朱鴻德

【摘 要】公路隧道施工工程是一項大工程，它的開挖面積大，深度大，在工程施工中很容易發(fā)生坍塌的事故，因此工程的質(zhì)量對施工的順利完成起著決定性作用。本文分析了公路隧道易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，探討了公路隧道施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】公路隧道；施工技術(shù)；質(zhì)量問題

隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，公路作為當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)的重要命脈，在交通運輸方面所發(fā)揮的作用也越來越重要，而公路隧道是整個公路工程結(jié)構(gòu)的最為重要的組成部分。目前，我國公路隧道設(shè)計水平有了很大提高，一大批重大公路隧道工程相繼完成，特別是在非常規(guī)隧道、高寒地區(qū)公路隧道、黃土地區(qū)公路隧道等復(fù)雜水文地質(zhì)和工程地質(zhì)環(huán)境下的隧道修筑的設(shè)計、施工與營運管理等方面均取得了長足的發(fā)展。然而，在公路隧道工程建設(shè)中還是存在著一些問題，需要在今后的發(fā)展過程中逐步完善、提高。

1 工程概況

某雙向六車道高速公路隧道長400m，隧道內(nèi)輪廓為曲墻半圓拱。該隧道所處地段為第四系地層，含花崗巖殘積、礫質(zhì)亞巖土?；鶐r為燕山其中、粗?；◢弾r，呈肉紅色、灰白色，多為巨塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)。經(jīng)地質(zhì)勘探判斷，隧道穿山體地段不存在構(gòu)造斷裂，但是巖體中裂縫普遍發(fā)育。

根據(jù)地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道斷面尺寸、長度、襯砌類型和施工技術(shù)水平等因素綜合考慮隧道的開挖方法。隧道的開挖方法習(xí)慣上分為礦山法、掘進(jìn)機(jī)法、沉管法、頂進(jìn)法、明挖法和新奧法。其中新奧法是一種最大限度的發(fā)揮了圍巖的自承能力的施工方法，以盡可能保護(hù)隧道圍巖原有強(qiáng)度，容許圍巖變形但又不致出現(xiàn)強(qiáng)烈松弛破壞。

根據(jù)本工程的工程地質(zhì)條件和施工技術(shù)水平等因素最終選擇新奧法施工方法。新奧法基本上分為全斷面法、臺階法和分部開挖法。雙向六車道跨度比較大，采用分部開挖法中的雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖方法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法又稱為眼鏡工法，此方法適用于跨度大、對地表沉陷要求嚴(yán)格、圍巖的穩(wěn)定性差的隧道。雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖方法將斷面分為左、右側(cè)壁導(dǎo)坑、上部核心土和下臺階。

2 隧道施工前的準(zhǔn)備工作

在隧道施工前應(yīng)做好施工準(zhǔn)備工作和施工測量放樣工作，做好現(xiàn)場的調(diào)查研究、核對設(shè)計文件和編制隧道施工組織設(shè)計等工作。隧道施工測量放樣應(yīng)做好洞內(nèi)施工控制測量、隧道貫通誤差的定位及調(diào)整、輔助坑道測量及隧道工程竣工測量，隧道施工前應(yīng)做好以下幾點：

①對比較長的公路隧道應(yīng)設(shè)置精密三角網(wǎng)或精密導(dǎo)線網(wǎng)，要定期對基準(zhǔn)點和水準(zhǔn)點進(jìn)行校核。

②根據(jù)隧道平縱面、隧道長度等對隧道洞外水準(zhǔn)點、中線點定期進(jìn)行復(fù)核，洞內(nèi)控制點要根據(jù)施工的進(jìn)度進(jìn)行設(shè)定。

③隧道測量是工程施工的一個重要環(huán)節(jié)，包括洞外地表控制測量和洞內(nèi)控制測量，主要是保證隧道開挖按規(guī)定的精度要求貫通，使襯砌結(jié)構(gòu)符合相關(guān)設(shè)計要求。施工單位要特別重視控制點、基準(zhǔn)點、水準(zhǔn)點的交接和復(fù)核工作，這也是保證工程質(zhì)量的前提條件。

④測量用的平面控制點和水準(zhǔn)點要設(shè)置牢固。

3 隧道施工方法及注意事項

傳統(tǒng)的礦山隧道的施工方法由明挖法和暗挖法。明挖法先開挖地表土石層，然后再基坑中修筑襯砌再進(jìn)行回填，此方法主要適用于淺埋隧道；暗挖法施工全部都在地下進(jìn)行，本工程采用暗挖法。開挖時導(dǎo)坑的寬度不應(yīng)超過斷面最大跨度的1/3，左、右側(cè)壁導(dǎo)坑的間距應(yīng)根據(jù)開挖一側(cè)導(dǎo)坑引起的圍巖應(yīng)力不致波及另一側(cè)壁導(dǎo)坑的原則確定。

3.1采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖方法的施工順序

①先進(jìn)行左側(cè)導(dǎo)坑上部開挖，再進(jìn)行下部開挖，然后進(jìn)行導(dǎo)坑錨噴支護(hù)、鋼架支撐等，設(shè)置臨時壁墻支撐。

②進(jìn)行右側(cè)導(dǎo)坑開挖。

③上部核心土開挖，中央部拱頂錨噴支護(hù)、鋼架支撐。

④下臺階的開挖，然后灌筑仰拱混凝土，拆除臨時壁墻，灌筑全周襯砌。

3.2出渣與運輸

要加快隧道掘進(jìn)，重點要抓緊導(dǎo)坑開挖和洞內(nèi)運輸，洞內(nèi)運輸包括在開挖面上裝渣并運出洞外棄渣場。出渣工作占整個施工過程時間的50%左右，出渣作業(yè)包括裝渣、運渣和卸渣。

裝渣應(yīng)選用能在隧道開挖斷面內(nèi)發(fā)揮高效率的機(jī)械，其裝渣能力應(yīng)與每次開挖的土石方量及運輸容量相適應(yīng)，機(jī)械裝渣作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，不能損壞臨時支撐和支護(hù)設(shè)備。

隧道施工洞內(nèi)運輸分為軌式和無軌式兩種，需采用何種方法要根據(jù)隧道長度、開挖方法、機(jī)具設(shè)備和運量大小選擇。有軌運輸是通過鋪設(shè)的小型鋼軌軌道運出渣和運進(jìn)料，大多采用電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車，是一種適應(yīng)性較強(qiáng)、較經(jīng)濟(jì)的運輸方式。無軌運輸方式機(jī)動靈活，不需要鋪設(shè)軌道，比較適用于棄渣場離洞口較遠(yuǎn)和道路縱坡度較大的隧道，但采用內(nèi)燃驅(qū)動車輛時排出的大量廢棄污染洞內(nèi)空氣，本工程采用無軌運輸方式，要注意加強(qiáng)洞內(nèi)通風(fēng)。

3.3分部開挖時應(yīng)注意的事項

分部開挖減小了每個坑道的跨度，有利于圍巖的穩(wěn)定性，易于進(jìn)行局部支護(hù)，開挖時有利于提前探明地質(zhì)條件，便于及時處理和改進(jìn)施工手段。但在施工過程中還應(yīng)注意以下事項。

①因工作面多，作業(yè)面較小，導(dǎo)致相互干擾較大，要通過實行統(tǒng)一指揮、注意組織協(xié)調(diào)。盡量創(chuàng)造條件來減少分部次數(shù)，盡可能用大斷面開挖。

②因多次開挖對圍巖的擾動較大，不利于圍巖的穩(wěn)定性，要加強(qiáng)對爆破開挖的設(shè)計和控制。

③凡是在下部開挖時都要注意上部支護(hù)或襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，減少對周圍結(jié)構(gòu)的擾動。

④通過擴(kuò)大拱腳、打拱腳錨桿和加強(qiáng)縱向連接等方法認(rèn)真加固拱腳，使上部初期支護(hù)與圍巖形成完整體系，要根據(jù)圍巖狀況來決定落底長度，通常采用1-3m，盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯落底。下部邊墻開挖后必須立即進(jìn)行噴射混凝土，并按設(shè)計規(guī)定做好加固和支護(hù)。

⑤測量工作要及時以便觀察拱頂、拱腳和邊墻中部的位移值，當(dāng)所測速率值增大時要及時進(jìn)行仰拱封閉。

4 不良地質(zhì)地段隧道施工注意事項

所謂不良地質(zhì)地段是指滑坡、崩塌、偏壓地層、巖溶、松散地層、軟土地段等不利于隧道工程施工的地質(zhì)環(huán)境。采用新奧法施工的隧道，為掌握施工中圍巖和支護(hù)設(shè)施的力學(xué)性能要經(jīng)常進(jìn)行現(xiàn)場測量，分析數(shù)據(jù)早發(fā)現(xiàn)危險確保人員安全。我們要積極采取措施避免隧道發(fā)生塌方事故。

4.1塌方產(chǎn)生的主要原因

①當(dāng)開挖段處穿過斷層及其破碎帶使?jié)撛诘膽?yīng)力釋放，承壓快、圍巖失穩(wěn)而塌方。

②當(dāng)開挖段為結(jié)構(gòu)松散、顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差的各種堆積體時也容易發(fā)生塌方。

③由于構(gòu)造運動使薄層巖體形成小褶曲、錯動發(fā)育地段容易發(fā)生塌方。

④在地下水的作用下，巖層軟硬相間處，軟弱面的強(qiáng)度大大降低而發(fā)生塌方。若工程中發(fā)生塌方，我們要冷靜積極處理問題，一般處理塌方步驟和方法：

4.2塌方發(fā)生后，首先要采取措施防止塌方再次擴(kuò)大

①應(yīng)先清理或錨固塌方范圍頂部、側(cè)壁上的危石及大裂縫。

②加固塌方范圍內(nèi)原有的支護(hù)設(shè)施。

③通過架設(shè)支撐或噴射混凝土來阻止塌方的繼續(xù)擴(kuò)大，對塌方兩端要加快做好局部襯砌。

4.3處理塌方的措施

①若塌方體積較小且對塌方范圍采取了噴錨或架設(shè)牢固的構(gòu)件支撐，可先逐步清除塌渣，隨挖隨噴射混凝土，架設(shè)臨時構(gòu)件支撐支頂。

②若塌方體積較大或地表發(fā)生下沉，因塌體堵塞隧道使人員無法進(jìn)入進(jìn)行支護(hù)，可先注漿加固塌體，然后用“穿”的辦法在他體內(nèi)進(jìn)行開挖、襯砌。

5 小結(jié)

隨著社會經(jīng)濟(jì)和隧道施工技術(shù)水平的提高，為修建長大隧道和地下工程奠定了基礎(chǔ)。雖然現(xiàn)在由于地質(zhì)的復(fù)雜性有時會發(fā)生一些意外事故，但是今后新技術(shù)的采用會使隧道施工質(zhì)量得到很大提高。

參考文獻(xiàn)：

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