公路隧道洞口技術(shù)工藝解析

冀文俊

（山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在公路隧道洞口工程項目施工的過程中，一定的系統(tǒng)性會使該工程的施工減少諸多因素的影響，對工程項目施工產(chǎn)生有利作用。對此，需要在施工過程中嚴格要求，認真關(guān)注各個流程，強化項目工程的施工質(zhì)量，使得隧道運營安全得以保障。通過對隧道洞口技術(shù)工藝進行解析，希望能夠為類似的工程在建設(shè)施工中提供有益參考。

1 施工準備

根據(jù)工程的整體施工組織設(shè)計方案，在施工之前，施工建設(shè)單位應(yīng)該采取優(yōu)于大開大挖的野蠻施工方法，例如盡量使用“零開挖”專項方案。并且考慮實際情況，根據(jù)施工過程中采用的施工器械儀器和施工單位等條件對施工的計劃、程序以及組織設(shè)計進行合理選擇。為保證貫通誤差在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，因此進出口聯(lián)測工作要在隧道洞口施工前完成。然后進行其他的測量工作，例如測放進洞控制樁、明暗洞交界里程、仰坡開挖邊線等，并且建立洞頂沉降觀測點。為保障隧道開挖施工安全，需要詳細調(diào)查洞口及附近的地表水系和地下水分布情況，避免對隧道施工產(chǎn)生影響，并在開挖前完成洞頂截水溝的砌筑工作，形成洞口排水系統(tǒng)[1]。

2 洞口邊坡、仰坡的開挖和支護

（1）為確定開挖斷面，需要在洞口邊坡、仰坡開挖前測量放樣。根據(jù)預(yù)留變形量的要求，從而確定各控制點的開挖深度。在明洞及洞門段開挖，采用自上而下分層進行，每段的高度為2 ～3m。除了遇到的個別孤石和硬質(zhì)巖石采用光面爆破，其余皆用人工配合機械分層進行，且不得擾動邊坡，影響邊坡穩(wěn)定。根據(jù)邊坡地形穩(wěn)固程度，可以進行臨時防護，例如錨噴支護等。降雨融雪等不利天氣不利于隧道洞門的開挖，因此應(yīng)該避免在此類天氣中施工。并且為了防止坡面風化而引起水土流失，應(yīng)該做好坡面防護和原坡面的銜接。

（2）邊坡開挖完成后，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計的要求選擇合理的防護類型，進行有效的坡面防護。通常情況下，采用的多為砂漿錨桿和小導管注漿加固、掛鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土支護等。

（3）根據(jù)設(shè)計孔深在測量放樣孔位進行機械鉆孔，并使用高壓空氣清孔。安裝錨桿，確定錨固長度的工作則需要在成孔后經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格后才能進行。在進行注漿材料的選擇時，往往采用水泥凈漿漿液進行注漿施工，注漿應(yīng)保證砂漿飽滿。鋼筋網(wǎng)片采用的人工掛網(wǎng)應(yīng)該焊接牢固，從而滿足搭接設(shè)計要求。噴射混凝土應(yīng)該合理安排分層噴射的間隔時間，確保一次噴射厚度大于骨粒粒徑的2 倍，滿足施工設(shè)計要求。

3 洞口套拱施工

在具體施工環(huán)節(jié)，按照隧道洞口項目的施工標準做好技術(shù)工藝的管理，并且對施工過程的參數(shù)進行核對，以提高整體施工效果。

（1）棚架（見圖1）、錨固、固結(jié)地層等所起的作用在長管棚超前預(yù)支護身上結(jié)合起來，能夠通過某些荷載吸收并且傳遞給已經(jīng)封閉的支護結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)最大限度承壓。而當在土質(zhì)疏松的地區(qū)，為達到圍巖開挖穩(wěn)定，減少隧道施工事故發(fā)生，提升土體穩(wěn)定性的目的，一般利用管棚將土體固結(jié)。

圖1 棚架施工方式

（2）鉆孔的正確方向是導管工作的關(guān)鍵，它需要承受較大的硬度考驗。在施工前，必須對套拱基礎(chǔ)的地基承載力進行核驗，如果承載力不符合標準，需要安裝鋼筋連接的工字鋼拱架來加固。在工字鋼拱架穩(wěn)定之后，才能進行導向管的安裝工作。導向管的設(shè)計能夠精確控制其位置和角度，以滿足設(shè)計要求。導向管的準確安裝確保了后續(xù)施工的順利進行，為隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性提供了保障[2]。

（3）鉆孔應(yīng)在套拱混凝土強度達到75%之后，方可進行。鉆孔順序由高孔位向低孔位進行，間隔錯開施工。鉆進過程應(yīng)檢查孔的角度，以便及時進行糾正，孔深達到設(shè)計要求后，安裝管棚鋼管。管棚鋼管采用熱軋無縫鋼管，第一節(jié)鋼管應(yīng)做成尖錐狀，起導向和減小摩擦阻力作用。頂管由鉆機頂進，鋼管節(jié)間用絲扣連接。管棚頂?shù)轿缓螅摴芘c導向管間隙用速凝水泥漿堵塞嚴密，以防漿液冒出。

（4）注漿現(xiàn)場，技術(shù)人員扮演著關(guān)鍵的角色。他們需要認真記錄現(xiàn)場的時間與注漿數(shù)量，并根據(jù)實際情況靈活調(diào)整注漿方略。注漿過程中，漿液主要由水泥制成。當注漿達到預(yù)設(shè)的具體注漿量和注漿壓力要求時，機械設(shè)備會自動停止注漿操作。這樣可以確保注漿的準確性和滿足工程需求。此外，為了增加管棚的剛度，可以使用水泥砂漿灌滿無縫鋼管，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度。在施工過程中，注漿技術(shù)人員要考慮到工程項目的具體施工要求，嚴格按照項目的施工計劃和設(shè)計要求進行施工。他們需要掌握施工過程中的技術(shù)要點，合理控制注漿的速度和壓力，確保注漿效果和施工質(zhì)量。此外，還需要與其他施工人員密切配合，確保施工進度和質(zhì)量的協(xié)調(diào)一致。

（5）為保證施工結(jié)構(gòu)的完整性，開挖隧道洞頂成拱殼狀，達到降低洞口地表不穩(wěn)定的效果。然后調(diào)和好水與灰的量，待到它們充分混合成質(zhì)量合格的漿，分階段將這些漿從洞口地表注入，這就是全孔注漿技術(shù)，此技術(shù)能夠有效避免地表塌方。由于這種方法施工難度較大，當面對的情況較為復(fù)雜時，可以采取另一種用漿墻澆筑洞口的方法來輔助完成作業(yè)，它需要在地上挖出大約2.5m 的深度，加上帷幕注漿法進行。最后一步是封閉，即讓施工對象維持好環(huán)形且向外的狀態(tài)，可以利用混凝土處理好加固工作。各項工作都準備好后，為了讓施工更具可靠性，小孔被拉上工作面，之后進行注漿，使之達到層層加固的效果。但在其中需要注意的是，小孔的布局要按照一定的規(guī)則，一般長度大約2.5m 并且以梅花的形狀排列開，大多數(shù)施工中優(yōu)先選擇抗拉性更強的玻璃纖維材質(zhì)的錨桿，不易在施工過程中折斷，以減少不必要的問題發(fā)生[3]。

4 洞口施工方法的應(yīng)用

在進行公路隧道洞口的施工質(zhì)量控制時，首先需要全面清理施工現(xiàn)場，確保施工區(qū)域整潔無障礙。同時，進行施工放樣工作，準確標示出洞口的尺寸和位置。在明確尺寸標準后，使用M7.5漿砌片進行墻基的開挖，同時做好砌筑作業(yè)的準備工作。接下來，需要明確模板的安裝位置，并進行測量以確保坡度的準確性。此外，混凝土的強度要求不低于70%，只有在滿足這個要求的情況下，才能跳過回填明洞拱頂這一施工環(huán)節(jié)。為了保證分層壓實工作的順利進行，當回填高度接近拱頂高度時，需要特別注意對稱分層夯實，確保壓實的厚度低于30cm。在進行回填明洞拱頂施工之前，除了做好充分的準備工作外，還需要實施完整而嚴密的防水措施。選擇防水材料，按照設(shè)計要求進行施工，確保防水層的完整性和可靠性。在整個施工過程中，施工人員需要嚴格按照設(shè)計圖紙和技術(shù)規(guī)范進行操作，保證施工的準確性和符合要求。同時，還需要進行現(xiàn)場監(jiān)測和質(zhì)量檢驗，包括對混凝土強度、墻基尺寸等進行檢測，以確保施工質(zhì)量的合格性。

5 監(jiān)控量測

收集不同工期階段的數(shù)據(jù)，勘探工程周圍地質(zhì)狀況，通過分析巖圍以及初期支護受力分布狀態(tài)去預(yù)判圍巖變形程度，從而及時反饋險情，這是圍巖監(jiān)控量測起到保障安全、引導施工的重要作用。其中，水平位移量測、拱頂下沉和拱頂?shù)乇硐鲁烈约皭毫勇范蔚惹闆r需憑借經(jīng)驗科學判斷，之后額外地進行洞頂山體勘測補充。

6 公路隧道洞口施工質(zhì)量控制

（1）在施工前，必須詳細研讀隧道洞口的設(shè)計圖紙、技術(shù)規(guī)范和施工方案，確保施工符合設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)范。特別要關(guān)注洞口的幾何尺寸、坡度、傾斜度、彎曲半徑等參數(shù)。對于洞口的幾何尺寸，包括洞口的寬度、高度和曲線半徑等，需要嚴格按照設(shè)計要求進行施工，以保證洞口的通行能力和安全性。此外，坡度和傾斜度也是關(guān)鍵參數(shù)，對于陡坡或傾斜地形的洞口，需要采取適當?shù)脑O(shè)計和施工措施，確保洞口的穩(wěn)定性和可行性[4]。

（2）進行充分的地質(zhì)勘察和土質(zhì)分析，了解洞口地質(zhì)條件和土壤特性，以便采取適當?shù)氖┕ご胧┖头雷o措施。地質(zhì)勘察是對洞口周邊地質(zhì)情況進行詳細調(diào)查和分析，包括地層結(jié)構(gòu)、巖性、地下水位等。通過地質(zhì)勘察，可以了解地質(zhì)條件的復(fù)雜性，如是否存在巖溶、斷層、地下水涌出等問題。土質(zhì)分析則是對洞口周邊土壤的性質(zhì)進行測試和評估，包括土壤的穩(wěn)定性、可塑性、抗剪強度等。根據(jù)地質(zhì)勘察和土質(zhì)分析的結(jié)果，可以采取相應(yīng)的施工措施和防護措施。對于地質(zhì)條件復(fù)雜的洞口，如存在巖層松散、地下水涌出等問題，可能需要采取加固措施，如噴射混凝土、錨桿支護等，以保證洞口的穩(wěn)定性和安全性。

（3）選擇合適的施工材料和設(shè)備，確保其質(zhì)量符合標準要求。例如，選用適當?shù)幕炷敛牧稀摻詈椭ёo材料，使用符合標準的施工設(shè)備和機械設(shè)備。

（4）按照設(shè)計要求和施工方案進行洞口結(jié)構(gòu)的施工。包括洞口的開挖、支護、噴射混凝土、防水處理等工序。施工過程中要嚴格控制開挖尺寸、洞口幾何形狀和傾斜度等參數(shù)，確保洞口結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和符合要求。

（5）對洞口結(jié)構(gòu)進行質(zhì)量檢驗和測試，確定洞口尺寸、傾斜度、彎曲半徑等的測量和檢查。洞口結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢驗是確保施工符合設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)范的重要環(huán)節(jié)。在施工過程中，需要進行洞口尺寸的測量和檢查，確保其符合設(shè)計圖紙中規(guī)定的幾何尺寸要求。同時，傾斜度和彎曲半徑也需要進行測量和檢查，確保其滿足設(shè)計要求。

（6）在洞口施工現(xiàn)場要做好管理和安全控制工作。施工現(xiàn)場的管理和安全控制是確保施工順利進行和保障工人安全的重要工作。首先，施工人員需要接受相關(guān)的安全培訓，了解施工現(xiàn)場的安全規(guī)范和操作規(guī)程，并掌握相關(guān)的防護知識和技能，以確保施工人員的安全意識和安全行為。其次，需要設(shè)立合適的警示標志和安全通道，明確施工區(qū)域和非施工區(qū)域，避免人員和車輛混亂，保證施工現(xiàn)場的秩序和安全[5]。此外，還需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，制定安全措施和應(yīng)急預(yù)案，做好風險評估和控制，確保施工過程中的安全。

7 結(jié)語

綜合以上分析，在公路隧道洞口施工過程當中，想要全面地提高隧道工程的施工效率以及質(zhì)量，要明確隧道洞口技術(shù)的工藝流程，并且在施工階段加強施工過程的質(zhì)量管理控制，才能夠提高技術(shù)的應(yīng)用效果。通過上文分析對公路隧道洞口技術(shù)工藝要點進行探討，目的在于推動隧道項目的有序開展，為我國交通事業(yè)發(fā)展提供更多幫助。