高速公路隧道小凈距段施工要點分析

摘要 在高速公路建設中，隧道施工是關鍵環節之一，特別是在小凈距段，施工難度和技術要求均較高，文章從小凈距段的定義出發，詳細探討了施工過程中的關鍵技術措施、質量控制標準以及可能遇到的風險和挑戰，通過理論分析和實際案例相結合，旨在為高速公路隧道小凈距段的施工提供科學依據和技術指導，以確保施工過程的安全、高效和質量可控。

關鍵詞 高速公路；隧道施工；小凈距段；技術措施

中圖分類號 U455.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0083-03

0 引言

作為高速公路建設的重要組成部分，隧道施工在確保交通流暢、提升道路安全性等方面具有不可替代的作用。小凈距段作為隧道施工中的特殊環節，其施工難度和技術要求尤為突出[1-2]，施工時需要特別考慮地質條件、結構安全、施工工藝等多方面因素。由于空間限制和工程安全性的要求，小凈距段隧道的施工往往需要采用更為精細和先進的技術手段，以確保工程質量和施工安全[3]。

1 隧道小凈距段定義及特點

1.1 小凈距段定義

隧道小凈距段，指的是一種特殊的隧道布置形式，其中隧道間的中巖墻厚度小于分離式獨立雙洞的最小凈距。這種隧道設計形式在山區高速公路建設中尤為常見，尤其是在地形受限、兩相鄰隧道間的最小凈距不能滿足常規設計規范要求的情況下。小凈距隧道的設計和施工需要充分考慮地質條件、地形地貌、施工難度、工程造價等多個因素[4]。

1.2 小凈距段特點

小凈距段的工程造價和施工工藝與普通分離式雙洞隧道相比差別較小，因此在經濟上具有一定優勢。與連拱隧道相比，小凈距隧道的造價更低，同時施工工藝也相對簡單[5]，有助于縮短工期、降低施工難度和工程造價。

小凈距隧道作為一種特殊的隧道構造形式，其緊湊的設計不僅提高了公路的通行能力，還有助于提升行車的安全性。中夾巖是小凈距隧道的關鍵組成部分，厚度通常局限在5～8 m[6-7]，這一特殊的結構特點使得小凈距隧道的圍巖穩定性與支護結構受力狀態變得比普通分離式隧道更為復雜。在施工過程中，需要采取一系列精細化的工程措施，以確保圍巖的穩定性和支護結構的安全性，這些措施包括但不限于精確的地質勘探、周密的施工計劃、先進的支護結構設計以及嚴格的施工質量控制等。

2 工程概況

2.1 項目概況

金口河隧道位于四川省西南部的樂山市峨邊彝族自治縣與金口河區的交界地帶，全長8 130 m，穿越中高山峽谷區，地理位置和地質條件均極為復雜。在隧道的左右線測量中，軸線間距在12～34.1 m之間，這就要求必須精確控制隧道施工，以確保隧道的穩定性和安全性。

2.2 小凈距段施工方案

隧道主洞洞身進口段K60+707～K60+810、ZK60+710

～ZK60+840等段左右洞間的最小間距為12 m，V級圍巖段先行洞采用環形開挖留核心土法，后行洞采用單側壁導坑法開挖。Ⅳ級圍巖先行洞和后行洞均采用環形開挖留核心土法。

在施工過程中，先行洞與后行洞的掌子面錯開距離需嚴格控制，確保大于30 m，以減少施工過程中的相互干擾和安全隱患。同時，初期支護工程必須迅速實施并安全錨固，以確保圍巖、中墻和支護結構保持在最佳應力狀態，在最大限度地降低故障風險的同時，最大限度地提高其長期耐用性和性能。

隧道爆破作業作為隧道施工中的重要環節，必須進行專門的設計，并進行試爆，測定震動值。通過嚴格控制爆破震動，可以最大限度地減少對周圍巖體的擾動，保證隧道的施工安全與質量。

應將相鄰洞室的最大臨界震動速度控制在不大于15 cm/s。先行洞、后行洞各自的施工工序及相關要求與普通單洞相同。

3 不同圍巖級別段的施工方法和工序

為確保隧道在開挖過程中圍巖的穩定性，先行洞與后行洞掌子面的錯開距離應大于2倍的隧道開挖寬度，這一措施旨在減少因隧道間距過小而可能引發的圍巖變形、爆破震動等不利因素的影響。對于小凈距隧道中的中夾巖部分，由于其特有的地質特征和加固要求，需要采取特殊的施工工藝。為滿足這些要求，針對不同的圍巖類別段，該文制定了以下施工工藝要求：

3.1 Ⅳ級圍巖施工工序

對先行洞和后行洞均采用環形開挖留核心土法，這種施工方法有助于維護圍巖的穩定，確保施工過程中的安全。具體的施工工序應依據先行洞的情況進行制定，若決定先開挖右洞，則左洞和右洞的施工順序將進行對調。在開挖過程中，為確保施工安全和質量，應根據超前地質預報和監控量測數據，對開挖方法進行適時調整。例如，環形開挖留核心土法可能需要調整為單側壁導坑法[8]，及時調整和優化支護參數，確保支護結構能夠有效地承受圍巖壓力，維護隧道穩定。

Ⅳ級圍巖小凈距段隧道施工工序見圖1所示，當圍巖較差時，可將各開挖步分為上下或上中下臺階法開挖，并及時防護。

洞內側壁臨時支護采用噴射C20混凝土，厚度根據圖紙設計要求，采用鋼筋網和鋼拱支撐，其縱向間距與主隧道鋼支撐對齊。鋼筋網之間的間距為20 cm×20 cm，采用φ42注漿小導管長度L=4.5 m，可根據圍巖情況適時調整間距。同時，中間巖體也采用φ42注漿小導管加固。

3.2 V級圍巖

當圍巖長度呈現明顯差異時，根據具體圍巖條件，各開挖步驟可以靈活選擇環形開挖留核心土法或單側壁導坑法。根據實時反饋的數據，應及時調整開挖方法和支護措施，確保施工始終在可控范圍內。

V級圍巖小凈距段隧道施工工序見圖2所示。洞內側壁導坑臨時支護采用噴射C20混凝土，厚度根據設計要求，使用掛鋼筋網、型鋼拱架支撐，其縱向間距同樣用主洞鋼支撐。鋼筋網間距為25 cm×25 cm，φ42注漿小導管長度L=4.5 m，間距可根據圍巖等級及地質情況進行調整。中夾巖采用φ42注漿小導管加固。

4 鋼支撐和格柵鋼拱架施工

（1）鋼架加工

根據設計尺寸，在平整場地上按照1∶1的比例放出大樣，將整榀鋼架分割為A、B、C、D等多個單元，將每個鋼架單元的連接鋼板焊好，確保鋼板焊接準確、周正，孔眼對齊，焊縫等級達到二級標準。將工字鋼緊密焊接在鋼板上，確保連接牢固。鋼板接觸面采用噴砂處理方式，去除銹跡和油污。使用φ22鋼筋作為縱向連接筋，沿鋼架環向每1 m設置一根，環向間距為0.9 m，內外交錯布置，兩端與鋼架焊接在一起，以增強鋼架的整體穩定性。在使用前，應對各單元進行編號預拼，確保無側彎、扭曲、錯臺、變形等缺陷。

（2）鋼架架立

在進行鋼架架立前，應確保鋼架的位置、高度和角度符合設計要求。鋼架架立后，復核鋼架的位置，確保鋼架與圍巖之間的空隙小于5 cm，保證鋼架與圍巖的緊密貼合。兩側底腳使用墊塊進行支墊，確保鋼架穩定、不搖晃。若基底松軟，應設置墊板并采用混凝土加固處理，以提高其承載能力。

（3）鎖腳施工

采用φ42×4注漿小導管作為臨時拱腳，長度為3 m。每單元接頭處施作2根1 m長的φ22藥卷錨桿作為定位錨桿，通過鋼架或型鋼鋼架與錨桿的焊接，將鋼架鎖定到墻上，以改善受力狀態。

（4）連接與加固

鋼板之間用螺栓連接牢固，然后用Φ22螺紋鋼將鋼架焊接成整體，提高鋼架的整體支護效果。縱向連接筋按內外交錯連接成桁架結構，結點呈不可活動鉸形式，以增強鋼架的整體穩定性[9]。

（5）加楔處理

在格柵與圍巖間空隙添加混凝土預制楔塊，確保圍巖壓力均勻傳至格柵鋼架上，提高鋼架與圍巖的協同受力效果。

5 鋼筋網施工

開挖輪廓面設φ8雙層鋼筋網，在開挖輪廓面上按照橫向和縱向間距20 cm進行錨桿的安裝。在開挖輪廓面上，首先初噴一層混凝土，然后鋪設第一層鋼筋網，確保鋼筋網與噴射混凝土緊密結合、無空隙。鋼筋網搭接長度應為1～2個網格，應與系統錨桿或其他固定裝置連接牢固。在第一層鋼筋網上噴射混凝土進行覆蓋，并達到規定的厚度不小于3 cm后，鋪設第二層鋼筋網。同樣，應確保第二層鋼筋網與噴射混凝土的緊密結合，并按照設計要求進行連接。

6 噴射混凝土施工工藝

在施工前，檢查噴射設備、風、水、電管路的連接和密封性能，確保設備處于良好狀態。同時，需要準備足夠的混凝土材料，并根據設計要求進行配料。在開始噴射混凝土前，需要對噴射面進行處理，包括清理雜物、填補坑洼、潤濕表面等，以確保噴射混凝土與基面的緊密結合。通過噴射機將混凝土噴射到預定位置。開挖面暴露后，應立即開始噴射混凝土。噴射操作以分段的方式，從底部向上進行。首先，對格柵鋼架和拱墻之間的間隙進行噴涂，然后對兩個鋼架之間的區域進行噴涂。混凝土噴射應分層進行，每層厚度根據噴射位置和設計要求確定。通常，拱形部分的噴涂厚度在5～6 cm之間，而側壁的厚度在7～10 cm之間。后續混凝土層的涂覆應在初始層硬化后進行。如果在噴涂層最終凝固或間隔一小時后噴涂新的混凝土層，應用水清洗噴涂表面，以確保新舊混凝土間的良好結合。

嚴格控制噴嘴與巖面的距離和角度。噴嘴應與巖面垂直，有鋼筋時適當放偏角度，噴嘴與巖面距離應控制在0.6～1.2 m范圍內。在噴射混凝土終凝后，需要進行養護，以保持混凝土表面的濕潤狀態，防止混凝土干裂和脫落。養護時間一般不少于7 d[10]。

7 隧道小凈距段施工的質量控制

7.1 施工材料的質量控制

隧道小凈距段施工的質量控制首要環節在于施工材料的選擇與監管。為確保施工質量和工程安全，需對所有進場的原材料進行嚴格的質量控制，包括對原材料的采購、運輸、存儲和使用等各個環節進行監督和檢測。同時，應對原材料進行抽樣檢測，確保其符合設計要求和相關標準。對于不合格的材料，應及時進行退換或處理。

7.2 施工過程的質量控制

施工過程中的質量控制是確保隧道小凈距段施工質量的關鍵。在施工過程中，應對各個施工環節進行嚴格的質量控制，包括土方開挖、支護結構施工、防水處理等。同時，施工現場應建立嚴格的質量檢測體系，對施工過程中的關鍵部位和關鍵工序進行實時監測和檢測，確保施工質量符合要求。

7.3 施工后的質量檢測與評估

施工完成后，應對隧道小凈距段進行全面的質量檢測與評估，包括對隧道結構的尺寸、位置、線形等關鍵指標進行測量和檢測，以確保其符合設計要求和相關標準。同時，還應對隧道的防水性能、承載能力等進行測試和評估，以確保其在使用過程中能夠滿足安全和功能要求。對于檢測中發現的問題，應及時進行整改和處理，確保隧道小凈距段的施工質量和使用安全。

8 結語

高速公路隧道小凈距段施工是一項復雜而關鍵的工程任務。在施工過程中，應嚴格控制各個施工要點，確保施工質量和安全。同時，隨著技術的不斷進步和經驗的積累，隧道施工領域將不斷涌現新的創新點和解決方案，為高速公路建設提供更加可靠的技術支持。通過不斷的探索和實踐，克服隧道小凈距段施工中面臨的各種挑戰，為構建更加安全、高效的高速公路網絡貢獻力量。

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