘。中臺階，在進行中臺階挖掘的時候弧形導坑3m，挖掘的高度在3.15m，每次開挖的長度要和弧形導坑挖掘的長度保持一直，而需要注意的是在開完的時候保持錯開2m～3m。下臺階。在此環節當中，施工人員需要做到對下臺階當中，中臺階高度的把控工作，最佳狀態是在10m范圍之中，施工人員開挖下臺階時，也應該掌握好開挖工序的高度，最好應該位于3.15m 以內，推動整個下臺階開挖工作的高效進行[6]。

6 結論

簡而言之，公路工程施工行業作為推動我國經濟持續發展的關鍵部分，鑒于公路隧道施工中經常出現的施工變形問題，文章提出了相關的舉措，希望通過先進施工技術的優勢下，降低公路隧道施工變形問題發生概率的同時，也能夠促使我國公路隧道施工行業盡快實現可持續發展目標。