公路隧道施工方法探析

【摘 要】 公路隧道施工方案设定中，施工方法显得尤为重要。某公路是我公司所修建的公路隧道，取得了良好的施工效果。本文以该条公路的隧道施工为例，探讨公路隧道施工的方法问题。

【关键词】 隧道施工；大断面隧道；方法分析

近年来，我国交通建设迅速发展，隧道施工技术应用机会增多，在借鉴先进经验与大量建设实践基础上，我国隧道施工技术大幅提升，已经达到与世界比肩的水平。随着我国交通建设领域的日益完善，隧道施工技术也将推陈出新，我公司曾修建某公路，本文在此基础上展开对公路隧道施工技术的论述。

1 公路隧道施工概述

某公路隧道围岩状况如下：上覆有新黄土和坡积或冲洪积亚粘土，显现出湿陷的特点，而下伏又存在离石组老黄土，且局部存在少量钙质结构，总体而言，该项公路隧道围岩具有易坍塌、易掉块和成洞性差的不利施工因素。不但如此，该隧道施工场地局部位置还有暗沟、穿越冲沟和落水洞，这也不利于隧道施工。本公司针对上述情况，特地采取了隧道两端相对施工手段。

公路隧道施工中作业线安排尤为重要。依据工程设计及施工场地地质状况，有序开展如下五道工序：首先实施中导洞作业；其次是中导洞掘进40～50米深度时实施中墙浇注；再次是中墙混凝土强度超过70%时实施左洞挖掘作业，而右洞挖掘滞后于10m范围内进行；最后是关注围岩变形情况，当围岩变形情况稳定时，可同时施展左右洞二次模筑衬砌作业，而围岩变形严重且初期支护力不足时，可以采取两种举措，一是及时加强围岩初期支护力，二是修改二次衬砌设计参数，并起前进行混凝土模筑作业。除此之外，应将左右洞二次衬砌与掌子面距离保持在25m～35m范围内。上述作业流程涉及到中导洞、中墙、左洞、右洞和二次模筑衬砌五道工序，这有力拓展了公路隧道施工的作业面，也为隧道施工奠定坚实基础。

2 公路隧道施工方法

2.1 超前防护环节

因场地地质条件不同，超前支护参数也有所不同，为此应提前做现场注浆效果对比试验。试验结果表明：新黄土中浆液的扩散半径超过了50cm，而老黄土中浆液的扩散半径为3cm。为此，可选用超前大管棚对土质松散的新黄土实施支护，可选用φ50超前小管棚对土质密实的老黄土实施支护。这两种防护措施有很大不同，首先是超前大管棚施工，对联结部位的强度和刚度都有硬性要求，优先考虑丝扣连接方式，也可采用套管焊接方式，禁止两钢管直接对焊使用，钢管套接部分有长于两倍钢管直径的搭接长度。其次是φ50超前小管棚支护，为便于打设管棚眼和实施小导管注浆作业，可将洞口开挖出台阶状，将洞内开挖成核心土状，从而形成管棚施工所需的作业面，打设φ50超前小管棚后，再进行套拱混凝土浇筑和小导管注浆工序，从而形成φ50超前小管棚支护。

2.2 开挖隧道洞深环节

公路隧道洞深开挖环节包括中导洞开挖和左右洞开挖两大部分。

首先是开挖中导洞

在成洞面设立起临时支护，依照中导洞的轮廓线挖槽，实施初喷砼工序后，在挖槽内设置首钢格栅拱架，在纵向钢筋的连接下，这个钢格栅拱架和洞外的钢格栅形成一个整体。继而实施挂钢筋网和喷射砼工序后，洞口棚架最终形成。小导管的打设以首榀钢格栅为支点，由超前小导管环向以10°为间距向钢格栅外侧打入，经由小导管注浆4h后，实施中导洞开挖作业。期间以0.5m～1m为循环开挖尺度，且在中导洞开挖成型后有中线和水平检测，最终数据符合隧道设计要求后，及时初喷5cm厚度的20号素砼。

其次是开挖左洞与右洞

在隧道中墙砼强度达到设计的70%时，可采用两台阶法对左洞和右洞分步平行开挖。其中，上台阶相继挖出环形导坑和中核，中核与拱顶间相距1.6m，台阶长为10m，上台阶开挖所形成的土方被翻运到下台阶，并用装载设备运走。下台阶的开挖步骤严谨，继中槽开挖后将外侧边墙留有上宽2m、下宽4m的平台；当中槽挖进近6m时，跳开中槽去挖掘边墙，该马口槽的宽度为2m，净距为3m。除此之外，也同时实施仰拱开挖作业，达到设计要求则初喷5cm厚的素砼。边墙的锚杆受接出长钢的支撑延至中隔墙，按设计要求喷射素砼后形成封闭性的环形支护。当仰拱成型之后，应及时做仰拱浇筑作业，形成对围岩的有效支撑。对左洞和右洞的挖掘也存在技巧，一次开挖控制在1m内，且左洞开挖面领先于右洞10m。

2.3 初期支护环节

该施工环节由三部分组成，即超前小导管施工、系统锚杆施工和钢拱架施工。

首先是超前小导管施工部分。我公司用手风枪打眼，并用风枪加以推进，从而形成所需的钻孔。所用浆液由灰浆机拌制，并用注浆机加以注浆。因为地层致密度有所不同，将注浆压力控制于0.5 MPa～1.0MPa范围内。相邻两排小导管搭接形成的水平投影保持在超过1m的长度。

其次是系统锚杆施工部分。不同施工环节采用了不同的锚杆，如中导洞与进出口成洞面临时支护所采用的是φ22mm螺纹钢砂浆锚杆，而左洞和右洞则选用φ25mm中空注浆锚杆。安装时间在三天内的锚杆不能受到敲击，更不能悬挂重物。实施初期喷砼工序后，按照设计中的梅花形布置点出锚杆孔的位置，用风动凿岩机在垂直岩面钻出所需要的孔洞，并用高压风清除孔洞内所存在的碴屑。如果选用的是砂浆锚杆，则在孔洞注浆后再插入锚杆、安装垫板和螺栓；如果选用的是中空锚杆，则是先安装锚杆再注浆，其注浆压力控制在0.5 MPa～1.0MPa范围内，且终压控制在2.0 MPa～2.5MPa范围内。上述两种注浆方法都采用30号水泥砂浆。

最后是钢拱架施工部分。钢拱架是在预制场加工而成的，应该项工程断面设计的要求，我公司选用的是厚度为15mm的A3钢，下料极为精确，用钻床在钢板上定位栓孔，采用标准件的螺母和螺栓，采用分节焊接方式焊接而成。钢拱架安装前，先在围岩表面初喷5cm的混凝土，并测量安装拱架的顶面标高；再用φ22钢筋施作深度超过1.5m、外露为20cm的定位锚杆；将拱架底角的浮碴清理干净；预拼提前加工的拱架，并做质量保证，当工作平台准备就绪后，就运用装载机配合人工自上而下地进行拱架安装，拱架与围岩应最大限度地接近，当拱架和围岩间的缝隙较大时，可以选用坚硬的片石作为垫块以缩小二者间缝隙，将拱架和中线保持垂直，其四周偏差小于+5cm，斜度偏差小于±2 °；拱架拱脚有特定埋置深度，有锁脚锚杆与定位锚杆相焊接。

2.4 二次初砌环节

该环节包括中隔墙施工和左右洞二次模注初砌施工两部分。

首先是中隔墙施工部分。对中隔墙基础做开挖作业，将已然弯制成型的隔墙钢筋做绑扎作业，对左洞及右洞的钢支撑接头钢板做预埋处理，并在主洞内设置纵向排水沟与环形排水盲沟。用特制钢模做立模处理，该模版与正洞的台车及模版的规格一致，并设置为9m长度，用外拉内顶的方法对模版予以加固。中隔墙中每段隔墙砼的浇注用泵加以输送。中导洞及隧道顶部的临时接触部分被密实地充塞。砼中被掺入早强剂，这使砼具有早强、缓凝和高流态的特点，当作业主体强度达到2.5MPa，就可以做拆模作业，并做了15天的洒水养护。

其次是左、右洞二次模注初砌部分。隧道围岩变形情况被稳定后即可展开二次初砌施工。先做初期处理工作，如确保初期支护表面无明显的漏水和渗水，无突出的钢筋头和锚杆头，并保持支护表面的平整，铺设环向、纵向、横向的排水管及土工布与防水板。将在钢筋房中所加工的钢筋做现场绑扎或焊接，再依照设计要求预埋各类管、线、孔、件。当台车就位之后，对中线和标高做再次核查，确保二次初砌的轮廓达到设计标准，实施灌注作业时确保一次就完成一节段砼的灌注，用插入式振捣器进行振捣作业，因为砼中掺有防水剂，这使砼具有了早强、缓凝和高流态的特点，而砼被设于隧道出口附近的拌合楼内加以拌合，运用砼搅拌车对砼做运输，并采用输送泵做入模浇筑作业。当作业主体强度达到2.5MPa，就可以做拆模作业，并做了15天的洒水养护。

3 结论

在公路隧道施工之前，应深切考虑工期要求、场地地质、断面形状、机械设备、技术水平等诸多因素，制定好优质的隧道施工方案，这样便于隧道施工的开展，也可以适用于不同级别的围岩，减少工序的转换。

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