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【論文關鍵詞】隧道施工技術高速公路

【論文摘要】本文介紹了某高速公路施工過程中的隧道施工技術。該隧道軸線呈S－N走向。隧道進口端位于山的N端，洞口地形呈西傾南陡，下有電站小渠環坡環繞。隧道進口30m明洞挖方棄土困難，且以－1.54%的坡率下降。筆者從理論上闡述了可行性方案，然后從技術上進行了認真分析，探討了詳細的施工過程。

某高速公路的隧道是標段控制工期的主要工程之一，為了確保整個標段工程如期完成，經過分析，從隧道兩端相對施工。

一、施工技術方案確定

（一）施工作業線安排

根據隧道設計結構和工程地質情況，施工作業采用中導洞先行，中導洞掘進40～50米澆注中墻。在中墻混凝土強度達到70%以上再進左洞，右洞掌子面落后左洞按10m控制。經監控量測，圍巖變形基本穩定后同時施作左右洞二次模筑襯砌。當圍巖變形過大，初期支護力不足時，除應及時增強初期支護外，亦可修改二次襯砌設計參數后提前施作模筑混凝土。左右洞二次襯砌與掌子面間距控制在25～35m之間。這就在進、出口各自建立了中導洞、中墻、左、右洞開挖、二次模筑襯砌五道并行的作業流水線，拓展了隧道施工作業面，為加快隧道施工進度奠定了堅實的基礎。

（二）風、水、電作業，通風、防塵和施工排水

1.施工供風：在隧道進、出口各設一座空氣壓縮機站，各安裝2臺20m3/min和1臺10m3/min的空氣壓縮機以保障隧道施工用風。

2.施工用水進、出口分別：在距隧道拱頂30m以上的山頂各修建一座100m3的高山水池，水源一是在隧道出口右側山腳挖一集水池，收集山泉水抽上山頂水池，再用管道輸水至出口供施工生活用水。一是從電站水渠中抽水至山頂蓄水池再用管道輸水至進口，供施工、生活用水。所有水源都要經過水質檢驗，PH值小于4或者硫酸鹽、氯化物含量超過有關規范的允許值以及含有對水泥凝結硬化有害的雜質的水石不得用于攪拌砼。

3.施工供電：在隧道進、出口各安裝一臺315KVA變壓器，利用附近的地方電網供電，同時各準備一臺功率為220KW的發電機組備用。動力設備采用三相380V，照明用電采用220V，為確保安全，所有線路都安裝漏電保護開關。線路的架設及各種電器的安裝必須符合《公路隧道施工技術規范》JTJ042-94的有關要求。

4.施工通風、防塵：洞內如需爆破掘進，必須堅持濕式鑿巖，爆破后灑水以降低粉塵濃度。施工通風采取壓入式，用3臺軸流風機分別向中導洞、左、右洞送風，送風口距開挖面的距離不大于15m。

5.施工排水：主要是排除可能涌入隧道的地下水和施工廢水。隧道從出口至進口為1.54%的上坡。出口施工為順坡施工，施工排水采取自然坡利用塑料管將水引出洞外。進口施工為反坡施工，施工排水采取在開挖地段挖集水坑，用抽水機抽出洞外。

二、主要工序施工方法

（一）初期支護施工

1.超前小導管施工

（1）制管：超前小導管系用外徑為50mm，壁厚為5mm熱軋無縫鋼管加工成長500㎝。將鋼管一端加熱鍛成錐頭，另一端焊上鋼箍，留400mm作為止漿段，然后沿管壁四周鉆四排注漿孔，各排孔位互相錯開，間距150mm，孔徑8mm。

（2）鉆孔：按設計環向間距以緊靠開挖面的鋼支撐為支點先定出孔眼的位置，按10。外插角從鋼支撐外側鉆孔，孔深500㎝，小導管縱向間距：中導320㎝，左、右洞250㎝。

（3）安裝導管注漿：成孔后用高壓風清孔，安裝小導管后用牛角泵壓注30號水泥漿，注漿壓力為0.7MPa～1.0Mpa，達到壓力時持續15分鐘停止注漿。

2.系統錨桿施工

一般隧道采用的的錨桿有兩種：中導洞和進出口成洞面臨時支護用Φ22㎜螺紋鋼砂漿錨桿，左、右洞用Φ25㎜中空注漿錨桿。錨桿按設計長度加絲口長，下料后用套絲機套出12㎝長螺紋。在初噴砼后用紅漆按設計間距梅花形布置，點出錨桿孔位。用風動鑿巖機垂直巖面鉆孔。成孔后用高壓風清除孔內碴屑，砂漿錨桿在注漿后插入錨桿，安裝墊板、螺栓；中空錨桿是安裝錨桿后注漿，注漿壓力為0.5～1.0Mpa，終壓為2.0～2.5Mpa。砂漿錨桿注30號水泥砂漿，中空錨桿壓注30號水泥漿。錨桿安裝后三天內不準敲擊錨桿頭，也不準懸掛重物。

3.鋼拱架施工

（1）現場制作1:1胎模平臺一套，并放設1:1鋼模試拼大樣。

（2）截割下料，將切割好的型鋼放在1:1胎模上，固定后用乙炔焰加熱達到一定深度后，均速起動胎模千斤頂，將型鋼壓制成型。

（3）各單元的接頭板有兩種型式：鋼拱架與中隔墻的連接是在連接單元的一端焊上A3鋼板，與預埋在中隔墻的鋼板雙面焊接，各單元之間的連接采用U型鋼之間一定長度的搭接并用連接件壓緊。

（4）將加工好的各單元構件放在大樣臺上試拼，輪廓誤差不大于3cm，鋼拱架平放時，平面翹曲應小于＋2cm。

（5）用經緯儀和水準儀準確量測型鋼拱架，在隧道法線方向的位置與高程，用紅油漆準確標注拱頂、拱腳和邊墻等控制點位置，設置足夠的定位錨桿。

（6）對超挖較大部位，用漿砌片石鑲補，拱或墻腳有虛碴或不穩定時，清除松碴，用砼填平，再用槽鋼沿縱向鋪設，確保鋼拱架腳穩固。

（7）安裝錨桿后噴3㎝厚鋼纖維砼，安設拱架，單元間按設計連接，并與定位錨桿鎖腳錨桿焊接在一起，鋼架與噴層之間空隙，用騎馬墊塞緊。鋼架間縱向用ф25鋼筋焊接，連接鋼筋環向間距1.0m。鋼架間距LS2-1段50㎝，LS2段80㎝。

（8）型鋼鋼架開口側朝向隧道中心。

（9）為加強拱腳，在鋼拱架腳加設兩根長3.5m的鎖腳錨桿。

（二）洞身開挖

1.中導洞開挖

在成洞面臨時支護完成后，按中導洞開挖輪廓線挖槽，初噴砼后嵌入首榀鋼格柵拱架，與洞外所立的鋼格柵用縱向鋼筋連成整體，掛鋼筋網后噴射砼形成洞口棚架，以首榀鋼格柵為支點，按超前小導管環向間距以10°外插角向鋼格柵外側打入小導管，注漿4h后進行中導洞開挖。中導洞開挖循環進尺0.5～1.2m，開挖成型進行中線、水平檢查，符合設計要求后立即初噴5㎝厚20號素砼。按設計的錨桿間距梅花形布置，用紅漆畫點出錨桿孔位，用風動鑿巖機垂直巖面鉆孔，清孔后注入30號水泥砂漿，安裝Φ22L＝250㎝砂漿錨桿，掛鋼筋網后按設計縱向間距安裝鋼格柵拱架。兩榀拱架之間用U型鋼筋插接，縱向連接筋環向間距100㎝，鋼格柵縱向間距80㎝。安裝好鋼拱架后噴射砼至設計厚度，進行下一循環。中導洞開挖采取兩臺階開挖，上下臺階以起拱線分界，臺階長3～5米，上臺階開挖的土用人工翻至下臺階再用裝載機配合汽車運棄。上臺階開挖后及時支護，然后開挖下臺階。下臺階先挖中槽，兩邊各留上寬1米，下寬2米土臺，然后左右錯進開挖兩邊，接長支護至導坑底部。2.左、右洞開挖

左、右洞開挖在中墻砼達到設計強度的70%以后進行，采取兩臺階分步平行開挖，上臺階從拱腳至拱頂，含整個拱部。為站人施工方便，上臺階分兩步開挖：先挖環形導坑，后挖中核，中核至拱頂高度1.6m～2.0m。臺階長5m～10m，上臺階開挖的土方用人工翻至下臺階再用裝載機配合汽車運棄。下臺階開挖先挖中槽，外側邊墻留上寬2m，下寬4m的平臺。中槽掘進5m～8m，跳槽開挖邊墻，馬口槽寬2m，凈距3m。仰拱隨同邊墻馬口一起開挖，符合設計尺寸后立即初噴5cm厚砼，施工邊墻部分錨桿，接長鋼支撐至中隔墻，噴射砼至設計厚度，形成封閉的環形支護。仰拱開挖連成一襯砌節段長度應及時澆筑仰拱，加強對圍巖的支撐。左、右洞一次開挖不宜大于1m，左洞先進，右洞開挖面按落后左洞10m控制。

（三）二次襯砌

1.中隔墻施工

(1)開挖中隔墻基礎，綁扎在鋼筋房內彎制成型的隔墻鋼筋，預理左、右洞鋼支撐接頭鋼板。主洞環形排水盲溝、縱向排水管。

(2)立模、模板采用特制大塊鋼模，每次立模長度為9m，模板規格與正洞臺車和模板一致，加工兩節段模板。

(3)采用外拉內頂辦法加固模板。

(4)采用泵送砼一次澆注每段隔墻。

(5)對頂部與中導洞臨時支護相接觸處要充塞密實。

(6)砼中摻加早強劑，砼具有早強、緩凝高流態性能。當強度達到2.5Mpa后可以拆模。拆模后立即養護，養護14天。

2.左、右洞二次模注襯砌

二次襯砌施工在圍巖變形基本穩定后進行。

（1）初期支護經處理至表面無明顯的滲水、漏水無突出的錨桿頭、鋼筋頭及表面平整后，再鋪設環向排水盲溝、縱向排水管、橫向排水管，再鋪設土工布、EVA防水板。

（2）綁扎鋼筋房中加工成型的鋼筋，預埋設計的各種孔、管、線、件。

（3）臺車就位，復核中線及標高，使二次襯砌內輪廓符合設計要求，泵送砼一次完成一節段砼的灌注。

（4）搗固采用插入式搗固器振搗。

（5）砼中摻入水泥重量6%的FS防水劑，砼具備早強、緩凝、高流態（坍落度一般為15cm左右）性能。

（6）強度達到設計的2.5MPa后，即可拆模，并灑水養護不得小于14天。

（7）砼于隧道出口附近設50m3/h拌合樓拌合，砼水平運輸采用砼輸送泵運到隧道出口進行澆注。在隧道頂拱部位設置砼溜槽下料，以防止骨料分離。

三、結束語

現場監控量測與信息化施工管理，是新奧法的重要內容。現場監控量測是監控施工中圍巖穩定性，檢驗設計與施工是否正確合理的重要手段，搞好監控量測并及時將量測信息反饋到設計施工中去，可以掌握圍巖和支護在施工過程中的力學動態及穩定程度，保證施工安全，為評價和修改初期支護參數，調整掘進進尺和施工方法及二次襯砌施作提供信息依據。

參考文獻：

[1]公路工程質量檢驗評定標準JTJ071-2003[S].北京：人民交通出版社，2003.

[2]公路隧道施工技術規范JTJ042-94[S].北京：人民交通出版社，1994.