关于对公路隧道施工工艺的探索

摘 要： 公路隧道是公路工程结构的重要组成部分之一，其施工工艺和技术方法决定公路隧道的安全和质量。

关键词： 公路； 隧道； 施工； 技术； 工艺

中图分类号： U455 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）06-0042-01

随着我国社会主义市场经济的不断发展，公路现代化建设的要求也越来越高，公路隧道建筑规模也不断扩大，施工技术也越来越复杂，施工和管理方面均有质的差别，笔者在中交集团隧道工程局多年来的施工实践中，总结了一些公路隧道施工工艺的经验和体会。

一、施工工艺

笔者在吉林省长春市亚泰大街北段隧道施工中体会到：隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管，那么重点就是开挖质量，开挖质量又取决于钻爆质量，因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量，首先确定钻爆的方案预裂爆破还是光面爆破。

二、公路隧道的预裂爆破

在总体施工前，进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。根据预裂爆破的特性、要求经过试验和反复研究对钻爆设计做了适宜的改动做到动态控制，主要技术措施、指标最后确定如下：炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。线装药密度一般取250～400g／m。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，约为线装药密度的2～5倍。装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。

在具体的工作实践中，可根据不同的地理岩层结构，灵活调整其上述数据。

三、公路隧道的明洞及洞门施工

在海南省三亚市东环牛岭隧道的施工中我们发现：在比较大的公路隧道的复杂施工中，洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖，而且要洞外、临防、排水要先行，使地表水通畅，避免地表水冲刷坡面。必要时采取人工修坡，防止超挖，减少对洞口相邻地段的扰动；开挖暴露的边坡及时施作设计的防护，降低围岩暴露而风化，支护要紧跟。明洞衬砌必须检查、复核明洞边墙基础的地质状态和地基承载力，满足设计要求后，测量放样，架立模板支撑，绑扎钢筋，安装内外模板，先墙后拱整体浇注衬砌混凝土，集中拌和泵送入模，插入式振捣器配合附着式振捣器捣固密实。洞门施工对于削竹式洞门，同明洞同时施作，削竹斜面按坡度安装木模板，用角钢将斜面端模与边模固定成整体。明洞防水层与回填：明洞衬砌完成后强度达到50％方可拆除外模，铺设防水层，回填要对称每层不大于30cm，两侧高度差不得大50cm，回填至拱顶后，再分层满填至完成，做好表面隔水层。

笔者在多个施工实践中，都是采取这个方法，收到了事半功倍的效果。

四、公路隧道洞口V级围岩浅埋、破碎段的开挖与支护

进洞方式：当开挖深度至起拱线时，先作进洞导向墙及大管棚，待明洞衬砌完成后，接长管棚尾端，搭接于明洞上，使管棚尾端形成一个固定支撑，在大管棚的保护下开口进内侧壁，两内侧壁导坑的进尺也要错开前后（5～10m）。如果是小间距还必须设置预应力对拉锚杆。V级围岩破碎带开挖与支护：上断面内侧壁导坑先进，进尺0.7m，立即对围岩面初喷，顺围岩安设第一层Φ8的钢筋网片，并连接成整体，架设主动及临时支护的型钢拱架，并用Φ25钢筋将拱架与上一榀连接成整体，打孔送入Φ25中空锚杆并压注浆，安设第二层钢筋网片，分层喷护至设计轮廓线，注意每榀拱架背面的密实情况，进尺约5~10m后，下断面的导坑开挖支护，同时外侧壁导坑也可开挖，当下断面成环进尺约20～35m后，核心土上部弧形导坑开挖支护接拱，进尺3m～5m后可开挖中部及支护，最后下部隧底与先前的左右导坑的下断面完全结合封闭成环，共分七部开挖支护，所有工序必须严格遵循开挖支护步序，必须是两内侧壁先行，后续工序跟进循序渐进的工艺。

五、公路隧道IV级围岩段的开挖与支护

笔者在工作实践中发现，公路隧道IV级围岩根据围岩的走向和围岩的风化脆弱程度情况我们将其区分为两种情况对待，一种为IV级一种为IV级加强段，为了节约成本和发挥最大的时间效应，开挖方法也有所调整准IV级为上下台阶留核心土开挖法－正台阶开挖，IV级加强段为CD工法工序开挖－单侧壁开挖法；钻爆开挖均采用实践光面爆破，为了做好光面爆破，提前实现独头施工贯通，我们在吉林省长春市亚泰大街北段公路隧道施工中，我们施工方与监理单位共同成立了一个光面爆破技术专题小组，专门研究探讨IV围岩全断面光爆技术，特别是上下台阶法施工，炮眼残痕率达95%，特殊地段拱部钎痕率达85%，边墙达80%，局部最大超挖量为10，欠挖量为8，IV级围岩实践采用光面爆破取得的有关技术参数及效果，爆破专题组通过多次爆破实践，反复修正爆破参数，最终确定IV类围岩的钻爆方案。施工过程中效果甚好，达到了预期目的。

六、公路隧道Ⅲ级围岩段的开挖与支护

资料表明，不同的地质结构应采用不同的开挖方法，在海南省三亚市东环高速的牛岭隧道就是采用以下的开挖方法。在公路隧道Ⅲ级围岩中采用台阶法开挖，利用多功能作业台架，人工钻爆开挖，采用光面爆破，每循环进尺3～3.5m，应注意：台阶长度不宜超过隧道开挖宽度的1.5倍，台阶不宜多分层；上台阶施工时，应采取有效措施控制其下沉和变形；下台阶应在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度70%后开挖。当机械化程度较高，各隧道施工工序能及时完成时，也可采用全断面施工，施工过程中必须确保系统锚杆的施工质量。根据Ⅲ级围岩的岩性，通常钻爆开挖均采用实践光面爆破，要求残留炮孔痕迹，应在开挖轮廓面上均用分布。炮孔痕迹保留率：硬岩不少于80%，中硬岩不少于70%。相邻两孔之间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆破裂隙，相邻两孔之间出现的台阶形误差不得大于150mm。具体炮眼的深度、角度和间距应按具体爆破设计要求确定，应符合具体爆破精度规定。

综上所述，不同规模的公路隧道，不同地质条件的隧道，应采取不同的作业工艺和不同的管理方法，才能保证质量和安全的要求。