浅谈公路隧道施工技术

浅谈公路隧道施工技术

高海鹏

山东华邦建设集团有限公司山东青州262500

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

1公路隧道施工技术的概述

在公路建设中，经常会遇到隧道洞口围岩施工建设，这里会出现隧道拱顶下沉较大，造成地表不同程度的开裂和下沉现象，还有拱脚局部开裂等状况。因此，结合隧道施工技术要点和相关施工地段的地质条件进行综合分析是十分必要的。比如，对于那些土层松软的含水量大的，地基承载力是很难达到标准的，然而，隧道的埋深通常较浅，靠自身形成拱度是比较困难的，若依靠周边的围岩，是不易控制的，所以要结合相关的隧道施工技术，采取一定的措施完成隧道拱度的形成。由此可见，隧道施工技术是建立在对施工地段地质条件的了解和掌握前提下的。

2公路隧道施工的特点

2.1施工作业具有连续性。这是因为公路隧道工程的施工作业面比较少，各个工序是息息相关、环环相扣的，所以要求施工作业具有较强的连续性，从而保证施工的质量。

2.2隧道结构受力具有不确定性。这主要是指隧道施工中的开挖方法、支护时间和支护结构的刚度对结构受力影响很大。

2.3设计与实际施工具有差异性。这是由在隧道的实际施工中，隧道内部的地质情况是不可预计的，因此在公路隧道施工中的设计是以工程类比为主，计算为辅的，也就是要按照具体的隧道内部情况将设计进行更改，即就是采取动态设计的形式。

2.4施工作业的空间狭小。施工空间不足，会直接导致各工序之间的干扰增大。

2.5施工环境恶。能见度差、空气差、噪音大，影响工人的工作情绪和技能发挥。

2.6具有很强的隐密性。整个施工中，大多数都是属于隐蔽性工程，隧道的外饰与安装工程除外。因此，工程的整体质量很难仅仅对表面观察来进行评价，工程隐患也是难以发现的。

2.7施工现场的安全难以控制。在公路隧道的施工中，隧道的长度越长，危险性也会越多，尤其是潜伏的危险，如突发的瓦斯爆炸、洞内涌水等，这些都会给施工人员以及隧道工程产生巨大的威胁。

2.8对于施工队伍的专业性比较高。这是由公路隧道施工的复杂性与困难度决定的。因为公路隧道工程一旦出现缺陷，它的返工困难，伴随的危险性不断增大，所以必须拥有一批经验丰富、专业技术熟练的专业队伍进行公路隧道的施工。公路隧道施工的特点主要包括施工作业具有的连续性、隧道结构受力的不确定性、设计与实际施工之间的差异性、施工作业的空间比较狭小、具有很强的隐密性、施工现场的安全十分难以控制、对施工队伍的专业性要求是比较高的。

3公路隧道施工准备和施工技术方案

3.1施工量测

开工前，按图纸提供的平曲线要素表及控制点成果表，计算路线点位坐标；根据给定的进出口控制点进行施工放线加密控制桩布设，对加密控制桩进行控制测量，以确保施工放线方便，准确。复测范围应在洞门外50米至仰坡顶（或进洞面）外50米。沿隧道测设线作纵断面测量并绘制纵断面图，每3米测一横断面，并绘制断面图，纵横断面上要准确标明隧道位置。施工放线在洞内根据施工进度进行支导线控制桩加密，每次加密一个支导线控制桩都要请监理测量检查，确认点位误差在规范允许范围内后，再进行洞内施工放线，在施工放线过程中要经常对放线部位进行核查，对洞内施工部位采用坐标法放线，做好测量记录，及时完善测量资料，按要求做好洞内沉降变形观测。

3.2施工方案

根据总体施工组织设计结合本项目的具体情况、工期要求、施工队伍、机械设备、施工中的现场监控量测等因素，正确选定施工方案，制订施工顺序，编制实施性施工组织设计。编制的施工组织设计，应包括施工方法、场地布置、进度计划、工程数量等主要措施内容。实施性施工组织设计应报监理工程师及相关部门，按照程序批准后实施。在实施过程中应根据客观条件、生产资源配置变化情况及时调整施工组织设计，并呈送监理工程师批准!实行动态管理。对于长大隧道、地质复杂的隧道，承包人应当组织专家编制、论证、审查专项施工方案，并附安全验算结果，经承包人技术负责人、监理工程师审查同意签字后实施，由专职安全生产管理人员进行现场监督。

3.3施工供风、供水、供电、排水

对于施工的防尘和通风，压风站应在洞口旁边选址修建，并宜靠近变电站，供风管路布置应尽量避免压力损失，保证工作面使用风压不小于0，5MPa，开挖面与送风口的距离应小于15m。对于施工的用水，确保施工和生活用水设施的提供、安装、保养及供水满足施工及生活需要，按施工需要的供水压力，合理选址修建高位水池。一切的水源都必须经过严格的水质检测工作，如果水源含有对水泥硬化有害的杂志的水石或是PH值小于4的以及氯化物和硫酸盐含量符合国家标准的水源都是不允许用于搅拌砼的。再次，对于施工的供电，在隧道的进口和出口处都安装一个变压器，利用附近的地方电网对工程的施工进行供电，另外施工单位还应准备一台备用的发电机组。最后，对于施工的排水，进口处的施工排水应采用在开挖地段挖集水坑的方式，，出口处的施工排水则应采取在自然坡处使用塑料管等物品将水排除处洞外的方式。

4隧道开挖分析

大洞隧道左线出口洞口VI类围岩施工中，隧道拱顶下沉大，地表出现不同程度的下沉及开裂现象，拱脚局部有开裂的现象。通过对左线施工情况及右线地质资料的分析，洞口段隧道位于堆积土中，隧道斜穿沟心，且土层松软、松散、含水，地基承载力低。同时隧道埋深浅，极难形成自拱度，靠围岩自身无法控制围岩变形，必须采取支撑措施，而基础承载力是主动支撑有效的前提和保证，超前探明地质情况，并进行基础处理就非常必要。

4.1风、水、电作业，通风、防尘和施工排水

（1）施工供风在隧道进、出口各设一座空气压缩机站，安装2台20m3/min和1台10m3/min的空气压缩机以保障隧道施工用风。

4.2施工用水进、出口分别在距隧道拱顶30m以上的山顶各修建一座100m3的高山水池，水源一是在隧道出口右侧山脚挖一集水池，收集山泉水抽上山顶水池，再用管道输水至出口供施工生活用水。一是从电站水渠中抽水至山顶蓄水池再用管道输水至进口，供施工、生活用水。所有水源都要经过水质检验，PH值小于4或者硫酸盐、氯化物含量超过有关规范的允许值以及含有对水泥凝结硬化有害的杂质的水石不得用于搅拌砼。

4.3施工供电在隧道进、出口各安装一台315kVA变压器，利用附近的地方电网供电，同时各准备一台功率为220kW的发电机组备用。动力设备采用三相380V，照明用电采用220V，为确保安全，所有线路都安装漏电保护开关。线路的架设及各种电器的安装必须符合《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94的有关要求。

4.4施工通风、防尘洞内如需爆破掘进，必须坚持湿式凿岩，爆破后洒水以降低粉尘浓度。施工通风采取压入式，用3台轴流风机送风，送风口距开挖面的距离不大于15m。

4.5施工排水主要是排除可能涌入隧道的地下水和施工废水。隧道从出口至进口为1.54%的上坡。出口施工为顺坡施工，施工排水采取自然坡利用塑料管将水引出洞外。进口施工为反坡施工，施工排水采取在开挖地段挖集水坑，用抽水机抽出洞外。

5隧道施工

（1）施工方法根据前期施工存在的问题，现采用台阶法和双侧壁导坑法相结合的施工方法，半断面开挖时，出碴采用无轨运输，挖掘机、正铲侧卸式装载机配合8吨自卸汽车运输出碴；小导坑开挖时，采用人工开挖，小拖拉机配合人工出碴，及时进行支护；仰拱加固紧跟并且及时施作衬砌混凝土。

（2）钢管桩施工钢管桩采用准89×4无缝钢管，前端加工成圆锥状，长度20cm；钢管桩管体下半部分须加工溢流孔，以利于注浆施工，孔口lm范围内不加工溢流孔，溢流孔直径8mm、间距25cm。按每次lm进度指标进行清除施工障碍物工作，并施工临时排水管等措施进行场地排水，杜绝施工场地受水浸泡现象发生；测量放线，标出钻孔位置；钻机钻孔（可直接夯进）、下管，注超细水泥（MC）单液浆，注浆压力为1.5~2.0MPa，注浆完成后，对桩间土进行轻型触探试验，锤击数大于35击，承载力不小于250kPa，达不到时，进行加密等处理。每处理完成5m，进行仰拱混凝土施工，其间用过车梁保证已施工段稳定。根据工地条件，导坑条形基础施工，钢筋在导坑内绑扎关模后，采用泵送C25混凝土进行施工，先施工水平条形基础后，安装拱脚，再施工竖直条形基础。

6初砌柔性防水和背面排水工程的设置

（1）防水层铺设前对初期支护的检查和处理防水层铺挂前，应先对初期支护喷射混凝土进行断面量测，对欠挖部位加以凿除，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。外露的锚杆头及钢筋网应齐根切除，并用水泥砂浆抹平，使混凝土表面平顺。在铺挂前，还应检查衬砌背后的排水设施，如盲沟、引水管和排水暗沟是否相互连接嵌入及接头是否连接密封牢固，盲沟、引水管和排水暗沟是否加设反滤层。严寒地区保温排水设施是否有防潮措施。修筑的深埋渗水沟，回填材料除应满足保温、透水性好的要求外，水沟四周是否有防泥砂渗入且回填密实的材料。

（2）防水层铺设好后检查和处理防水层铺挂结束，应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。用手托起防水板，看其是否能与喷射混凝土密贴；看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象；看焊接或粘结宽度是否符合要求，且有无漏焊、假焊、烤焦等现象；进行压水（气）试验，看其有无漏水（气）现象等，检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题，除应详细记录外，并立即进行修补或返工处理。

7结束语

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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