王嘉

(四川川交路橋有限責任公司，四川廣漢618300)

復雜條件下超長隧道快速施工技術探討

王嘉

(四川川交路橋有限責任公司，四川廣漢618300)

因地質條件以及環(huán)境的限制，在鐵路、公路建設的過程中，會出現10km以上的超長隧道，這是工程建設的需要，同時也是施工條件決定的。由于超長隧道施工風險較大，且施工難度較高，一定程度上影響了工程的進度，因此，對超長隧道進行快速施工研究，將成為工程建設的主要研究內容。論文將對隧道在復雜條件下快速施工進行研究，分析施工方案，從優(yōu)化施工的角度，確保施工的順利進行，為復雜地質條件下超長隧道快速施工提供有價值的參考。

復雜條件;超長隧道;快速施工技術;研究

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.045

我國在隧道施工方面已取得了一定的成績，施工方法也在不斷地創(chuàng)新，由部分開挖到全面開挖實現了大跨越。隨著新奧法的廣泛應用，支護和襯砌作業(yè)線的機械設備愈來愈完善。那么，如何在較短工期內快速且有效地完成施工任務呢？就需要對超長隧道的快速施工技術進行相關研究，以發(fā)揮其現實意義。

1 隧道快速施工組織情況

1.1 工程概述

某隧道位于榮將鎮(zhèn)膏澤村，需穿過綿延、低緩的山坡，地形起伏較大，山坡無植被覆蓋，全年降雨量較少，隧道的入口和出口都在低谷內，整條隧道穿越省道S205線。遂址所在區(qū)域的斷層相對較少，地下水較為貧瘠，地形穩(wěn)定，一定程度上降低了施工的危險性。該隧道為分離式隧道，兩洞間距最寬處為69.355m，位于隧道中部；洞口處為最窄44.774m。

1.2 隧道總體施工方案

隧道施工按新奧法組織實施，了滿足施工要求，制定了有效的機械配套施工方案，同時對前期施工的地質條件進行了系統(tǒng)的勘察，為施工預備案提供數據支撐。同時，對施工方法和施工技術的選擇，考慮到工期和人員配置的問題，采用進、出口雙向掘進的方式[1]。明洞采用明挖法施工；洞口軟弱圍巖淺埋地段采用大管棚進行超前支護，之后用臺階法開挖施作鋼架及初級支護，設置臨時仰拱，模筑混凝土及仰拱要求及早施作；洞身地段采用臺階法開挖施工。施工各階段要做好防護措施，不同地段對支護技術的選擇也會有所不同，另外，施工設備的輸送和配套使用，要在施工之前做好規(guī)劃，施工前進行的施工測量以及斷面開挖檢測可為施工前期準備工作的進行提供數據支撐。為了能夠在工期內保證質量地完成施工任務，在確定施工方法和施工總體方案之后，需要優(yōu)化施工順序，按照總體施工步驟進行施工，以確保施工的順利實施。

1.3 施工組織管理

在機械化設備和先進施工技術的支撐下，超長隧道快速施工的關鍵在于組織管理。在環(huán)境以及配套設施條件相同的情況下，快速施工的進度會存在著一定的差距，而技術和機械不是主要的影響因素，多是人為因素造成的，先進的施工技術和高效的施工設備只是進行快速施工的外在因素，而能夠有效地驅動，才是產生高效作業(yè)的關鍵，這與施工組織管理緊密相聯[2]。在保證施工質量的情況下，為了實現工程的快速掘進，加強各施工工序的銜接，做好平衡和交叉工作至關重要。另外，對施工人員以及施工材料等各方面的安排也是施工組織管理的重要內容，因此，施工部門要對施工管理給予高度的重視，以充分地發(fā)揮現實作用，為保證施工的順利進行創(chuàng)造條件。

2 超長隧道超前地質預報與地質探測

2.1 地質預報

因隧道施工地質條件復雜，致使勘測方法受到了一定的限制，給施工方案的設計造成了極大的困擾[3]。為了設計出正確的施工方案，地質工程師通常會在特定的時間內選擇遂址巖體進行鉆探測孔，通過分析相關數據，進行地質預測以及提出預報資料，從而實施切實可行的防護措施，為確保施工安全創(chuàng)造條件。

該隧道根據鉆探測孔以及相關資料的內容，提出幾種地質預報，如，地形變化，巖體內鼓，地段涌水，塌方、圍巖穩(wěn)定性等，這些預報對施工可能遇到的風險進行了評估，便于及時地采取解決措施，以降低施工風險的出現。

2.2 超前地質探測和預報方法

圖1 超前地質預報探測施工流程圖

3 復雜條件下X X隧道快速施工技術

3.1 隧洞口及明洞施工

在隧洞口開挖之前，為了防止地下水沖擊洞口和洞門，造成邊坡落石、塌方，需要在洞口及邊坡兩側建立排水通道，以確保施工安全。在完成洞頂及兩側邊坡排水系統(tǒng)的建設后，使用挖掘機從上到下，依次地對，分階段地施工作業(yè)，并及時地安排人員對挖好的邊坡進行修整，及時地進行錨噴防護，確保一次性施工到位，為后續(xù)施工奠定良好的基礎。洞口和明洞在邊坡修整到位后，要按照設計的要求進行加固和防護，如圖2。

該隧道采用φ108mm大管棚施工、φ42mm單層小導管超前支護施工措施，以保證施工口隧道段V級圍巖的穩(wěn)定性。在初期施工階段，以錨噴支護的方式，穩(wěn)定圍巖，隨著施工的向前推進，對錨噴支護地段進行二次襯砌，利用混凝土鋼筋結構，加強施工段的穩(wěn)定性。在邊坡、仰坡可采用鋼筋網、噴射混凝土或錨桿相結合的方式支架防護，同時可在洞頂開挖線5m外設置截水溝，用以排出洞內的積水，維持隧洞結構的穩(wěn)定。

圖2 隧道機械化施工作業(yè)程序圖

3.2 斜井施工

1）洞身開挖

斜井井身V、Ⅳ級圍巖地段采用自制鉆孔臺架結合YT-28鉆孔方法，使鉆孔方向與斜角保持一致。但要注意底板的鉆眼傾斜角度要比斜井傾斜角度大，超出3～5°。開挖斜井井身要做好井內通風，以壓入式的方式，保持洞內空氣流通，確保施工人員人身安全。通常在井口放置1臺軸流通風機將其運到工作面上，當施工逐漸從洞內邊緣向里拉近使，達到正洞的位置，此時需要安排兩臺軸流通風機在工作面上運轉。

在斜井井身開挖的過程中，可定期或不定期的各項施工指標進行檢測，分析施工的運行情況，以確保施工的順利進行。當開發(fā)的斜井井身深度符合襯砌條件時，用襯砌臺車，對開挖完成階段進行模筑混凝土澆灌。

2）圍巖地段施工

根據工程地質條件V、Ⅳ級圍巖進行臺階法施工，其中，V級圍巖用段臺階法，Ⅳ級圍巖用臺階法臨時仰拱施工。V級圍巖在施工之前，首先要進行超前小導管配合超前長管棚超前支護，之后根據爆破的斷面情況利用挖掘機扒碴，扒下來的碴統(tǒng)一運到廢棄場。Ⅳ級圍巖臺階法施工采用機械鑿巖的方式，或利用炸藥等爆破。同樣，無用的廢渣會統(tǒng)一收集處理。兩種級別的圍巖施工方法，都需要在施工之前做好防護支撐措施，以穩(wěn)固巖體結構，為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。

3）混凝土襯砌施工技術

為了確保施工安全，隧道施工斷面采用一次性襯砌的方式，并配專用的拱架，以防止在圍巖不穩(wěn)定的情況下能夠通過拱架采取先拱后墻施工方法。混凝土量測根據圍巖量測情況優(yōu)先用液壓全斷面襯砌臺車全斷面襯砌，如圖3。洞門及進、出口軟弱地質地段，采用定尺寸鋼拱架、鋼立柱、組合式鋼模板混凝土襯砌。

圖3 隧道液壓襯砌臺車圖

4 結語

據工程實際施工情況以及工期的要求，工程首先確定了施工的總體施工方案，并進行了可以科學的組織管理設計，以確保施工能夠有序地開展起來。隧道采用了雙向進出口同時作業(yè)的方式，在施工過程中,依據施工地質預報以及圍巖監(jiān)測得出的數據，制定了多種事故風險預備方案，有效地降低了施工風險的發(fā)生，通過合理地施工，加強組織管理力度，有效地保證了施工質量，在規(guī)定的工期內完成施工任務，為復雜地質條件下超長隧道快速施工提供了有價值的參考。

【1】茍明中.下穿運營鐵路超淺埋公路隧道設計及施工關鍵技術[J].隧道建設,2013,33(1):59-64.

【2】蔣海鵬.公路隧道軟弱圍巖的超長管棚施工技術探討[J].廣東科技, 2014,21(8):100-101.

【3】彭小兵.超淺埋濕陷性黃土隧道變形控制與地基加固施工技術[J].鐵路技術創(chuàng)新,2015，35(5):34-36.

Discussion on Rapid ConstructionTechnology of Super Long TunnelUnderComplex Conditions

WANG Jia
(SichuanChuanjiaoRoad&BridgeCo.Ltd.,Guanghan 618300,China)

Due to the geological conditionsand environmental constraints, in the railway, highwayconstruction process, therewill bemorethan 10 km long tunnel, which is the need for the construction of the project, but also the construction conditions of the decision. Due to thesuper long tunnel construction risk is larger, and high construction difficulty, extent, affected the progress of engineering.Therefore, for superlong tunnel were on the fast construction, will become themain contents of construction project. The in tunnel under complex conditions ofrapid construction research, analysis of construction scheme, to optimize the construction point of view, to ensure that the construction of thesmooth,forundercomplicatedgeologicalconditions,superlongtunnelconstructionprovidesvaluablereferencebasis.

complexcondition;longtunnel;rapidconstructiontechnology;research

U455

A

1007-9467（2016）09-0156-03

2016-03-29

王嘉（1980～），男，四川蒼溪人，工程師，從事土木工程施工管理研究，（電子信箱）52664972@qq.com。