【摘 要】在公路工程中，由于受空間限制，隧道工程一直都是施工中的一個重點和難點。本文針對某高速公路隧道的實際情況，詳細論述了該隧道的施工工藝和方法，以拋磚引玉，引起共鳴。

【關鍵詞】公路隧道；施工工藝；方法

1 工程概況

某高速公路隧道全長13.8km，通過剝蝕低中山區(qū)、河谷階地、河流峽谷區(qū)等地貌單元，大部分穿行山前緩坡，地形起伏大，多數(shù)山坡基巖裸露，山地覆蓋新黃土或風積沙，溝谷發(fā)育多呈\"V\"型或\"U\"型，下切較深，溝壁陡峭，河道彎曲，水流湍急。

沿線所處區(qū)域蒸發(fā)量遠大于降水量，為貧水地區(qū)，地下水量一般不大且埋藏較深，局部地段有泉水出露。按其賦存條件可分基巖裂隙水、第四系孔隙潛水。地下水主要靠大氣降水補給，局部受地表水補給。其排泄路徑主要為蒸發(fā)。地下水及地表水對普通混凝土不具侵蝕性。

2 該隧道施工工藝及方法

由于隧道為單線設計，洞身Ⅳ級圍巖采用臺階法開挖，Ⅴ級圍巖采用短臺階法開挖，Ⅲ級圍巖采用全斷面法施工。

洞內(nèi)因隧道斷面寬度較小，出碴自卸汽車、運料車和其他施工機械在洞內(nèi)的錯車較困難，在設計的避車洞位置擴挖一部分（尺寸滿足錯車需要），在施工期間兼作會車或倒車洞；施工中及時施作隧道仰拱和鋪填底板，既有利于隧道的穩(wěn)定，又能使洞內(nèi)的施工通道得到改善。

進洞采用大管棚及小導管注漿超前支護、開挖后采用格柵鋼架噴射混凝土進行強支護。

2.1 Ⅴ級圍巖短臺階法開挖

Ⅴ級圍巖采用臺階法施工，開挖前先采用Φ42超前注漿小導管進行超前支護，小導管每根長3.5m，環(huán)向間距0.3m、縱向間距2.0m。待圍巖穩(wěn)定后采用短臺階法開挖，臺階長度控制在3～5m。采用自制鑿巖臺架、YT-28風動鑿巖機鉆孔施工。

臺階法開挖施工時，上部開挖采用小型松動爆破，用挖掘機人工配合，開挖完成后，先初噴砼封閉開挖輪廓面，施作系統(tǒng)錨桿，架立上半斷面格柵鋼架，兩側拱腳增設鎖腳錨桿，錨噴混凝土支護；上半斷面采用挖掘機扒碴至下部用312隧道掘進出碴機裝碴，自卸汽車運輸出碴。下半斷面開挖后，格柵鋼架接長到底部，噴錨網(wǎng)聯(lián)合進行支護，底部仰拱緊跟，使支護及時封閉成環(huán)。仰拱開挖采用挖掘機開挖、人工清底；出碴采用312掘進出碴機裝碴，自卸汽車運至棄碴場。

Ⅴ級圍巖及加強段，拱部設置Φ42超前小導管預支護，小導管環(huán)向間距0.3m、縱向間距1.6m，長度3.5m；拱墻設1榀/0.8m的格柵鋼架，邊墻設Φ22砂漿系統(tǒng)錨桿、拱部設Φ25中空注漿系統(tǒng)錨桿。

2.2 Ⅳ級圍巖臺階法開挖

Ⅳ級圍巖采用臺階法施工，開挖前先采用ф25超前中空注漿錨桿進行超前支護，然后采用短臺階法開挖，臺階長度控制在3～5m。采用自制鑿巖臺架、YT-28風動鑿巖機鉆孔施工。

臺階法開挖施工時，上部開挖完成后，先初噴砼封閉開挖輪廓面，施作系統(tǒng)錨桿，掛網(wǎng)錨噴混凝土支護；上半斷面采用人工配合挖掘機扒碴至下部用312隧道掘進出碴機裝碴，自卸汽車運輸出碴。下半斷面開挖后，施作系統(tǒng)錨桿，并噴錨網(wǎng)聯(lián)合進行支護，仰拱緊跟，使支護及時封閉成環(huán)。出碴采用312隧道掘進出碴機裝碴，自卸汽車運至棄碴場。

2.3 Ⅱ、Ⅲ級圍巖全斷面法開挖

Ⅱ、Ⅲ級圍巖采用全斷面法開挖施工，采用自制鑿巖臺架、YT-28氣腿式風動鑿巖機濕式鉆孔施工。出碴采用312隧道掘進出碴機裝碴，自卸汽車運至棄碴場。

2.4二次襯砌

二次襯砌采用C30防水混凝土；正洞襯砌采用全斷面液壓鋼模襯砌臺車，采用自動計量攪拌站集中拌和混凝土，混凝土攪拌運輸車運輸，混凝土輸送泵泵送入模。

隧道噴射砼與模筑混凝土之間拱、墻部位設置復合防水板，板后設置縱環(huán)向盲管，環(huán)向盲管按5～10m一道設置。并在隧道量測泄水孔處設置貫穿全隧道的ф80縱向盲管，縱環(huán)向盲管的水由橫向泄水管引入兩側水溝。

防水板采用復合防水板，其厚度不小于1.2mm，且抗拉強度不小于12Mpa，土工布密度≥300g/m2；兩幅防水板的搭接寬度不小于150mm，接縫宜采用熱楔法焊接，為雙焊縫，焊縫寬不小于20mm，焊縫強度不小于本身強度的70%。

采用綜合超前探測，遠距離采用TSP-202/203地質探測儀，近距離超前探測采用地質雷達和紅外超前探水等物探手段。

3 風、水、電等系統(tǒng)配置

3.1 高壓供風系統(tǒng)

在隧道洞口適當位置修建一座空壓機房，空壓機房安裝5臺20m3/min電動空壓機供風，高壓風管采用Φ200的無縫鋼管，管道連接用法蘭盤和螺栓連接；高壓風管在洞內(nèi)置于通風管一側的邊墻腳。

3.2 高壓供水系統(tǒng)

在隧道洞口附近的低洼處修建Φ2.0m保溫大口井1眼，井泵房采用半地下保溫式結構，采用無塔變頻恒壓供水系統(tǒng)向洞內(nèi)供給施工用水，給水管路采取地埋進行保暖，水管深埋在當?shù)貎鼋Y線以下0.2m。水管在與地埋交界處和洞內(nèi)200m范圍內(nèi)的管道采用巖棉保溫管包裹電熱絲進行水管保暖，確保供水設備不受季節(jié)影響正常供水。

3.3 供電系統(tǒng)

隧道用電利用既有線10KV貫通線，與供電部門聯(lián)系接出。在隧道洞口附近安裝一臺500KV變壓器；設置配電房，向洞內(nèi)架設三相五線供電線路供施工用電。主要為312型隧道掘進出碴機及洞內(nèi)各種用電設施提供電力供應；同時各洞口配置1臺250KW內(nèi)燃發(fā)電機組，以供突然停電或電力供應不足時洞內(nèi)通風、抽水、照明及混凝土澆筑等應急使用。輔助設施及生活用電從變壓器接出專用線路供電。

3.4 洞內(nèi)通風系統(tǒng)

3.4.1 通風方式

采用壓入式送風為主、壓出廢氣為輔的循環(huán)通風方法，將新鮮空氣壓入洞內(nèi)，再利用壓出通風機將洞內(nèi)廢氣壓出洞外，以加快掌子面空氣循環(huán)。輔以水幕降塵，柴油添加劑來控制或減少洞內(nèi)粉塵和廢氣。

3.4.2 通風設備的選擇和布置

（1）設備選擇

根據(jù)類似隧道施工經(jīng)驗及通風量計算，確定隧道施工采用天津通風機廠生產(chǎn)的SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風機軸流式通風機，風量為12000m3/min，全壓4800Pa，功率為2×110KW。

風筒：選用洛陽機械廠生產(chǎn)的WSFG型雙抗柔性軟管，直徑為1200mm。

通過風量及掌子面進行演算，完全能夠滿足施工通風的需要。

（2）風管與風機的布置

風管的選用主要從風管出口處的風速和風量、風管的耐用性、風管裝拆的難易程度等方面考慮。在通風機性能確定的前提下，風管出口處的風速和風量主要和風壓損失、管道摩阻損失、漏風損失等因素有關，將這些損失降低到最小程度，保證工作面的風量。

①從降低風壓損失考慮

根據(jù)已有的經(jīng)驗，管道通風的壓力損失與風管直徑的五次方成反比，即：實現(xiàn)大風量通風的最有效的技術措施是采用大直徑風管，這不僅可以減少通風機、延長送風距離，還可以成倍地降低通風能耗，在實際施工中，已有SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風機單機配大直徑柔性風管實現(xiàn)較長距離隧道施工通風的成功經(jīng)驗，據(jù)此，確定SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風機配直徑1.2m的軟質風管。

②從降低管道摩阻損失考慮

引起管道摩阻損失的主要因素是管壁的光滑程度、管道接頭、管道的順直情況。為減少管道的摩阻損失因素，此工程選用軟質風管，這種風管具有風阻小、裝拆方便、耐用、易修補、防水阻燃、耐腐蝕、抗靜電等諸多優(yōu)點。安裝時以50m為一節(jié)，減少接頭以降低風阻，便于裝拆。隧洞通風管設置在洞頂，安裝時要求整條管路穩(wěn)、平、直、無扭曲、無褶皺，盡量減少風阻。為增加強度，接出風口的前50m長度采用帶箍混紡膠布風管。

③從降低管道漏風損失考慮

造成風管漏風損失的主要原因有：管道接頭漏風、管道縫紉針眼漏風、管道破損漏風，為減少管道接頭漏風損失，除增大管道節(jié)長以減少接頭外，還可采用新型剛性接頭，增強接頭的密封性。在接長風管時，采用對折縫紉法和在縫紉縫上涂刷膠粘劑的方法，減少縫紉針眼的漏風。對施工中出現(xiàn)的管道損壞，主要是靠加強現(xiàn)場管理，及時發(fā)現(xiàn)及時修補，避免造成漏風損失。

④通風機的現(xiàn)場布置

通過對上述因素的綜合考慮，從而確定：在隧道施工采用SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風機進行壓入式通風；同時隧道掘進超過0.5km后在掌子面設一臺軸流風機、將爆破后的廢棄排出洞外，與壓入新鮮空氣風機形成混合式循環(huán)通風。

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