公路隧道施工技術(shù)探討

1、    公路隧道施工技術(shù)探討    王國棟【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路隧道項(xiàng)目日益增多，文章結(jié)合工程實(shí)例，對公路隧道洞外預(yù)加固及防護(hù)措施進(jìn)行了總結(jié)，對洞內(nèi)施工技術(shù)進(jìn)行了分析，從而有效的確保隧道施工的安全和質(zhì)量?！娟P(guān)鍵詞】公路隧道；施工技術(shù)；質(zhì)量： u452.11；u456.3 ： a ： 2095-2457（2018）12-0173-002doi：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.12.079discussion on construction technology of highway tunnelwang guo-don

2、g（gansu wuhuan highway engineering co.，ltd.，lanzhou，gansu 730000，china）【abstract】with the development of economy，the number of highway tunnel projects is increasing day by day. combining with engineering examples，this article summarizes pre-consolidation and protective measures of highway tunnels，an

3、alyzes the construction technology inside the tunnel， and effectively ensures the safety of tunnel construction. and quality.【key words】highway tunnel；construction technology；quality0 前言近些年來，我國社會經(jīng)濟(jì)取得了快速發(fā)展，高速公路在修筑的過程中，隧道工程的里程不斷增加，高速公路隧道施工由于自然環(huán)境和地質(zhì)條件的原因，存在諸多安全隱患。如果一旦發(fā)生安全事故，破壞規(guī)模極大，造成的損失難以想象，因此，要做好施工各個環(huán)

4、節(jié)的質(zhì)量控制和安全管理。而且造成隧道安全事故的影響因素很多，存在很大的隨機(jī)性，施救難度也會非常困難，降低了人員的生還率，同時也會對工程造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，在公路隧道施工的過程中，加強(qiáng)施工技術(shù)方案的確定和施工安全至關(guān)重要。1 工程概況某公路隧道左線起迄樁號zk122+463zk125+580，全長3117m；右線起迄樁號yk122+495yk125+595，全長3100m，采用分離式結(jié)構(gòu)型式，左右幅相距約2030m，屬特長隧道。隧道所在位置為丘陵斜坡地貌，隧道出口自然坡度約25°，隧道埋深較淺。表部分布?xì)埰路e灰黃色含碎石粉質(zhì)黏土，層厚一般約0.51.0m，種植茶樹和竹林。下伏砂巖

5、，灰綠色、肉紅色，主要成份為長石，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬。隧道出口段發(fā)育f8斷層破碎帶，巖體破碎，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體完整性較差。隧道圍巖穿越構(gòu)造破碎帶，隧道埋深較淺，圍巖穩(wěn)定較差，bq<250，綜合評定為級圍巖。2 施工技術(shù)隧道施工重點(diǎn)要解決的問題就是隧道施工的質(zhì)量和安全兩大問題。需要結(jié)合項(xiàng)目的地質(zhì)、水文等情況，對滑體做好相關(guān)方面對工作。首先是加強(qiáng)滑坡坡面地表水引排。其次，應(yīng)該加強(qiáng)滑體坡腳支擋，再次，加固滑體松散體。針對隧道開安全及質(zhì)量控制必須保證隧道開挖洞身穩(wěn)定、控制隧底沉降、解決滑動面滑體錯動問題，具體措施如下。2.1 洞外預(yù)加固及防護(hù)措施（1）隧道區(qū)滑坡體加固yk122+495yk1

6、25+595段地表土體進(jìn)行注漿加固，隧道中線左右兩側(cè)各7m采用50 袖閥管注漿加固，鉆孔直徑為91，間距1m×1m，梅花形布置，袖閥管伸入拱部二襯外緣以下6m。現(xiàn)場實(shí)際施工效果如圖2 所示，由于部分袖閥管伸入隧道凈空并予以注漿，在隧道開挖施工過程中，需要對袖閥管端頭予以切割處理，同時由于注漿體強(qiáng)度過高，采用非爆開挖難度相對加大。（2）隧道洞身兩側(cè)圍護(hù)墻隔離止水yk122+495yk125+595段隧道兩側(cè)外墻外4m 范圍內(nèi)采用76 鋼管樁注漿加固，間距1m×1m，梅花形布置，鋼管樁底伸入基巖長度不小于1m，形成止水帷幕，在隧道兩側(cè)止水帷幕內(nèi)設(shè)置4根抗滑樁，止水帷幕及抗滑樁共

7、同組成隧道兩側(cè)圍護(hù)墻，圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)起到隔斷隧道兩側(cè)土層應(yīng)力傳遞及阻斷洞身兩側(cè)地下水向洞內(nèi)匯集的作用。（3）洞口邊仰坡坡腳加固洞門端墻背后設(shè)置4根抗滑樁，與洞門端墻形成聯(lián)合支護(hù)體系，起到穩(wěn)定洞口仰坡坡腳的作用；在洞門兩側(cè)邊坡坡腳各設(shè)置兩根抗滑樁，抗滑樁與擋墻聯(lián)合作用，保證洞口邊坡穩(wěn)定。在端墻及擋墻上間隔2m，梅花形布置泄水孔，確保墻后地下水引排。（4）洞口雙層管棚原設(shè)計(jì)洞口設(shè)置40m大管棚，管棚采用108熱軋無縫鋼管制作，環(huán)向間距40cm，一環(huán)38根。根據(jù)設(shè)計(jì)基巖線分析，該管棚未進(jìn)入基巖內(nèi)，只起到加固作用，為了確保隧道開挖后上部碎塊石土的穩(wěn)定，與設(shè)計(jì)商議，在原設(shè)計(jì)管棚上方增設(shè)進(jìn)入基巖的100m超長

8、管棚，超長管棚采用108 熱軋無縫鋼管制作，環(huán)向間距40cm，共設(shè)置38根，同時對導(dǎo)墻基底采用75鋼管注漿進(jìn)行加固，確保導(dǎo)墻不沉陷。超長管棚主要在洞口軟弱層開挖輪廓線上形成一圈穩(wěn)定的拱圈，起到“棚架效應(yīng)”作用，穩(wěn)定的拱圈承擔(dān)著開挖軟廓線外荷載，在隧道開挖過程中，防止出現(xiàn)圍巖溜坍；同時超長管棚一端在洞口導(dǎo)向墻（固定端），另一端進(jìn)入基巖（固定端）；受力性好，能較好地承重。（5）地表截水及坡面防護(hù)刷隧道洞口邊仰坡前，應(yīng)先在坡頂設(shè)置截水天溝，并引排至隧區(qū)外。在完成邊仰坡刷坡工作后，及時施作坡面防護(hù)，為保滑坡體穩(wěn)定，本工點(diǎn)采用錨桿框架梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。（6）設(shè)置明洞在dk254+362d2k254+367

9、段設(shè)置5m明洞，待明洞及洞門施工完成后，進(jìn)行坡腳反壓回填。2.2 洞內(nèi)施工措施（1）掌子面玻璃纖維由于地表注漿及管棚注漿存在一定的盲區(qū)，導(dǎo)致隧道開挖后，掌子面存在一定程度的滑塌現(xiàn)象，對施工造成一定的安全穩(wěn)患，同時坍塌可能造對初期支護(hù)拱架的沖擊，導(dǎo)致初期支護(hù)拱架變形；通過采用玻璃纖維注漿加固；有效保證了掌子面穩(wěn)定。（2）開挖支護(hù)措施為有效控制隧道變形及滑體穩(wěn)定，在洞口d2k254+362+429段采用交叉中隔壁法（crd法）施工，開挖采用人工結(jié)構(gòu)小型機(jī)械作業(yè)的方式進(jìn)行。全斷面分成六部分開挖，每開挖一部均及時施作初支護(hù)、中隔壁、臨時仰拱；支護(hù)采用22型鋼支撐，間距為0.6m，拱部144°

10、范圍設(shè)置超前小導(dǎo)管，環(huán)向間距0.4m，單根長度4m，搭接長度1.5m；拱墻范圍設(shè)置系統(tǒng)徑向錨桿，間距0.4m，錨桿長度4m。（3）洞口隧底加固洞口段因處于滑體內(nèi)，承載力較低，且不均勻分布風(fēng)化砂，為了確保隧道沉降滿足要求，保證鐵路運(yùn)營安全，在仰拱開挖后，對基底采用76鋼管樁注漿加固，鋼管樁伸入基巖內(nèi)不少于1m。（4）初支背后即時注漿隧道開挖后，周邊圍巖局部存在松散現(xiàn)象，初支拱架立起后，拱架與圍巖之間會形成一定程度的空腔，一定時間后，該空腔上方的土層掉到初支拱架上形成動荷載，將加劇隧道初支變形，對初期支護(hù)進(jìn)行即時注漿，主要解決初支拱架背后空腔問題，防止形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的動荷載對初支結(jié)構(gòu)影響，減少

11、初支變形，具體操作方式為：在隧道初期支護(hù)完成后，封閉掌子面，采用yt-28風(fēng)動鑿巖機(jī)對初支壁進(jìn)行打孔，打孔過程采用干鉆，防止增加圍巖周邊土層含水量，鉆頭42mm即可，孔深2m為宜，采用人工頂管，管口設(shè)置注漿閥門，采用注漿機(jī)從孔口向內(nèi)注漿，終壓控制在0.2mpa，分23次完成單孔注漿，每次壓力達(dá)到0.2mpa后，維壓2分鐘后暫停注漿，休息5分鐘后恢復(fù)該孔注漿，如此循環(huán)，23次即可，對初支按1m（環(huán)向）×0.6（每榀）進(jìn)行打孔注漿，注漿完成后，采取打孔檢測是否有空洞；如檢測孔存在空洞情況，初支打孔進(jìn)行加密；待完成回填注漿后，方可對掌子面進(jìn)行開挖掘進(jìn)，本工點(diǎn)通過該工藝后，圍巖變形明顯得到控

12、制，確保了隧道施工安全。（5）監(jiān)控量測對隧道拱頂下沉周邊收斂位移進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)量測數(shù)據(jù)確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護(hù)效果，指導(dǎo)施工工序預(yù)防坍塌，保證施工安全。對周邊收斂位移進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)變形的速率及量值判斷圍巖的穩(wěn)定程度，選擇適當(dāng)?shù)亩r支護(hù)時機(jī)，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。地表下沉。對隧道埋深較淺段進(jìn)行地表沉降監(jiān)測，判定隧道開挖對地表的影響，與拱頂下沉數(shù)據(jù)相互應(yīng)證。通過對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，圍巖變形出現(xiàn)兩個急劇變形點(diǎn)，一個在拱部開挖后，封閉成環(huán)后會逐漸出現(xiàn)一個穩(wěn)定期，下部開挖時出現(xiàn)，全部封閉成環(huán)時逐漸穩(wěn)定；另由于埋深較小，雨水對隧道變形影響較大。3 總結(jié)由于我國公路建設(shè)一直處于高速發(fā)展階段，隧道也隨之不斷出現(xiàn)，且其通常都是核心性工程，對于公路整體建設(shè)和路網(wǎng)整體影響頗深，隧道的設(shè)計(jì)理念更應(yīng)具備一定的超前性，以此使路網(wǎng)的升級改造具備充足的可能性，并具備可持續(xù)的發(fā)展動力?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1林勝利.隧道襯砌壁后注漿正水技術(shù)j.山西建筑，2005，31（7）：122-124.2張海濤.公路隧道大管棚施工技術(shù)j.山西建筑，2007，33（6）：338-339.3韓日美，謝永利.淺埋暗挖法施工中結(jié)構(gòu)受力的合理轉(zhuǎn)換j.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2007（03）：71-76.4杜澍祥，周一龍，唐海中.vikor法在婁衡高速公路施工安全管理水平評估中的研究及應(yīng)用j.公路工