公路隧道工程施工流程化作业及技术分析

【摘要】本文全程对公路隧道工程施工工艺流程化作业做出详细阐述，对各流程工艺参数和技术指标要求提出措施和方法。

【关键词】公路隧道施工工艺技术分析

为确保按期完成隧道的施工任务，建立健全施工工期保证体系，必须认真掌握隧道工程各项流程作业指标以及施工技术水平，并且抓好施工控制环节；认真做好施工场地的平面布置规划，人力、设备及物资资源必须按期配备到位；严格按照施工组织设计进行施工，特别是要认真抓好各道工序的衔接工作，把月计划进度分解落实到每一天；隧道的初期支护、仰拱、二次衬砌、铺底及水沟电缆槽与掘进要平行作业，基本上同步完成。在施工中，加强工程施工调度，及时调整进度计划，不断完善管理机制，确保工期保证体系的有效运行。

一、公路隧道工程实施隧道开挖和爆破的工艺方法

1、开挖阶段

当隧道围岩类别及其相应的结构形式确定后，如何选用相适应的开挖方法和支护条件是关键的第一步。设计文件根据通过结构计算和以往工程中所采用的支护所得成功经验，给定了不同围岩的开挖方法和支护参数。根据设计文件建议的开挖方法，执行具体施工时，应

选择安全转换工序，快速的掘进方法：一般在Ⅱ类围岩及以下的软弱围岩，一般采取多导坑的分部开挖法，如侧壁导坑法。开挖工艺应遵循短进尺，早封闭，强支护的要求。对于Ⅱ-Ⅳ类围岩及以下的软弱围岩，一般采用两步台阶法即长台阶法：上部断面先行，待全部完成或大部完成上部断面后再开挖下部断面。在开挖工艺上应遵循控制进尺，光面爆破，支护紧跟的要求；对Ⅳ-Ⅵ类围岩，一般采用全断面开挖法，其开挖断面应一步到位，在开挖工艺上，应通过多次试验选择合理的进尺爆破参数，采用光面爆破法。对局部因围岩岩层不利或层理、节理发育地段，及时采取锚网喷支护。

对于Ⅲ类-Ⅵ类围岩地段的光面爆破开挖法，应通过多次试验，才能选择出一套。从钻孔的布置方向、数量、深度、装药量，引爆顺序等多种因素控制的爆破参数。对于地下工程来说不论因内外的经验都证实这是在钻爆法开挖中对洞室围岩扰动最小，工程投资最省的方法。一般比较成熟的施工部门也都愿意接受这种方法。从目前本高速路各隧道的掘进中均采用了此种方法，但是其效果有差异，隧道施工时，Ⅲ级围岩采用台阶法施工，Ⅳ级、Ⅴ级围岩内采用三台阶七步开挖法施工。台阶法施工示意图1如下：

台阶法开挖机械化施工示意图1.

2、爆破工艺及方法

隧道台阶法及其它分部开挖的施工段采用简易钻孔作业平台、人工风枪钻孔。人工装药。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，爆破采用光面爆破。周边眼残眼率硬岩达到80%以上，中硬岩达到60%以上。隧道施工均采用光面爆破施工。每个作业面每两天进行三个循环，每循环平均进尺约4.0m，每日进尺6m。炸药选用爆速低、不怕水、有害气体少的乳化炸药。非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。

二、隧道支护工艺与技术参数分析

隧道支护分初期支护（初衬）和永久性模筑支护（二衬）。当前采用的支护类型，基本采用新奥法理念。就是根据不同的工程地质条件来制定围岩类别，对不同的围岩类别采用指导性的支护类型。新奥法的主要原理：就是充分利用地质的自稳条件（劲压力拱）纳入隧道支护的一部分，再根据隧道开挖后的实际围岩类别以及开挖后实际量测得到的内净空收敛的速度，变形量的大小的信息，调整已初拟的设计参数，至到隧道内壁趋于稳定。隧道各项支护条件，实际上是在设计支护参数指导条件下的动态设计。各类支护结构物的主要作用：初期支护初期支护的主要结构物为：钢架支撑、喷砼、钢筋网、径缶锚杆。又以隧道所处的位置不一样，围岩条件不一样，为保证隧道开挖期间的施工安全，并尽量少扰动原有的地层平衡条件。一般在洞口浅埋，扁压地段均设计有超前注浆长管棚支护（长度为20～40cm之内），洞内围岩较差的地段一般也设计有长度有限的超前注浆小导管（管长度在5cm之内，本工程各段长度均5.0m），或超前锚杆。这两种支护实际上是为保证施工安全而采取对围岩进行预先加固的辅助工程措施。本项目工程中Ⅲ类驻以下围岩地段均设计有以上的超前预加固地层的工程措施。

1、二次衬砌

配备1台9m长全断面液压衬砌台车，见下图2砌台车定位采用STZ型激光导向仪。

钢模液压衬砌台车示意图2.

说明：混凝土拌和站按配比集中生产混凝土，混凝土运输车运送至灌注地点，由混凝土输送泵泵送混凝土入模，插入式振捣器人工捣固。隧道二衬混凝土施工采用混凝土输送泵浇筑。

衬砌施工时，在拱顶模筑混凝土衬砌外缘、防水板内侧沿纵向设置预留注浆孔，注浆管孔径Ф10聚氯乙烯树脂管。在防水板敷设完成后采用胶粘于防水板内侧，结合施工缝布置，注浆管8～10m一段，两端分别与预设的Ф20镀锌钢管注浆口连接。镀锌钢管注浆口突出衬砌内缘3～5cm，以便于连接。回填注浆采用1：1水泥浆，注浆压力控制在0.05～0.1MPa。

2、仰拱施工

隧道设计有仰拱，采用仰拱与铺底先行于衬砌的施工方案，仰拱先行，再施工拱圈，以利于衬砌结构的整体受力，并起到早闭合、防塌方作用。

三、公路隧道工程的防排水设施施工工艺和方法

1、防水施工工艺和方法

①防水板铺设工艺流程：

基面修整铺设透水管铺设无防布固定防水板接缝焊接焊接检查（合格）下道工序。

②铺设前的基面平整：

检查喷锚的平整度，控制其宽深比

小于7:1，见右图3.超出规定的用细粒混凝土找平。

③排水盲沟的安设：

盲沟在初期支护施作完成之后，防水板铺设之前安装，结合施工缝布置，纵向盲沟8～10m一段，盲沟采用外包土工布的塑料排水管，纵向盲沟中间设PVC泄水管一个，环向盲沟纵向间距一般8～10m并根据地下水发育情况调整，在纵向盲沟两端及环向盲沟下端接入隧道侧沟；环向盲沟采用Ф50透水盲沟，纵向盲沟采用Ф80透水盲沟。盲沟用环箍固定于初期支护表面。

2、施工排水处理

隧道出口向进口利用两侧水沟自然排水。施工时，根据水量大小，每隔50～100m设一集水坑，水泵随集水坑向前移动。开挖工作面安装潜水泵，把工作面上的水抽排至集水坑内，再由水泵接力排到洞外。

四、隧道工程应急措施和质量保障体系

为确保本隧道工程的安全、优质、高效施工，施工中采取超前预防预控措施，加强险段险情处理，确保施工绝对安全，具体措施如下：

1、隧道工程施工过程的动态设计

强调重视隧道的前期地质工作，是要在选线阶段查清对工程产生影响的主要工程地质问题，以便选择一个最佳的隧道路线位置，防止出现大的地质病害。但隧道工程的地质状况，不可能在前期工作中全部查清，因此隧道设计称为预设计。在施工过程要根据开挖的地质情况和量测数据，不断地修改设计，选用较为合理的施工方法合理的支护形式，这也称为信息化施工。在隧道施工过程中出现地质情况与原设计明显不符时，在业主的及时协调下，设计单位施工过程的及时的服务与及时动态设计，业主及时组织的专家咨询论证、监理对现场的认定，从而实现施工过程动态设计、信息化施工。

2、隧道工程保证工期的主要技术措施

工期保证措施，抓紧组织会审，修改与完善实施性施组，各专业、各工程项目编制优化的施工技术方案、措施、计划进度网络图。结合工程实际，进一步优化施工技术方案，积极应用新成果。隧道施工坚持“岩变我变”的原则，及时调整施工方法；采用超前支护、湿喷砼支护、仰拱超前、光面爆破等成熟的新工艺，在确保安全、质量的前提下加快施工进度。

备注：图表请以PDF形式查看