浅析隧道施工新技术发展

摘要：结合已完工的部分隧洞工程，分析在低温高原区的青藏高速公路以及小空间立体交叉隧道的施工，此两种隧洞施工在开挖、支护以及衬砌等技术上的新措施、新经验，并为今后在此类条件下的隧洞施工提供借鉴。

关键词：隧道施工；施工技术；交叉施工

隧洞的施工主要考虑围岩的地质条件，同时也应考虑施工条件、施工材料、施工机械、施工技术以及隧洞长度、断面大小等情况；在施工中要针对不同情况，采取相应的施工方法进行施工，达到经济、高质、安全的施工目标。

一、低温高原隧道施工技术

（一）工程实例

青藏铁路在格尔木~拉萨段全长1141千米，线路长度为1110千米。由于其所处的海拔高、修筑面积大、自然条件恶劣，而使得施工难度非常大，因此也使得建设者为了克服种种施工困难而采取了很多种新的施工方法、施工经验。

隧道海拔为4900米，为高原地貌，自然条件极其恶劣。隧道的出口为山地，坡度较大，出口位于山凹地带。隧道全长采用曲墙带仰拱的整体式模筑钢筋混凝土衬砌，支护采用模筑，衬砌与支护间采取5厘米的隔热保温层，防水板在全断面进行铺设，在防水板的外侧设置盲沟，与侧向盲沟与纵向盲沟互相连通。

（二）施工方法

隧洞的进口段位于饱富冰冻土，出口段分布在水土层与含土水层。在暖季施工时由于雨水多、气温较高、阳光辐射大，在进行开挖时极易因为冻土热熔而引发坍塌。因此在施工时应采用"快开挖、快防护、快弃渣"的三快原则，尽量的少扰动原始地温，防止其产生坍塌。并采取"分段和分层开挖，并分层防护"，暖季白天应用轨行式钢桁架并覆盖棉帐篷遮阳措施，防止冻土的融化；采用挖掘机和推土机为主的施工设备，钻爆松动的开挖为辅，自卸汽车运装渣土；开挖边坡采取网喷、锚杆支护，在边坡上喷PU聚酯隔热层进行防护。

（三）经验总结

1.隧道保温防寒技术

在隧道开挖后，施工破坏了冻土区原有的稳定热力条件，被开放通风的对流所取代，这时衬砌后面的围岩会形成季节性融化圈。产生一种对隧道衬砌支护不利的反复作用的冻涨力。冻涨力加之其他作用力共同作用于隧道衬砌上将会造成隧道的剥落和开裂，会使隧道出现裂缝、漏水等情形，对隧道的正常运行产生危害。为了使冻害对隧洞的不利减少到最低，在隧道口采取了敷设隔热的保温层来减弱洞内外空气与岩层间的热交换，从而使得冻融圈的范围得以减小，采用聚氨酯的保温层，敷设型式主要采用硬质泡沫型以及喷涂型材料。

2.低温、负温混凝土的施工技术

在低温以及负温的条件下，混凝土中的水化速度较慢，混凝土的强度得不到快速的提高，隧洞施工从一下几个方面着手，解决了混凝土施工中出现的问题。

首先，对原材料进行加温。建造位于拌合场内的预热棚，搅拌站布置在棚内，利用热风机以及蒸汽对砂石料进行加热。

混凝土外加剂以配合比的选取。选取降低混凝土水灰比干硬性混凝土，同时也添加低温的减水剂以及早强剂。

其次，混凝土的搅拌与运输。现将骨料加热以及将水搅拌均匀，然后再添加水泥，这样能减少热量损失。运输车上采用PU聚氨酯板保护层，并覆盖塑料保温膜在保护层上，确保了混凝土的入膜温度。

最后，混凝土的养护措施。在隧洞的进口设置密闭的保温门，阻止洞内外的热量交换，并设置2个保温加热的混凝土拌合站及风机，使混凝土出炉的温度确定不低于15℃。采用保温的混凝土运输车，缩短混凝土运输的时间，以及保证混凝土入模的温度不会低于5℃。

二、小空间立体较差的隧道施工技术

（一）工程实例

某铁路要穿过当地一山主脉，隧道的穿越区有13条断层以及4个背斜、2个向斜。隧道穿过的主要地质为岩堆、岩溶、煤层瓦斯的采空区、涌水突泥等问题，特殊岩土为石膏、粘土等。交叉段范围为DK200+423.35~DK200+435.38，斜长13.35m，两轨道面的高差为10m，上部隧道的仰拱与下部隧道初期支护的拱部相连。立交通过断层破碎带附近。

（二）施工技术

1.1号隧洞的立体交叉段施工

由于框架结构段的轮廓为矩形，该轮廓线的尺寸要比 一般的隧洞断面要稍大些，目的是为了保证车辆的通行。当开挖至渐变段时，周边孔眼的布置逐步被改变，根据衬砌设计要求外缘的轮廓尺寸要调整孔眼的数量，在持续进尺下，逐渐的使隧洞轮廓得到扩大，使其在达到隧洞交叉点时，轮廓结构就与框架尺寸一致，然后再向前掘进时，当到达直洞段时，再进行交叉段轮廓的修复，从而使其满足初期衬砌支护轮廓的要求和框架结构的要求，然后再进行喷锚支护的施工，在喷锚支护结束后，就进行框架底板模板的支立工作、底板钢筋的绑扎、混凝土的浇筑，当底板混凝土的强度达到1.2Mpa时，进行顶板钢筋及边墙钢筋的绑扎，脚手架的支立，混凝土的浇筑。

2.2号隧洞交叉段施工

当1号框架式交叉的混凝土达到设计强度的80%时，可根据2号隧道的施工进展情况，进行交叉式的掘进。在2号隧洞爆破时，为减少对1号隧洞的影响及扰动，在交叉段采用上下阶的方法进行开挖，并将减震带设置在下台阶的底部。

3.施工效果

2号隧道在2008年4月顺利的通过了交叉段施工，在测量监测后，2号隧洞未对1号隧洞衬砌禅生明显的影响，2号隧洞也未产生下沉，在施工过程中也没有发生任何安全事故。工程实践表明了该施工方法以及施工措施具备可行性和有效性，也具备了在同类工程中的借鉴作用。

4.经验总结

①小空间立体的交叉隧道在开挖时可采用上下台阶的施工方法进行施工，从而减少对岩体的扰动及影响，在交叉部位的薄弱部位应采取机械破碎的方法配合人工施工的方法进行开挖。

②2号隧洞爆破时设置了减震带，此种方法减少了爆破冲击波对1号隧洞的影响，1号隧洞的混凝土衬砌未出现裂缝。

③采用毫秒微差弱爆破的爆破工艺，运用若爆破、短进尺以降低一次性爆破对隧道施工带来的影响，制定合理的爆破参数，保证施工安全。

三、结束语

文章选取了低温高寒地区隧洞施工以及小空间立体较差的隧道施工进行阐述，详实的叙述了施工中采取的先进施工方法 ，并对施工经验进行了总结，为后续工程提供借鉴。

参考文献：

[1]TBJ204-96，铁路隧道施工规范[S].

[2]吴青柏，刘永智，施斌.青藏公路多年冻土区工程研究新进展[J].工程地质学报,2002, (1).

[3]JTJ042-94.公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,1995.