简述公路隧道技术施工

摘 要:经济的快速发展推动了我国公路现代化建设的进程，有关公路隧道的建设也日益增多。公路隧道施工是一项非常复杂的系统工程，由于它是地下线性工程，施工过程中存在许多不确定的因素，给公路隧道建设带来很多安全隐患。公路隧道建设规模的扩大,对隧道施工中的技术要求也越来越高,这就需要我们认真对待高等级公路隧道施工中应注意的技术问题。在公路工程结构中，隧道工程是它的重要组成部分，它在公路工程建设中起着至关重要的作用。

关键词：公路工程、公路隧道施工、技术问题

一、简述隧道施工的地质报告

隧道工程是一种特殊的工程结构体系，从岩体力学的角度看，它是处于围岩相互作用的体系之中的结构物；从地质力学的角度看，它是处于千变万化的地质体之中的工程单元体。由于地质条件的不确定性及复杂性，在施工过程中会遇到严重风化层断层、破碎带、瓦斯、突泥涌水等特殊地质，而仅仅依据施工前的地质勘探成果，是无法完全真实反映出来的，所以面对施工反馈的实际地质情况，必须进行有针对性的反馈设计。例如根据地质变化情况，对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序、支护参数等进行合理调整，以保证施工安全和施工质量，然后依据现行相关规范与项目规定的要求，经过原设计部门作出修改设计，报经隧道设计决策机构审定，然后再由施工单位具体实施。在实施过程中，监理、监控量测、地质预报等部门，依据修改设计方案，进行监理、监测，再次获得信息，反馈到设计、施工单位，如此反复循环，直至工程完工交付使用为止。

TSP超前地质预报系统是目前世界上地质探测领域最为先进的科技成果，它具有适用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小、提交资料及时的特点。在我们进行地质勘测和收集地质信息时会用到以下技术，例如：TSP系统：TSP超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来判定并预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。超前钻探法：超前钻探法即通过在掌子面布置若干地质钻孔并取芯，根据地质钻孔施工要求，记录钻孔施工各种信息并在室内完成相关力学试验，获得地层岩性、节理裂隙、岩石各项力学参数、溶洞空间分布、溶洞填充物、构造带发育特征等各项地质内容。掌子面地质素描法：掌子面地质素描法又称编录预测法，主要通过对掌子面已揭露地质体(岩层、不良地质体等)进行观测与编录，对掌子面出露地质体向掌子面前方延伸情况进行有依据的推断。

二、公路隧道施工

我国地域辽阔，山地和丘陵占据大部分国土面积。所以对于交通运输来说，要想运输网不被山地丘陵所阻隔就必须对公路隧道进行深入研究，努力提升公路隧道工程科学技术水平。

就现阶段我国的公路隧道施工状况来看，长隧道及特长隧道不断增多，隧道自身的结构特点和隧道安全管理已成为新的研究课题。由于公路隧道属于地下线性工程建筑，而且隧道大多都位处山脉纵横、丘陵沟壑的区域，因此，在施工过程中有很大的难度，所以对相关的技术水平要求也极高，这也是制约公路隧道发展的重要因素。但随着我国经济的快速发展，公路隧道建设已经受到社会各界越来越多的重视，国家也在不断加大对于公路隧道建设科研投入的力度，而所有的这些努力也都只有一个目的，就是共同推进公路隧道的发展进程。

三、公路隧道施工阶段应注意的技术问题

公路隧道施工阶段除依据隧道施工技术规范、质量检验评定标准进行质量上的监理外,还应围绕新奥法原理,按照少扰动、早喷锚、勤测量和紧封闭的施工原则,进行各种复杂施工技术问题的超前处理。

隧道施工方法较多如新奥法（台车钻爆和人工钻爆）、明挖法、盾构法、TBM法、沉管法、顶进法等，在我国新奥法的人工钻爆施工比较广泛，现就人工钻爆法进行简述。

(1)洞口施工

公路隧道洞口施工,经常会由于山体失去平衡而出现仰坡、边坡滑塌、失稳等现象。要不失时机进行工程地质会勘,并提出合理的进洞位置以及加固方案,在遇到滑坡等现象时,可以立即采取预应力锚索抗滑桩深层稳定方案进行防治,避免因急于进洞而酿成不良后果。

在洞口开挖前,要及时做好边仰坡排水工作,检查坡顶上的截水沟与排水沟,确保其与路基的排水系统完好连通,避免出现水流倒灌现象,同时,还要注意清除干净基坑中的废渣和杂物,并检查洞口以上仰坡坡脚,若发现损坏要及时进行修补。在报告监理工程师验收，验收合格后,才能进行下一道工序施工。隧道洞口开挖要按照施工设计文件和施工技术规范进行,严格执行各项规程、规定和标准及施工监理程序。隧道洞口施工的好坏将会直接影响隧道的工程造价以及运营的稳定性。

(2)洞身开挖

洞身开挖施工方法有多种，要根据掌子面揭露围岩情况选择合适的施工方案。一般来说, Ⅱ类围岩通常采用全断面法进行开挖；Ⅲ类围岩则根据断面大小选择全断面或台阶法进行开挖；Ⅳ类围岩采用台阶法进行开挖；Ⅴ类围岩采用超前支护，微台阶法进行开挖，当围岩极其破碎或土体隧道施工时，常选用CRD法组织施工。

CRD法通常又称眼镜工法，是将围岩分为左中右、上下六个部分,施工工序如下图：

在洞口开挖完成后，先进行超前支护,以达到棚护的效果，然后再进行隧道洞身开挖作业。在进行围岩钻眼时,要先画出开挖轮廓线,突出断面的中线和水平线,并标注出周边眼，根据布眼位置，钻孔、装药、引爆。在开挖后,要进行开挖作业面检查,无欠挖后，初喷混凝土，封闭已施工作业面，然后按照隧道设计规范和要求进行隧道支护作业。

(3)初期支护

初期支护不仅仅是作为早期支护,它在加强隧道围岩的自承力以及形成一个完整的支护体系方面具有非常重要的意义,是复合式衬砌的重要组成部分。在进行支护时,要严格按规范要求组织施工。

①喷射混凝土、锚杆及钢支撑支护:喷射混凝土最重要的是要体现及时性,必须要达到隧道设计文件要求的厚度;锚杆的打入深度和锚固剂使用效果则通过拉拔实验进行鉴定;钢支撑与超前锚杆导管组合使用,有利于稳定隧道拱部围岩。

②一般隧道的系统锚杆有两种:用Φ22mm砂浆锚杆和Φ25mm中空注浆锚杆。在初喷砼后,再用红漆按照隧道设计文件中要求的间距点布设处相应的锚杆孔位,然后采用风动凿岩机垂直岩面进行钻孔,同时,用高压风清除锚杆孔内的碴屑,安装锚杆，注砂浆或水泥净浆锚固锚杆，在安装锚杆后的三天内,不可以随便敲击锚杆头,也不可以悬挂任何重物。

(4)监控量测

监控量测是信息化设计与施工的重要内容，一方面它为设计提供科学和可靠的监测信息，为设计参数的调整和优化提供技术保障，另一方面它作为施工工序的关键环节，通过信息反馈施工直接为现场服务，评判围岩稳定性，支护可靠性，确保施工的安全性，指导日常施工管理，确保施工安全和质量。施工中常规的监控量测项目有：净空收敛、拱顶下沉、地质素描、锚杆抗拔力、地表下沉等。

①净空收敛量测主要是分析初期支护的稳定情况，判断二次衬砌的施作时间，这是很关键的一步。二次衬砌过早施作会使围岩没有稳定下来，应力全部作用在新施作的二次衬砌上，使二次衬砌易发生裂缝等问题，严重的能使二次衬砌变形扭曲，尤其是接缝处易出现渗水等现象，给以后的维修带来诸多不便，增加维护成本；过晚施作二次衬砌，会加大初期支护的支撑力，易出现塌方等事故。因此通过净空收敛判断初期支护的围岩稳定情况，确定合理的二次衬砌施作时间非常重要。

②拱顶下沉量测主要是防止拱顶崩塌，尤其是上部围岩结构较破碎，易出现大型塌方，甚至冒顶等事故段。量测时间和间距可与净空收敛一致，当监测数据变化较大时，可根据具体情况缩短量测时间和间距。发现拱顶下沉速度有异，应实施紧急处理方案进行每小时监测，及时进行数据分析，并于监测五小时后发出紧急处理报告，及时加强支护结构，避免出现坍塌。

③地质素描主要是通过有经验的现场技术人员的细致查勘，根据以往经验以最快的方式判断施工最前线即掌子面处的围岩信息及前一循环的施作质量。

(5)二次衬砌

二次衬砌在围岩支护中除属于应力储备外，还承担着隧道美观的功能。这就要求衬砌质量要达到内实外光，确保隧道美观。首先台车选用要尽量选用表面平整、接缝严实的整体式模板台车或大模板，刚度要满足设计要求，减少衬砌错台和模板变形，确保衬砌表面平整、光洁；其次要做好衬砌背后防排水，防止衬砌渗漏水，衬砌防排水采取排堵结合，在初支表面安设弹簧排水管引排水渗漏水，然后再铺挂土工布和防水板，防水板接缝要焊接密实，并做充气检验，确保不漏气，破损和孔洞处，要补焊密实；然后再进行钢筋安装，钢筋安装要按设计要求布设，同时要保护好防水层，如有破损及时修补，紧接进行模板就位、砼浇筑。

为保证衬砌的内在质量和外观质量，砼原材及配比选择非常重要。要选择好施工砼的原材料和配合比；同时施工也是关键的一部分，施工中要加强振捣，确保振捣密实，保证砼外观，避免出现蜂窝麻面。施作衬砌时，要先预埋注浆孔，衬砌强度达到设计要求后，对衬砌背后注浆，确保衬砌背后密实无空洞。

四、结语

目前我国公路隧道仍处于发展阶段，技术水平还落后于国外一些发达国家，施工过程中依然存在诸多问题，其中施工技术方面缺乏高科技做依托是造成目前落后局面的主要原因。高等级公路隧道的设计方案日趋成熟,设计的复杂性也带来了隧道施工的复杂性。但是伴随高等公路的发展进程不断加快，这必然会影响到公路隧道的建设，随着公路建设中对有关修筑技术水平的提高，也要求公路隧道修筑技术必须进入一个全新的高度，这便是未来公路隧道建设的发展目标同时也是摆在建设者们面前的首要任务。

参考文献：

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[2] 续来成,石磊.高速公路隧道施工技术探讨[J].科技风,2010.

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