杜磊

摘要：高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對(duì)交通運(yùn)輸能力的要求越來越高，尤其是高速公路，在數(shù)量、質(zhì)量、載荷量等方面都必須全面提升，才能滿足日新月異的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求。高速公路修建過程中，一般都會(huì)遇到山體阻擋的情況，大部分施工單位會(huì)對(duì)山體的自然情況進(jìn)行探測(cè)分析，如果條件允許，即選擇修建隧道的方式。隧道施工技術(shù)應(yīng)該根據(jù)具體的山體情況，因地制宜地采取適宜的修建措施，這是高速公路隧道施工中必須遵循的基本原則。在已經(jīng)完成與在建項(xiàng)目的過程中，隧道施工暴露出許多問題，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)隧道施工工藝技術(shù)仍有很多不足，我們應(yīng)該深入研究，提升技藝，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道；施工技術(shù)；要點(diǎn)

1高速公路隧道施工的特點(diǎn)

1.1不可預(yù)料性

高速公路隧道施工具有很難的預(yù)料性，這是它最明顯的特點(diǎn)之一。也是施工中最大困難。相對(duì)于其他工程施工技術(shù)來說，高速公路隧道施工對(duì)技術(shù)要求比較高，重點(diǎn)體現(xiàn)在工程單位很難對(duì)施工對(duì)象的全部地質(zhì)條件進(jìn)行很好地掌控。即使在現(xiàn)代較為發(fā)達(dá)的勘探技術(shù)條件下也沒有辦法完全保證對(duì)所挖隧道的地質(zhì)條件全面而又準(zhǔn)確的把握。對(duì)一些隨時(shí)會(huì)發(fā)生的突發(fā)事故，也不能很好預(yù)料。比如圍巖的變化、泥石流以及地下水平等方面引發(fā)的事故。

1.2具有很強(qiáng)的時(shí)效性

高速公路隧道施工的時(shí)效性，重點(diǎn)體現(xiàn)在隧道施工通常會(huì)遇到一些非常復(fù)雜的情況，特別是水文地質(zhì)條件變化，比如在隧道施工過程中，就會(huì)經(jīng)常遇上圍巖的變化。因此，在高速公路隧道工程完成后，務(wù)必在最短時(shí)間做出相關(guān)的處理措施，這樣才能使得高速公路隧道施工的有效性得到一步一步增強(qiáng)。

1.3施工環(huán)境變化惡劣

在目前技術(shù)條件下，施工環(huán)境下的地質(zhì)變化不能及時(shí)掌控，就會(huì)在施工過程中存在著很大安全隱患，最容易發(fā)生塌方事故，另一方面由于在施工過程中還有很多交叉作業(yè)，作業(yè)空間過分窄小，工序步驟較多，因此增加了很多施工難度。再加上操作空間大部分處于封閉、半封閉狀態(tài)，很容易引起環(huán)境污染。即使良好的通風(fēng)措施，也不能很好地改善此種狀況，因此，導(dǎo)致施工環(huán)境會(huì)變得更加惡劣。

2高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點(diǎn)

2.1明洞開挖與邊仰坡相關(guān)技術(shù)

在高速公路隧道施工實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)之前，第一步要做的就是測(cè)量放線，測(cè)量放線屬于基礎(chǔ)性工作，相關(guān)工作人員在進(jìn)行放線時(shí)，不但要對(duì)明洞邊坡與仰坡的頂線測(cè)量準(zhǔn)確，而且還要把放線準(zhǔn)確度掌握好。為什么要把放線準(zhǔn)確度掌握好呢，其原因是坡頂還需建成一個(gè)截水溝。在施工過程中，盡量把邊仰坡暴露在陽(yáng)光下的時(shí)間縮短，這就需要施工管理人員安排相關(guān)技術(shù)人員在適當(dāng)時(shí)間做好此項(xiàng)工作。假如發(fā)生了緊急的情況，防護(hù)力量就需要進(jìn)一步擴(kuò)大，這就需要加強(qiáng)支護(hù)力量。

而在施工中的支護(hù)重點(diǎn)憑借對(duì)錨桿之間距離進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)混凝土厚度與加密鋼筋網(wǎng)。在隧道挖掘過程中其主要使用機(jī)械設(shè)備就是挖掘機(jī)，還需要采用人力來進(jìn)行配合刷坡，通常還要使用風(fēng)鉆來打孔，此外，還會(huì)使用到少量的炸藥，在隧道開挖過程中進(jìn)行爆炸等方面工作。最后施工隊(duì)還要選擇比較合理的角度來對(duì)邊仰坡的沉降量和位移測(cè)點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)。只有這樣才能構(gòu)建一個(gè)比較穩(wěn)定的觀測(cè)點(diǎn)。

2.2錨桿施工技術(shù)

2.2.1施工準(zhǔn)備

在施工之前，應(yīng)該加強(qiáng)施工圖紙的分析，注漿配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)該嚴(yán)格以設(shè)計(jì)圖和施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)狀況為依據(jù)。對(duì)于施工材料進(jìn)行質(zhì)量抽樣檢測(cè)，保障錨桿的規(guī)格、材質(zhì)、類型等滿足高速公路隧道施工要求。各種施工機(jī)械設(shè)備應(yīng)該準(zhǔn)備齊全，合理安排管理人員與操作人員的工作內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)人力資源的優(yōu)化配置。

2.2.2施工流程

中空錨桿施工主要包括了測(cè)量布控、清孔、錨桿安裝、注漿等工序，在施工過程中應(yīng)該嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行，避免出現(xiàn)違規(guī)操作行為。在進(jìn)行鉆孔時(shí)可以采用MQTB-80/2.0氣動(dòng)支腿式幫錨桿鉆機(jī)，孔位的布設(shè)應(yīng)該嚴(yán)格依照施工圖紙的要求。還應(yīng)該由專業(yè)技術(shù)人員將錨桿位置標(biāo)出，通過先用短鉆桿后用長(zhǎng)鉆桿的方式，能夠有效避免孔位出現(xiàn)較大偏差。在鉆孔過程中應(yīng)該采用人工鉆孔和錨桿鉆機(jī)相互配合的方式，保障鉆孔效率的同時(shí)，也能夠有效控制鉆孔質(zhì)量。孔眼方向與巖面保持垂直，嚴(yán)格控制鉆孔的直徑，通常情況下應(yīng)該比錨桿直徑大10mm左右。保障腳手平臺(tái)、材料、機(jī)具和場(chǎng)地等條件準(zhǔn)備妥當(dāng)后，開始錨桿的安裝工作。嚴(yán)格控制注漿材料的規(guī)格與質(zhì)量，一般選用強(qiáng)度等級(jí)為M20的水泥砂漿，并且控制砂子的直徑在3mm以下。確保鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度，并且進(jìn)行清孔，避免雜質(zhì)對(duì)注漿質(zhì)量產(chǎn)生的影響。在注漿時(shí)，在孔口打入止?jié){塞，并且控制打入深度在30cm左右。對(duì)錨桿、注漿管和注漿泵進(jìn)行緊固連接，孔口有漿液溢出時(shí)注漿完成，對(duì)錨桿接頭和注漿管進(jìn)行拆卸。為了有效確保中空注漿錨桿注漿工程量的準(zhǔn)確性，應(yīng)該應(yīng)用如下公式進(jìn)行計(jì)算：Q=3.14r2×hηβ。其中，漿液在裂隙的有效填充系數(shù)用β表示，巖石裂隙率用η表示，壓漿有效長(zhǎng)度用h表示，漿液擴(kuò)散半徑用r表示。

2.2.3施工工藝控制要點(diǎn)

在進(jìn)行打孔前應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量，保障孔位的準(zhǔn)確性，確保打孔偏差在±50mm以內(nèi)；在巖面上固定錨桿機(jī)的鉆桿，保障孔軸方向符合設(shè)計(jì)要求；嚴(yán)格控制錨桿的間距、孔深和數(shù)量，保障其符合隧道工程施工規(guī)范，其中孔深誤差應(yīng)該在±50mm以內(nèi)，插入孔內(nèi)的錨桿長(zhǎng)度應(yīng)該在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%以上；在28d后錨桿的最小拔力應(yīng)該在設(shè)計(jì)值的0.9倍以上，平均拔力應(yīng)該在設(shè)計(jì)值以上；確保注漿強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)值且灌漿具有密實(shí)飽滿的特點(diǎn)。

2.3光面爆破施工

高速公路的隧道挖掘必須盡量避免對(duì)圍巖造成影響，防止破壞其自身的承重性，鉆爆施工需要確保開挖的斷面輪廓清晰、整齊，防止過度開挖，減少爆破帶來的振動(dòng)。使用光面爆破施工技術(shù)進(jìn)行隧道爆破，能夠依照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際圍巖狀況，來及時(shí)調(diào)整爆破的參數(shù)，從而使得爆破的效果達(dá)到最佳，確保斷面的輪廓順暢、圓滑，同時(shí)能夠減少對(duì)圍巖帶來的振動(dòng)。光面爆破的參數(shù)確定：方案使用工程類比法，依照國(guó)內(nèi)類似的地質(zhì)條件隧道光面爆破作業(yè)的資料，以及公路隧道施工規(guī)范展開設(shè)計(jì)。在施工過程中，依照實(shí)際狀況對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，爆破參數(shù)如表1所示。

高速公路隧道內(nèi)部的爆破使用非電毫秒雷管，分為多個(gè)階段進(jìn)行爆破。爆破的順序?yàn)椋合忍筒郏髷U(kuò)槽，由低段至高段依次起爆，周邊眼留到最后爆破。爆破振動(dòng)的頻度與同段爆破使用的炸藥量存在緊密聯(lián)系，使用非電微差起爆技術(shù)，能夠把控單段雷管的起爆藥量，還能夠合理掌控每段雷管之間的爆破時(shí)間，避免起爆帶來的振動(dòng)波互相疊加，減少爆破對(duì)附近地質(zhì)帶來的影響和連續(xù)不良效應(yīng)。在施工內(nèi)使用孔外同段，孔內(nèi)微差的網(wǎng)絡(luò)爆破。

2.4混凝土噴射施工技術(shù)

2.4.1噴射混凝土的特點(diǎn)

在高速公路隧道工程中應(yīng)用噴射混凝土，能夠有效保障其強(qiáng)度和粘結(jié)力，而且具有很強(qiáng)的防滲性能。對(duì)于巖塊間的凹穴和裂隙，噴射混凝土能夠起到有效填充作用，使圍巖整體性增強(qiáng)，避免出現(xiàn)松動(dòng)和風(fēng)化狀況。噴射混凝土的應(yīng)用，還能夠提升施工的效率，使得輸送、澆筑和搗固等工序的緊湊性增強(qiáng)，施工成本也得到了有效控制，是提升施工單位經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。與模筑混凝土相比，噴射混凝土能夠有效提升抗彎曲疲勞強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和早期強(qiáng)度。

2.4.2施工工藝種類

混凝土噴射施工工藝主要分為干法噴射和濕法噴射。在干法噴射施工中，水泥、骨料和速凝劑的干拌應(yīng)該通過性能可靠的攪拌機(jī)進(jìn)行，為了保障軟管內(nèi)干混合料能夠呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)，需要使用壓縮空氣對(duì)其進(jìn)行處理，使其壓送到噴槍與高壓水混合后實(shí)現(xiàn)在巖面中的高速噴射。雖然干法噴射的機(jī)械結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，在故障處理和清洗中都較為方便，但是粉塵問題會(huì)造成環(huán)境污染，而且水灰比控制存在一定難度。濕法噴射的方式需要均勻攪拌水泥、骨料和水，并且嚴(yán)格控制原料的設(shè)計(jì)比，將混凝土混合料壓送至噴頭的過程中需要應(yīng)用濕式噴射機(jī)。在巖面上噴射之前，應(yīng)該將速凝劑添加在噴頭中，使其與混凝土有效融合。濕法噴射不會(huì)產(chǎn)生粉塵對(duì)環(huán)境造成破壞，而且能夠有效控制混凝土的質(zhì)量，但是對(duì)于設(shè)備要求較高，必須由專業(yè)人員負(fù)責(zé)設(shè)備的使用與維護(hù)。

2.4.3施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

首先，應(yīng)該對(duì)噴射混凝土的原材料質(zhì)量進(jìn)行控制，包括了水泥、粗骨料、細(xì)骨料、水和外加劑等等。普通硅酸鹽水泥是一種比較常用的水泥類型，水泥標(biāo)號(hào)應(yīng)該控制在42.5級(jí)以上，抽樣檢測(cè)水泥的安定性、強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間等[4]。選用堅(jiān)固且耐久性較好的卵石或者碎石充當(dāng)粗骨料，能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提升，降低噴射過程中的回彈量。控制粗骨料的粒徑在15mm以下，避免在噴射過程中出現(xiàn)堵塞問題?？刂萍?xì)骨料的細(xì)度模數(shù)在2.5以上，控制含水量在5-7%之間。其次，應(yīng)該對(duì)噴射混凝土的配合比進(jìn)行有效控制?？刂聘闪现兴嗪蜕笆亓吭?：4-1：4.5之間，干料中水泥用量為375-400kg/m3，45-55%為含砂率的合理范圍?？刂茋娮祜L(fēng)壓在0.1-0.15MPa之間，避免出料口堵塞對(duì)噴嘴風(fēng)壓造成的影響，及時(shí)處理輸料管的堵塞問題。采取分段噴射、分塊噴射和分部噴射的方法，能夠有效實(shí)現(xiàn)粉塵的控制和回彈量的降低。在噴射過程中按照先下后上和先墻后拱的順序，防止產(chǎn)生脫落問題。

2.5初期支護(hù)

1）隧道初期支護(hù)作業(yè)時(shí)的檢查與記錄十分重要，需要按照?qǐng)D紙和合同進(jìn)行。此外，監(jiān)理人員還要做好旁站，進(jìn)行監(jiān)理記錄。

2）鋼支撐基角的設(shè)置應(yīng)牢固。當(dāng)拱腳實(shí)際標(biāo)高不足時(shí)，要用符合要求的鋼板進(jìn)行調(diào)整，也可澆筑強(qiáng)度等級(jí)不小于C20的混凝土。鋼支撐的位置必須準(zhǔn)確，對(duì)垂直向布置的支承，應(yīng)將其傾斜度控制在±2°/榀以內(nèi)，當(dāng)橫向安裝時(shí)，最大偏差不能超出50mm，而進(jìn)行豎向安裝時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制，以50mm的間距為宜，同時(shí)保證榀數(shù)足夠[1]。

3）錨桿的徑向間距、環(huán)向間距、長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)注漿量等都要進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保與設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)。

4）在噴射混凝土?xí)r，應(yīng)先對(duì)基巖表面進(jìn)行清理，除去松動(dòng)與破損的部分，同時(shí)使基巖表面有適當(dāng)?shù)臐穸?。噴射時(shí)應(yīng)采用濕噴法，及時(shí)清理回彈物。

2.6二次襯砌

1）當(dāng)初期支護(hù)發(fā)生的變形達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，立即進(jìn)行防水施工，敷設(shè)管路，確認(rèn)排水合格后開始二次襯砌施工。

2）如果圍巖的自穩(wěn)性較差，則可能很長(zhǎng)時(shí)間無法達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。若檢查發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)產(chǎn)生開裂，而又難以對(duì)支護(hù)能力進(jìn)行加強(qiáng)，應(yīng)立刻向監(jiān)理方報(bào)告，在得到監(jiān)理的批準(zhǔn)后，提前進(jìn)行二次襯砌施工。

3）先施做仰拱，以免二次襯砌發(fā)生下沉，導(dǎo)致破壞。

4）襯砌宜借助模板，到達(dá)指定位置后進(jìn)行量測(cè)，同時(shí)檢查強(qiáng)度與穩(wěn)定性，以免襯砌混凝土發(fā)生變形。

5）襯砌混凝土應(yīng)通過拌和樓進(jìn)行生產(chǎn)，確保襯砌施工質(zhì)量，襯砌施工以泵送為宜，同時(shí)嚴(yán)格按照以下要求進(jìn)行：（1）混凝土輸送泵必須連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）混凝土輸送管道始終保持平直，轉(zhuǎn)彎處宜緩，并確保接頭處的嚴(yán)密性；（3）進(jìn)行泵送以前對(duì)管道進(jìn)行徹底潤(rùn)滑，以免造成管路堵塞。

6）施工人員必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行二襯作業(yè)，嚴(yán)格控制其厚度與上下兩側(cè)網(wǎng)格的實(shí)際間距。

7）二次襯砌一般不允許留接縫，無論是水平接縫，還是傾斜接縫，在沒有特殊要求的情況下，均不得留設(shè)。如果澆筑過程由于意外而中斷，則需在恢復(fù)澆筑以前，根據(jù)預(yù)案處理施工接縫。

2.7施工監(jiān)督與管理

要想使隧道施工順利有效的推進(jìn)，必須要以相關(guān)的監(jiān)督管理作為輔助和支撐。由于自身所具有的特殊性，導(dǎo)致隧道施工中常常會(huì)使用易燃易爆危險(xiǎn)品，這些使用材料是無法避免的，這就需要重視對(duì)于這些材料的看管工作。首先必須安排專人進(jìn)行看管，還要對(duì)施工中每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行控制，并做好檢查工作，這樣會(huì)在很大程度上減少安全隱患的出現(xiàn)幾率。同時(shí)，還要積極運(yùn)用先進(jìn)的監(jiān)督管理手段作為輔助，如計(jì)算機(jī)技術(shù)，以便保證監(jiān)督的有效性。還要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是在施工的過程中必須要遵循的原則就是安全第一，質(zhì)量先行，始終要把安全和質(zhì)量放在首要位置。還要加強(qiáng)施工人員處理突發(fā)事件的能力，因?yàn)樵谑┕ぶ泻芸赡軙?huì)遇到突發(fā)事件，突發(fā)事件得到有效控制，也是保證施工安全性的有效途徑。

3結(jié)論

高速公路隧道施工是一項(xiàng)具備綜合性、復(fù)雜性、技術(shù)性的多方位系統(tǒng)工程，是高速公路建設(shè)的重要組成部分。改革開放以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)交通的要求也越來越高。如何保證高速公路隧道施工質(zhì)量，提高隧道施工效率，毫無疑問就要對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行不斷完善，做出技術(shù)創(chuàng)新，這就要求施工技術(shù)的提升，對(duì)邊仰坡開挖施工和明洞工程、支護(hù)技術(shù)、混凝土噴射技術(shù)不斷推陳出新，始終走在時(shí)代前沿。技術(shù)提升的同時(shí)也要注意施工中的控制要點(diǎn)，施工中隨時(shí)做好監(jiān)督，做好質(zhì)量控制。高速公路建設(shè)不僅可以帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)物資運(yùn)輸、人口遷移也有重要幫助，研究高速公路隧道施工技術(shù)對(duì)促進(jìn)高速公路建設(shè)發(fā)展，建立健全交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳越.高速公路隧道施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].黑龍江交通科技，2018（1）：134+136.

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（作者單位：中鐵四局第七工程分公司）