公路隧道施工技术探析

公路隧道施工技术探析

公路隧道施工不同于一般路桥施工，在完成洞口施工后，既进入了隧道施工循环式的作业方式——类似工厂化施工，但又不同于工厂化施工，区别是在洞身围岩发生变化时要及时拿出相应的施工处理方案，防止作业面支护变差和使二衬结构厚度受变化的影响。因此，必须加强对隧道施工技术的研究和完善。

标签：隧道施工；浅埋暗挖法；支护；锚杆；二次衬砌

随着我国社会经济的不断发展，交通运输事业面临着巨大的机遇与挑战，城市地下空间已经被视作一种宝贵的空间资源，是城市基础设施建设的发展方向。而隧道则是埋置于地层内的一种地下建筑物，可分为山岭隧道、水底隧道和地下隧道等。

1 隧道施工技术概述

隧道施工主要的施工技术分为盾构法、浅埋暗挖法和新奥法。

1.1 盾构法

盾构法是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。其的主要优点有：除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少噪声和振动对附近居民的影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，所需人员较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。

1.2 新奥法

新奥法充分利用了围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。

1.3 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是一项边开挖边浇筑的隧道施工技术，适合于城市地区松散土介质围岩条件，隧道埋深小于或等于隧道直径，地表沉降很小。其突出优势为不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

2 案例分析

2.1 工程概况

某隧道工程穿越剥蚀中低山地貌，地形溝壑交错，偏压浅埋情况较多，施工难度较大。本地区绝对高程为180～350m，相对高差最大达170m，自然坡度一般为10～40°。本隧道属于高原斜坡侵蚀、构造中、低山地貌区。地形受流水强烈侵蚀与切割，水系呈树枝状密布，横向形态多呈V型，基岩多裸露，阶地不发育。

2.2 施工方案

该隧道工程位于某省境内，起讫桩号为DK327+745～DK328+655，全长910m。本隧道设计为单洞双线式隧道，属中长隧道。穿越剥蚀中低山地貌，地形沟壑交错，偏压浅埋情况较多，施工难度较大。全隧除明洞段采用明挖法施工，其余段落均采用暗挖法施工。

2.3 施工工艺与施工要点

2.3.1 洞口开挖要点

本隧进口采用耳墙式明洞门，出口采用单压式明洞门，其余段落均采用暗挖法施工。暗挖段采用锚喷构筑法施工，开挖用光面爆破，Ⅴ级围岩如围岩整体性较好采用全断面开挖法施工，如围岩整体性较差则采用台阶法施工。Ⅳ级围岩采用台阶法施工，深埋Ⅴ级围岩及加强段采用大拱脚台阶法即三台阶七步作业法或CRD法施工；围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆光面爆破技术，严格控制超欠挖，软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖，以减轻对围岩的扰动和破坏。

2.3.2 坡面防护要点

洞口边仰坡开挖到位后及时修正坡面，按设计要求进行锚喷网混凝土防护。边坡修正主要采用挖掘机施工，人工配合，洞口边坡、仰坡刷至设计坡度，并使洞门处边坡与明洞边坡顺接。松软地层开挖时从上至下，随挖随防护，随时监测、检查山坡稳定情况。边坡、仰坡上浮土要清除，坡面凹凸不平处予以修整平顺。开挖弃方堆放在指定堆放地点，边坡仰坡上不堆积弃土。锚喷网防护采用准22螺纹钢砂浆锚杆，布置成梅花型；YT-28凿岩机成孔，砂浆锚固。钢筋网片采用准8盘条，喷射C25混凝土。施工时喷嘴尽量垂直于岩面，回旋摆动，喷射均匀。

2.3.3 初期支护要点

本隧洞设计除明洞外均为暗挖法施工，在隧道断面开挖后应及时进行初期支护。

（1）砂浆锚杆注浆及安装

砂浆锚杆作业程序为：先注浆，后放锚杆。具体操作是：先将水注入牛角泵

内，并倒入少量砂浆，初压水和稀浆湿润管路。然后再将已调好的砂浆倒入泵内，将注浆管插至锚杆眼底，压紧密封泵盖。一切就绪后，慢慢打开阀门开始注浆，在气压推动下，将砂浆不断压入眼底，注浆管跟着缓缓退出眼孔，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免浆中出现空洞。将注浆管全部抽出后，立即把锚杆插入眼孔，然后用木楔堵塞眼口，防止砂浆流失。锚杆孔中必须注满砂浆，发现不满须拨出锚杆重新注浆。注浆管不能对着人放置，以防止高压喷出物射击伤人。砂浆应随用随拌，在初凝前全部用完，使用掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于三个孔，以免时间过长，使砂浆在泵管中凝结。

（2）喷射混凝土施工

喷射混凝土施工是隧道施工初支的一个主要环节；喷射混凝土的好坏和锚杆、挂网施工同等重要，在施工中必须做好。喷射混凝土一般要求采用湿喷技术，减少隧道内粉尘，改善施工人员作业环境，保护其身心健康。目前也有采用潮喷工艺施工的工程项目，由于潮喷工艺对拌和料潮湿度要求很严，一般工地因试验跟不上不容易达到，往往施工时现场扬尘很大，直接影响施工人员身心健康和施工进度。建议在不能保证潮喷料有一定湿度的情况下，尽量采用湿喷技术施工喷射混凝土。

2.3.4 二次衬砌要点

二次衬砌采用整体自行式模板台车，输送泵灌注，混凝土由项目部搅拌站集中拌和，混凝土搅拌运输车运输，人工配合，背附式振捣器捣固。二衬要做到内实外美，既要确保衬砌厚度和强度，又要保证外观整洁、光滑，不出现蜂窝、麻面、露骨和流淌现象。在施工过程中，首先要求立架准确，并做好支撑工作，严防跑模。其次对模板要及时进行修整，铲除表面混凝土碎屑和污物，并均匀涂刷脱模剂或机油。混凝土的拌和要严格按照配合比将原材料同时倒入拌和机中搅匀，严格控制水灰比，经常检测混凝土坍落度，保证其和易性。从搅拌到入仓时间不得超过混凝土初凝时间的一半，对混凝土要分层振捣密实。二次衬砌混凝土拆模时间应根据混凝土强度增长情况来确定。一般在混凝土强度达到2.5MPa后方可拆模，并喷洒水养护7d以上。

2.3.5 仰拱施工要点

隧道二衬仰拱施工，要求在施工区段内每循环以全宽断面范围组织施工，严禁采用分离式施工，保障仰拱结构完整，不出现纵向施工缝和下部向上涌水或因施工下部增加其他接头等现象。各隧道口应根据施工安排制造相应的”行车栈桥”供隧道施工利用；栈桥应具备一定的长度、强度和刚度，能够移动方便，保障行车安全，满足施工需要。栈桥桥面要铺焊压花钢板，并焊接在型钢上，防止行车渣物掉入仰拱。栈桥能设护栏时应设护栏，保护行人安全。在施工仰拱二衬前，要清除干净仰拱喷射面渣物，清出新鲜面后再在其上绑扎二衬钢筋（仰拱钢筋一定要按设计预制后再施工，保证钢筋在结构中相对位置正确）、立模、灌注混凝土。为防止因施工行车对已施工仰拱造成的污染，在施工仰拱24h后应立即填充混凝土，这样既能稳定隧道结构，也便于下次仰拱施工栈桥的搭设前移（但严禁

仰拱和填充一起施工）。

3 结束语

综上所述，作为交通建设的一部分，隧道有着缩短距离、减少行车时间等诸多作用。然而它的造价很高，开挖过程也比较危险，所以要选择合适的设计理论及合理的施工方法，才能更快更好地贯通一些地质复杂的隧道。完善的隧道施工技术可以缩短工期、提高施工效率，也能间接节约成本。鉴于此，结合工程案例对隧道施工过程中的技术要点进行分析，以期为类似工程项目提供参考与借鉴。

参考文献

[1]杨军峰，潘淡浓.浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制[J].中国水运（理论版），2008（01）.

[2]周礼萍，李彦.地铁车站通道浅埋暗挖矿山法施工及监理[J].广东土木与建筑，2011（06）.