特长隧道施工探析

随着国家基础设施建设的不断深入，高速公路建设重心已由沿海发达地区向西 、北部 、平原地带向山岭重丘地带转移，这就意味着高速公路建设隧道密集程度加大，出现的特长隧道越来越多， 且地质条件越来越复杂， 可能出现的地质灾害越来越多。为此， 应熟练掌握特长隧道施工要点 ，对如何确保特长隧道施工安全， 防止涌水、 塌方、 岩爆等恶性群死群伤事故的发生， 又获得应有的经济效益， 值得深入思考。

一、洞口仰坡、边坡、截水沟及排水沟施工

在隧道施工前必须先做好洞口外的临时排水设施，洞口开挖时必须认真制定维护洞口稳定的具体措施，不得采用爆破开挖以免破坏洞口土体的稳定，确保进洞安全。

二、施工方法及步骤

1、施工方法

(1)凿除既有混凝土衬砌：用微型切割机割出10cm深的槽，控制好凿除混凝土的深度，间隔20cm，用风镐凿除。

(2)锚杆施工：由施工组长用红油漆按设计标定锚杆位置，锚杆采用YT-28钻机钻孔。步骤：钻孔、清孔、注浆、插入锚杆。

(3)安装钢筋网及喷浆：现场人工绑扎钢筋网，钢筋网绑扎后分4层喷浆，每层2.5cm，共喷10cm。若岩层松软时，可先喷一层浆，然后绑扎钢筋网，喷浆机采用sb-36湿喷机。

2、施工步骤：

2.1施工准备

根据断面大小现场加工制作了可移动简易工作台架车。台架长5 m(一个喷射作业循环长度)，方便前后移动台架，可节省拆卸台架占用的大量作业时间。

2.2锚杆施工

(1)施工方法：

钻锚扦孔：按设计要求标定出位置，孔距误差不大于±20cm。保持孔口岩面平整，钻孔与岩面垂直或径向设置。钻孔深度及直径与杆体相匹配，深度为2.10m。 (2)施工技术措施：

钻锚杆孔后尽快安设锚杆，然后复喷。锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体除锈。锚孔位置、孔深及布置形式符合设计要求。锚杆安装：杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，砂浆水灰比符合设计要求，锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度。锚杆孔内M20早强砂浆饱满密实，砂浆强度不低于30MPa，灌浆压力一般控制在0.4MPa。锚杆垫板与孔口混凝土密贴，随时检查锚杆头的变形情况。

锚杆孔的施工：a．孔位布置：孔位应根据设计要求和围岩情况布孔并标记，偏差不得大于20 cm；b．锚杆孔径：砂浆锚杆的锚杆孔不小于50 mm；c．钻孔方向：锚杆孔宜沿隧道周边径向钻孔，但钻孔不宜平行岩面；d．钻孔深度：砂浆锚杆孔深2.1 m，误差不大于±10cm。e．锚杆孔应保持直线；f．灌浆前清孔。

(4)锚杆安装：锚杆头就位孔口后，将堵塞孔口水泥纸掀开，随即迅速将杆体插入并安装到位。

2.3喷射混凝土

(1)施工方法：一般采用湿喷法

(2)喷射混凝土施工：

a．场地布置。搅拌机一般布置在洞外，通过运输车运人洞内，然后给料于喷射机，同时应设晴雨棚，以控制砂石的含水率。b．清理工作面。喷射混凝土前，应认真检查开挖断面尺寸，欠挖者应予以凿除，修整断面，清理浮石及拱脚的虚渣等。c．喷射混凝土作业。混合料的配制：混合时，各种材料应按配合比准确称量；采用强制式密封搅拌，时间不少于90 s。机具就位：机具安装在围岩稳定地段，保证输送线路通畅。

(3)施工工艺及具体操作方法：

a．根据设计要求准备各种原材料。b．对砌体结构表面清除装饰层，对受侵蚀砌体或疏松灰缝进行局部拆除，修复，将灰缝剔除5mm～10mm。c.按图纸施工先钻孔锚固钢筋。d.安装钢筋网片。钢筋绑扎严格按设计图纸进行。e．在安装好的钢筋网片中，每平米设置3个～4个厚度点。f．喷射混凝土前应支设边框模板，边框模板应设置牢固。g．安装喷射混凝土各种机械设备(空压机设备、混凝土喷射机)，喷射混凝土前应对空压机、喷射机进行试运转，经检验运转正常后，应对混凝土拌合料输送管道进行送风试验、对水管进行通水试验，不得出现漏风、漏水情况。h．根据施工现场情况，对非喷射区加防护设备，做好护、包、盖、封防护，对于喷射混凝土在门窗留洞处设置模板，以免下道工序剔凿混凝土。i．喷射作业前，用高压风或水清除墙面浮尘，再进行喷混凝土作业，作业时，空压机风量应不小于9m3/min，气压0.2 MPa～0.5 MPa，喷头水压不小于0．15 MPa，喷射间距控制在0.6 m―1 m，应和墙面尽量保持垂直，保证喷射强度，喷射厚度应为设计墙厚减20mm(20 mm为预留下道工序，人工抹灰找平厚度，平整度控制在±20 mm)。添加速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，初凝不应大于5 min，终凝不应大于10 min；应控制喷射混凝土作业的回弹率，墙面不宜大于20％。落地的回弹料宜及时收集并打碎，防止结块。

(4)质量检查：

a．检查的对象为：水泥、石子、砂子、水和外加剂。水泥必须有出厂合格证或进场试验报告，其品种、强度等级、包装或散装仓号、出厂日期等均应符合规定石子的最大粒径和级配，砂子的细度和级配都必须符合国家现行标准对普通混凝土粗、细骨料的规定和喷射混凝土的要求。喷射混凝土拌和应采用生活用水，不得使用污水、海水、酸碱度过高的水。喷射混凝土所用外加剂的质量应符合现行国家标准的要求，其品种和掺量必须根据对喷射混凝土性能、施工条件的要求和所采用原材料及配合比等因素确定。原材料准确称量，混合料均匀拌和均直接影响喷射混凝土的质量。b．喷射混凝土加固层厚度的检验方法及允许偏差。检查喷射混凝土厚度．施工时可用测针、预埋短钢筋，还可以支侧模板加以控制。喷射施工结束后8 h以内，可用电钻、风钻钻孔检查喷射混凝土的加固层厚度，若发现喷层厚度不够，应及时补喷。喷射混凝土加固层厚度的允许偏差值为+8mm或-5mm。c．喷射混凝土强度的检验。抗压强度是喷射混凝土的主要性能指标，质量检查时一般只要求做抗压强度试验。按GB 50204―2002混凝土结构工程施工质量验收规范中对混凝土强度检查的规定，并根据喷射混凝土的特点，取同材料、同配合比、同喷射工艺的混凝土作为一个验收批，并要求每一个工作班内，每50m3或小于50m3工程量制取一组强度检验试块，每组试块不得少于3块。用于检验喷射混凝土抗压强度的试块，应在喷射现场随机制取。每组喷射混凝土试块的抗压强度试压值不应离散性太大，否则容易发生误判。

三、洞体养护

衬砌混凝土的养护不得采用浇水法，宜采用喷雾法，以防围岩被水侵湿，降低土体的力学性能，施工时洞内应保持干燥。

四、注意事项

1、使用锚喷技术注意事项

特殊地质地段隧道，除大而积淋水地段、流沙地段外，均可采用锚喷支护施工。施工时应符合下列要求：(1)当开挖工作面自稳性很差，难以开挖成型时，在清除危石后，应尽快在开挖而上喷射厚度不小于5cm的混凝土护面，必要时，可在开挖轮廓线处和开挖面上打超前锚杆，其长度宜大于开挖进尺的3倍。(2)当锚杆支护完成后，仍不能提供足够的支护能力时，应及时设置钢架支护加强支护。

2、采用临时支护时注意事项

不宜采用锚喷支护的特殊地质地段，应用构件支撑作临时支护，并应符合下列要求：(1)支撑要有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。构件支撑基础应铺设垫板。当支撑出现变形、断裂时，应立即加固或部分撤换，以确保安全和工程质量。(2)围岩出现底部压力，产生底鼓现象或可能产生沉陷时，应加设底梁。(3)当围岩极为松软破碎时，必须先护后挖，暴露面应采用支撑封闭严密。(4)根据现场条件，可结合管棚或超前锚杆等支护，形成联合支撑。

3、不良和特殊地质地段

选择施工方法注意事项施工中应经常观察围岩和地下水的变异情况，量测支护，衬砌的受力情况，注意地形、地貌和地表的变化，防止突然事故的发生。

4、特殊地质地段施工注意事项

在监控、测量过程中，发现设计与实际情况不符合时，或地质变异时，施工单位应会同有关方面，如设计、监理、业主等共同研究，作出必要合理的修改。

参考文献：

[1] 宋富荣. 浅析SMW工法的施工技术[J]. 山西建筑, 2008,(15)

[2] 彭申凯. 畅通一环工程咬合桩施工工艺[J]. 安徽建筑, 2008,(05)

[3] 李进. 钻孔咬合桩在基坑围护中的施工及故障处理[J]. 山西建筑, 2009,(18)

[4] 李军峰. 特长公路隧道水泥混凝土路面施工质量控制[J]. 筑路机械与施工机械化, 2008,(11)