公路隧道施工技術(shù)及控制研究

陳時通 鐘文

湖南建工集團有限公司 湖南 長沙 410004

高速公路隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)和管理研究是健全高速公路管理體系、促進公路有效建設(shè)的關(guān)鍵性措施，隧道工程建設(shè)是高速公路工程建設(shè)的核心。因為建設(shè)的實際環(huán)境中包含了很多不穩(wěn)定因素。同時，公路隧道施工極其復(fù)雜，致使施工難度較大。所以，應(yīng)加強高速公路隧道施工工藝的探索和鉆研，從不同角度全方位地進行了施工作業(yè)。只有嚴(yán)格管理，保證每個建設(shè)階段管理嚴(yán)格，才能真正做到對高速公路隧道工程建設(shè)的合理管理，同時可以大大提高公路隧道的建造質(zhì)量。

1 公路隧道施工技術(shù)概述

1.1 內(nèi)容

就公路工程建設(shè)而言，施工難度大，施工內(nèi)容復(fù)雜，且整個工期比較長[1]。整個過程涉及不同行業(yè)與領(lǐng)域，會受到內(nèi)部、外部等不同因素的影響。具體來講，主要影響因素有“人工”、“環(huán)境”、“氣候”、“地理位置”等，這些因素會對公路隧道建設(shè)的順利開展和進展產(chǎn)生不可預(yù)測的影響。正因為如此，施工人員要注意每一個施工步驟和環(huán)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題，以及潛在的安全風(fēng)險，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┰诘谝粫r間解決，這樣才能把問題和隱患控制到最低水平。通過具體施工技術(shù)的鉆研和探究，能使工作人員對施工重點和難點有全面的了解和控制，從根本上保證施工進度、施工安全、施工質(zhì)量。在進行前期準(zhǔn)備工作時，要對施工現(xiàn)場進行全面細(xì)致地勘察，嚴(yán)格控制鉆挖施工質(zhì)量，使其能充分滿足施工條件和要求。另外，后期土石的正常挖掘?qū)︺@爆施工隊伍有著非常重要的影響，需要安排高素質(zhì)、高層次的施工人員來完成相關(guān)的施工作業(yè)，且項目負(fù)責(zé)人員應(yīng)為作業(yè)人員提供安全防護設(shè)備，保證整個過程的安全性。之后，進行后期土方開挖，使土方開挖施工質(zhì)量得到有效保證，為后續(xù)施工環(huán)節(jié)的順利開展和進展奠定堅實的基礎(chǔ)，創(chuàng)造良好的條件。

1.2 特點

在公路隧道建設(shè)的過程中，需要多個不同的部門來完成，前期的準(zhǔn)備工作是非常重要的。地質(zhì)工程應(yīng)首先進行，使工程師對施工的實際情況有一個全面的把握，可用于項目管理人員的決策，為其提供強有力的事實基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，對調(diào)查所得的數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析研究，及時找出可能影響公路隧道施工的因素。具體來說，在公路隧道施工過程中，很可能會遇到地下水、泥石流或惡劣天氣等因素的影響，大大增加了整體施工工序的開展難度，促使其存在不同類型的安全風(fēng)險。此外，公路隧道施工過程中還存在許多隱蔽工程，涉及的范圍也比較廣，應(yīng)進行嚴(yán)格管理和控制。除以上特點外，公路隧道工程的施工通常處于相對惡劣的環(huán)境中，制約因素較多，大大增加了施工難度。其中，空間小是主要影響因素之一，它直接影響和阻礙了許多施工工段和工序的順利開展和進展。

2 公路隧道施工技術(shù)

2.1 爆破技術(shù)的應(yīng)用

爆破工藝是隧道建設(shè)中最常見的工藝之一[2]。建筑中需要在各個角度做好爆破工作，并對整個過程進行控制。爆破工藝分主要分為兩種，即光面、預(yù)裂面。通過對隧道整體輪廓設(shè)置，建立了相對完善的施工輪廓，最大限度地減少對周圍巖體的損傷和破壞，保證現(xiàn)場的安全性。爆破技術(shù)的運用依靠科技與設(shè)備，爆破人員要熟練掌握工藝技術(shù)，且具備過硬的專業(yè)知識，需要了解不同爆破材料的性能，以及爆破時波及的范圍。而且，在爆破作業(yè)中必須使用大量的炸藥，危險性比較高，所以必須采取安全措施進行人員防護。在提出技術(shù)措施之前，技術(shù)人員要到施工現(xiàn)場開展地質(zhì)研究，在進行專業(yè)評價之后，再提出可行的爆破措施。根據(jù)爆破的有關(guān)規(guī)定，完善安全保護預(yù)案，確保爆破安全。同時，還應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和現(xiàn)場條件，科學(xué)的選擇爆破方案，并及時地采取支護措施，通過支護的方式減少爆破作業(yè)損害施工現(xiàn)場的情況出現(xiàn)，最大程度的為整體施工提供安全防護與保障。

2.2 洞身開挖技術(shù)的應(yīng)用

(1)中導(dǎo)洞施工

在中間導(dǎo)洞的施工中，需重視以下步驟[3]。第一、在施工前期，應(yīng)針對性地劃分合理區(qū)域，遵循施工要求，臺階的開挖長度不得超過5m，在完成各個開挖步驟之后，需要及時檢查機械設(shè)備的情況，保證其性能、安全性。其次，開挖溶洞體。基坑施工的主要方法是人工操作，及時將挖出的土裝入運輸車輛，運輸?shù)揭?guī)定的儲存位置。開挖施工時，必須同時做好臨時支護，按照挖溝施工規(guī)定，根據(jù)導(dǎo)洞的施工設(shè)計圖，保證對所有施工人員管理落實，在達(dá)到挖溝標(biāo)準(zhǔn)之后，積極做好檢查，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。隨后，在噴混凝土作業(yè)進行時，應(yīng)在施工要求下，在合適區(qū)域中裝置鋼格柵拱，將其與隧道外側(cè)連接，遵循綁扎原則，進行縱向鋼筋綁扎。此外，為了保證挖開洞的整體質(zhì)量，對周期進尺的管理也十分關(guān)鍵。按照隧洞建設(shè)規(guī)定，必須控制在0.5～1.2m之間，待初步開挖施工處理完畢后，在檢驗隧洞體開線等有關(guān)技術(shù)指標(biāo)并滿足施工標(biāo)準(zhǔn)后，使用質(zhì)素砼進行二次噴淋式處理，并注意減少噴淋試驗厚度。

(2)左右洞施工

左右洞口施工時，要通過中墻用砼材料，保證質(zhì)量超過要求指標(biāo)時，方可進行左右洞口施工。左右洞口的施工方法也是采用二步：第一、施工方法要根據(jù)隧道實際狀況，以平行施工為主。第二、按照隧洞施工的特點，在施工中對上部臺階的施工作業(yè)采取環(huán)形導(dǎo)坑的方式，在滿足設(shè)計要求的施工條件后再實施中間開挖工作。在左右隧洞施工時，將中間核心的開挖工作作為重要環(huán)節(jié)，對主要開挖部位實施了嚴(yán)密把控，中間核心施工部位至拱頂之間的距離要保證在1.6～2m。

2.3 二次襯砌技術(shù)的應(yīng)用

二次襯砌工藝的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在隔墻的砌筑上[4]。在實際施工期間，應(yīng)保證此項工藝的應(yīng)用能滿足以下要求：第一、準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中，對于有效的基坑基礎(chǔ)做好全面檢查，阻隔外墻的施工材料，特別是鋼材材料，應(yīng)準(zhǔn)備好儲存和防護。隨后，在完成隔斷墻的尺寸測量，以及相應(yīng)的鋼筋綁扎工作后，在合適的區(qū)域中開展預(yù)埋工作。同時按照隧洞主隧道的構(gòu)造，適當(dāng)布設(shè)排水盲管，并布置縱向?qū)Я鞴艿溃瑸楹笃谑┕ぷ龊脺?zhǔn)備。第二、在使用第二次襯砌工藝之前，必須選用質(zhì)量比較好的施工模具。例如，在隧洞施工中所使用的鋼模板，必須按照項目施工的有關(guān)規(guī)定，豎向的尺寸要求在合理范圍內(nèi)，尺寸的選取也必須嚴(yán)格按照項目施工標(biāo)準(zhǔn)和隧洞實際狀況加以選用。第三、模板的管理也是二次襯砌施工的主要部分，使用的手段主要有拉外頂板和內(nèi)頂?shù)取Ｔ谑┕み^程中，要進行跟蹤檢驗等作業(yè)，以確保隧洞施工的安全。另外，由于支護作業(yè)還涉及上部與中間的先導(dǎo)孔，因此支護作業(yè)時必須保證其結(jié)合層的嚴(yán)密程度，以充分發(fā)揮隧洞施工的支撐效果。在第四、盲槽排水的施工完成后，再結(jié)合二次襯砌技術(shù)的運用，要著重處理出現(xiàn)的安全隱患，包括在初始支護施工時出現(xiàn)的情況。最后，再結(jié)合隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)形排水溝，從而成功地完成了二次襯砌工藝處理。

2.4 混凝土噴射技術(shù)的應(yīng)用

在高速公路隧道施工過程中，混凝土噴射技術(shù)的使用重點需要確保施工監(jiān)督管理貫穿整個過程，并加強質(zhì)量監(jiān)督管理，從而保證混凝土噴射作業(yè)有效完成。混凝土噴射技術(shù)的使用要點體現(xiàn)在以下方面：（1）合理處置開挖位置，避免混凝土的質(zhì)量、功能受到負(fù)面影響，致使混凝土的硬度無法滿足施工需求，繼而影響隧道安全性、穩(wěn)定性。（2）在混凝土噴涂中，建筑材料配合是十分重要的。必須及時進行建筑材料配合試驗研究，遵循參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證比例合理，盡量減少對摻合料在材質(zhì)配合中的投入，并做好水泥配合強度測試，以確保建筑材料施工硬度符合規(guī)定國家標(biāo)準(zhǔn)。（3）結(jié)合隧道工程的特點，科學(xué)選擇水泥噴涂作業(yè)方法。（4）混凝土噴涂技術(shù)需要噴涂機的技術(shù)支持，噴涂機的性能須經(jīng)及時檢測，在噴涂過程中宜適時加入水泥料，實現(xiàn)連續(xù)噴涂施工。

2.5 錨桿施工技術(shù)

錨桿施工技術(shù)是隧道工程中常用的施工技術(shù)，對技術(shù)要求很高[5]。螺栓施工時，工作人員應(yīng)注意：（1）及時清理螺栓上的污物，避免石屑污染影響螺栓工作。（2）開挖前應(yīng)將待開挖部位清理干凈，避免雜物混在一起。（3）做好洞的清潔工作，保證其符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。（4）將爆包放入孔內(nèi)，確保爆包的完整性。（5）將預(yù)先準(zhǔn)備好的棒體插入巖石孔中，將鋼網(wǎng)與棒體焊接成一體。

3 公路隧道施工技術(shù)應(yīng)用的有效控制

3.1 加大設(shè)計審核力度

在高速公路隧道建設(shè)過程中，因為隧道建設(shè)的材料、施工工藝比較復(fù)雜，施工要求特殊。因此，設(shè)計上需要引起高度重視，以此提升隧洞建設(shè)能力，提高隧洞建筑品質(zhì)[6]。在公路隧道的施工和設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)及時審核設(shè)計圖紙，在發(fā)現(xiàn)問題時，應(yīng)借助有效手段加以正確處理。同時，應(yīng)適當(dāng)?shù)囊M現(xiàn)代信息技術(shù)，如BIM等技術(shù)，優(yōu)化高速公路隧道的建造設(shè)計、模式，建立信息化工程設(shè)計體系，以實現(xiàn)高速公路隧道施工的整個過程控制設(shè)計，并提供更多支持，促進開發(fā)、設(shè)計工作的進行，從而減少設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題。針對與隧道施工設(shè)計、實施相關(guān)的資料時，特別是地質(zhì)調(diào)查、構(gòu)造資料等，必須經(jīng)過認(rèn)真的考慮和核查才能使用，從細(xì)節(jié)上嚴(yán)格控制設(shè)計質(zhì)量。

3.2 提升材料質(zhì)量管理能力

對于公路隧道施工來講，材料的管理非常重要，雖然材料類型較少，但需要嚴(yán)格把控材料的質(zhì)量。在建材采購流程中，按照高速公路隧道工程施工規(guī)范，全部建材都要貨比多家開始采購，以提高建材采購的性價比。在物料運輸過程中，提前策劃運輸路線，到達(dá)運輸?shù)攸c后盡快進行抽樣檢查。在物料儲存和儲存過程中，注意保護物料不受環(huán)境等因素的影響，適當(dāng)?shù)牟捎梅莱彼芰稀⒎浪嫉龋乐沽宋锪系钠焚|(zhì)變化。原料在進入施工現(xiàn)場之前，還必須實施取樣檢測，以確定所施工或使用的原料質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，并以分類管理的方法完善物資管理工作計劃，以整合原材料的實際屬性、特征等，增強物資管理工作力量。

3.3 嚴(yán)格把控施工技術(shù)處理

在隧洞工程施工過程中，對各種建筑施工技術(shù)手段的運用都必須嚴(yán)格管理，保證工程技術(shù)措施正確、落實，并嚴(yán)格控制施工工藝。首先，要針對公路隧道施工的特點，建立健全的、全面的管理制度。同時，也要合理定位工程質(zhì)量控制在施工工藝中的重要地位，從而充分發(fā)揮質(zhì)量控制的作用；質(zhì)控組定期組織專業(yè)培訓(xùn)，確保管理措施和質(zhì)控計劃得到有效實施，提高質(zhì)控組整體水平；其次是健全工程質(zhì)量管理制度，明確責(zé)任制度，尤其是在工程建設(shè)安全管理領(lǐng)域。在監(jiān)管領(lǐng)域，要及時健全監(jiān)管體系，保證高速公路的工程建設(shè)順利完成；最后，探索實施的管理和管控方法，通過動態(tài)控制的方式，利用現(xiàn)代化手段，能夠及時、提前了解高速公路隧道實施過程。進行預(yù)防性管理措施，有效防范隧道實施過程可能發(fā)生的情況或事件，最大程度地實現(xiàn)高速公路隧道實施的效益。同時還應(yīng)注意防水、排水施工技術(shù)的管理和控制。防水排水施工應(yīng)與防堵、排水相結(jié)合，根據(jù)隧道的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)中央水渠，確保中央水渠位置合理區(qū)域位置上，避免凍結(jié)中央溝的水流，從而更加順暢的排出地下水。同時，整個隧道的防排水的設(shè)計應(yīng)該到位，針對隧道的滲漏應(yīng)及時處理，并應(yīng)采取防滲措施構(gòu)造變形關(guān)節(jié)和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，進而避免漏水問題的出現(xiàn)。

3.4 重視施工區(qū)域環(huán)境情況監(jiān)督

為了降低施工區(qū)域環(huán)境條件對高速公路隧道建設(shè)的重大危害,工程建設(shè)單位和工作人員應(yīng)當(dāng)重視對施工區(qū)域環(huán)境條件的監(jiān)控。通過開展環(huán)境調(diào)研工作,對施工場所附近的環(huán)境因素作出總結(jié)研究,同時進行適當(dāng)?shù)沫h(huán)境教育活動,以幫助施工者做好防范和降低日常施工質(zhì)量事故的發(fā)生率。同時,形成有效的環(huán)境監(jiān)管機構(gòu),為施工區(qū)域內(nèi)環(huán)境設(shè)施的有效監(jiān)管提供保證,保證整個施工區(qū)域環(huán)境符合相關(guān)要求，為提升整體施工質(zhì)量提供一定的輔助作用，繼而為人民群眾提供良好的交通服務(wù)。

3.5 加強施工質(zhì)量控制

在隧道工程施工中，為了保證施工質(zhì)量，有必要在施工現(xiàn)場建立控制措施，確保各項控制措施的有效性。一、建設(shè)單位一定要做好自查工作。施工開始前，本公司技術(shù)人員應(yīng)明確施工工藝規(guī)范和要求，并組織檢查各種施工材料；監(jiān)理單位要完善監(jiān)理管理職能，監(jiān)理人員要對施工現(xiàn)場進行處理。加強施工環(huán)節(jié)的管理和控制，特別是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如開挖、支護和初噴施工；二、施工單位要配合監(jiān)理機構(gòu)進行各項施工的檢驗監(jiān)督,但不能進行定期抽查。檢測時出現(xiàn)的情況,必須責(zé)令修復(fù),必須嚴(yán)格依據(jù)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)予以修復(fù);檢測時,每隔一段設(shè)有三個檢測線,三個檢測線分別安裝于拱頂、拱腰和側(cè)壁之間。如果初始厚度的支持是在檢驗過程中發(fā)現(xiàn)不合格，需要修復(fù)建設(shè)，如果發(fā)現(xiàn)它不符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)或有一個腔不壓實現(xiàn)象，它需要被灌漿處理，治療完成后需要重新檢測。

3.6 重視隧道施工安全管理

不論哪種類型的工程，具體施工期間，安全生產(chǎn)是非常重要的核心工作。尤其是在公路隧道的施工中。工程建設(shè)質(zhì)量是企業(yè)整體形象和管理能力的直接體現(xiàn)，與企業(yè)在市場中的存亡關(guān)系密切。所以，在具體的安全管理期間，應(yīng)對施工人員進行安全生產(chǎn)問題的培訓(xùn)，提升對安全管理的重視，在保證自己人身安全的基礎(chǔ)上，提升建筑質(zhì)量。同時，為了減少安全隱患的留存，在進行公路隧道施工安全管理時，管理者應(yīng)制定相應(yīng)的施工安全管理措施。施工現(xiàn)場的工人應(yīng)提前接受專業(yè)化的安全培訓(xùn)和教育，保證其安全意識，促使施工過程規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)、合理。

4 結(jié)論

綜上所述，由于高速公路橋隧的施工環(huán)境較為特殊，建筑危險性也很大，所以高速公路隧道施工工作備受重視。在隧道施工之前應(yīng)當(dāng)做好環(huán)境地質(zhì)調(diào)研，并仔細(xì)掌握隧道施工的有關(guān)規(guī)范與法規(guī)。其次，針對工程項目的具體情況，選用最適宜的隧道施工技術(shù)，并提出了隧洞建筑施工方法。其中，爆破技術(shù)、隧洞整體施工技術(shù)、二次襯砌技術(shù)等的運用，都需要正確把握處理重點，同時進行工程質(zhì)量監(jiān)督管理，健全有關(guān)技術(shù)管理體系，并搞好專業(yè)培訓(xùn)工作，保證了公路隧道安全。項目的順利建設(shè)，減少了隧洞施工風(fēng)險，提升了高速公路隧洞建設(shè)品質(zhì)。