張 佳

（山西工程科技職業(yè)大學(xué),山西 晉中 030619）

1 公路隧道項目工程整體施工方案分析

某隧道項目工程施工單位有效結(jié)合施工區(qū)域的自然地形條件、工期要求、施工工藝使用標(biāo)準(zhǔn)等方面因素進行綜合考慮和分析。本次項目工程隧道施工采用的是雙洞雙向開挖施工方式，雙坑隧道施工采用的是雙洞單向開挖方法，隧道工程內(nèi)部施工順序為基礎(chǔ)開挖、隧道通風(fēng)、渣土運輸、隧道初期支護、隧道仰拱支護、填充結(jié)構(gòu)施工、隧道基礎(chǔ)防排水施工、拱墻襯砌施工等。另外，在隧道工程項目施工過程中，需要全面加強周圍圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性監(jiān)控，做好隧道工程地質(zhì)超前預(yù)報，記錄和反饋施工過程中的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)信息，采取動態(tài)化設(shè)計工作模式實施動態(tài)施工，有效保證隧道工程項目施工安全穩(wěn)定進行。

在隧道工程二次襯砌澆筑施工中，施工單位使用的是定型鋼模臺車設(shè)備，混凝土材料在隧道洞以外集中拌和處理，并采取泵送入模的施工方法。在本標(biāo)段項目工程建設(shè)過程中，采用的是新奧法隧道工程施工方式，預(yù)留核心土開挖V級圍巖地段施工（見圖1）。在隧道開挖施工過程中，圍巖結(jié)構(gòu)的支護施工采取了錨噴加錨桿聯(lián)合支護方法，有效保證隧道工程項目整體施工的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)危險結(jié)構(gòu)破碎和坍塌等安全隱患。

圖1 V級圍巖開挖結(jié)構(gòu)

2 隧道工程開挖施工工藝

在本次隧道洞口位置開挖施工過程中，施工單位對隧道工程項目施工原則進行確認(rèn)，有效遵循管超前、短進尺、弱爆破、強支護、勤測量等開挖施工原則，有效保證了隧道洞口開挖施工效率和穩(wěn)定性。

2.1 淺埋段洞口位置開挖施工

在本次隧道工程項目施工過程中，V級圍巖開挖施工方法嚴(yán)格按照預(yù)留核心土的開挖施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在開挖施工作業(yè)中以機械開挖施工為主，配合人工開挖，上部的弧形導(dǎo)坑應(yīng)用的是風(fēng)鎬開挖施工技術(shù)。

2.2 開挖工作方式

在本次隧道工程項目洞口段V級圍巖開挖施工中，施工單位采取預(yù)留核心土環(huán)形洞口開挖方法。在上臺階開挖過程中，對開挖施工量和開挖深度進行有效控制，下臺階開挖施工中，每循環(huán)的開挖進尺量不能小于2榀。在隧道工程項目施工過程中，洞身部分的V級圍巖結(jié)構(gòu)開挖施工應(yīng)用預(yù)留核心土開挖施工技術(shù)，上臺階部分到開挖長度范圍在4～7m之間預(yù)留核心，土長度為2～4m，下臺階開挖長度為15～30m，上臺階的開挖總高度為5.5m，開挖寬度為12.5m。隧道頂部位置預(yù)留核心土的總長度為2～4m，核心土的預(yù)留高度為4.5m，寬度大小為8m，核心土的總面積需要超過隧道上臺階總開挖面積的一半以上。隧道洞身為V級圍巖結(jié)構(gòu)，是需要通過人工配合機械設(shè)備進行開挖施工，在開挖工作中以機械開挖方式為主，同時，通過人工操作一些小型的機械設(shè)備，對機械開挖出現(xiàn)的一些遺漏部分進行補充，避免設(shè)備開挖過程出現(xiàn)超挖情況。如果在開挖施工中遇到一些比較堅硬的巖石或是一些大塊地弧時，需要使用控制爆破或是弱爆破輔助開挖，有效保證整個開挖工作的穩(wěn)定性和開挖效率。

2.3 開挖施工技術(shù)要點分析

在掘進開挖施工過程中，將開挖工作分為上、中、下以及基礎(chǔ)面幾個重要的環(huán)節(jié)，核心土的面積需要達到整個施工斷面面積的50%以上。隧道上段面開挖施工長度要超過中部開挖長度3～5m，同時，中部位置開挖施工長度要超過底部位置3～5m，底面位置要保證超前底部10m左右。為了方便機械設(shè)備的正常作業(yè)，需要將上部開挖施工高度控制在4.5m左右，同時，中部臺階的高度大小應(yīng)控制在5.0m左右，基礎(chǔ)臺階開挖施工高度控制在3.5m左右。

上臺階支護工作完成后進行混凝土噴射，混凝土材料的強度大小必須達到預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。為了有效防止上臺階初期支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，可在上臺階的底部位置安裝槽鋼或是拖梁支撐體結(jié)構(gòu)，保證脫梁與鋼架之間形成整體性連接，并在鋼架底部使用錨桿進行支護。臺階開挖工作結(jié)束后，應(yīng)及時對周圍的圍巖結(jié)構(gòu)進行混凝土材料噴射，厚度要達到4cm。同時，通過架設(shè)立型鋼鋼架結(jié)構(gòu)或是左腳錨桿對其進行固定處理，經(jīng)過反復(fù)地混凝土噴射后，保證混凝土可以達到標(biāo)準(zhǔn)的噴射施工厚度。

2.4 淺埋段洞口V級圍巖單側(cè)壁導(dǎo)坑施工

除了采取預(yù)留核心土開挖施工方法，還需要配合使用單側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法。施工中需要開挖隧道工程左側(cè)區(qū)域?qū)Ф瓷习攵蚊?，同時，對隧道的拱部側(cè)壁位置進行初期支護處理，左側(cè)區(qū)域拱部下半斷面部分直接進行開挖，右側(cè)位置的導(dǎo)洞上半斷面進行基礎(chǔ)開挖，拱部位置進行初期支護，并對仰拱位置進行支護和澆筑施工。

2.5 開挖施工技術(shù)要點

在開挖施工過程中，施工人員應(yīng)對隧道周圍的支護變形情況進行全面控制，減小應(yīng)力集中問題所產(chǎn)生的影響。同時，隧道底部標(biāo)高應(yīng)與鋼架的接頭位置保持一致，在各部分開挖工作結(jié)束后做好基礎(chǔ)支護處理，避免產(chǎn)生圍巖結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況。在側(cè)向開挖斷面完全形成后，應(yīng)及時完成整個斷面的初期支護和閉合處理工作。在開挖過程中，同一層面左右兩側(cè)區(qū)域的錯開長度不能超過20m，同時，上部導(dǎo)坑開挖施工長度應(yīng)控制在3～5m，每次循環(huán)開挖進尺量大小應(yīng)控制在1～2榀。在各部開挖施工過程中，要保證在相鄰位置進行混凝土材料的噴射，噴射強度應(yīng)達到70%以上。在混凝土澆筑施工前，要逐段拆除臨時支護結(jié)構(gòu)，并在拆除過程中對兩側(cè)位置進行加強處理，一次性拆除長度要根據(jù)測量工作的結(jié)果進行確認(rèn)，通常情況下，拆除長度不能超過15m。臨時支護結(jié)構(gòu)拆除工作結(jié)束后，應(yīng)及時進行仰拱和二次襯砌處理。在隧道洞口開挖施工段，要盡可能采取機械開挖施工方法（見圖2），如果必須進行爆破處理，可采取弱爆破施工方法，在后行洞位置有效控制先行洞的最大爆破振動速率，二次襯砌施工過程中要保證仰拱間距為20～30m，根據(jù)實際工作情況進行確認(rèn)。

圖2 隧道洞口開挖

3 預(yù)留核心土臺階法開挖施工

在隧道工程仰拱邊墻位置有效結(jié)合預(yù)留核心土臺階開挖施工技術(shù)方法，先在第一節(jié)臺階的環(huán)形結(jié)構(gòu)部分進行開挖施工，然后做好第一節(jié)臺階的初期支護工作。隧道工程需要做好臨時仰拱施工，控制豎向支撐施工，對第三、第四、第五節(jié)臺階進行開挖和支護工作結(jié)束后，要使用混凝土進行仰拱噴射處理，最后進行矮邊墻施工。從第二節(jié)臺階到第五節(jié)臺階位置開挖過程中，下部核心土隨著開挖工作的開展逐級形成矮邊墻，施工結(jié)束后就要進入到二次襯砌施工，二次襯砌施工完成后進入仰拱和填充混凝土施工，上臺階超前支護施工結(jié)束后需要進行上部預(yù)留核心土開挖處理。在施工支護工作中，要隨著開挖進尺及時跟進，做好臨時支護工作，隨著開挖進尺的后續(xù)跟進，其主要作用是增加上臺階的剛性程度，降低基礎(chǔ)面到開挖總量。上部核心土預(yù)留總長度為350cm，核心土使用錨桿和塑噴混凝土進行支護。在臨時支護施工過程中，應(yīng)控制錨桿的長度，保證上臺階開挖長度達到700cm以上，然后再進入下臺階開挖工作中，有效形成平行流水作業(yè)模式。

下臺階開挖施工中使用的是小導(dǎo)洞自上而下逐步進行擴大開挖處理。初期支護工作隨開挖工作同步跟進，每次開挖工作的總長度控制在1m，每一節(jié)開挖施工長度需要達到2m，然后轉(zhuǎn)入下一節(jié)臺階。在第四節(jié)仰拱結(jié)合位置的開挖過程中，開挖進尺量應(yīng)控制在200cm左右，施工墻角和仰拱結(jié)合位置的混凝土施工需分三步進行澆筑處理：當(dāng)左右位置的墻角仰拱結(jié)合施工長度達到600cm的情況下，應(yīng)及時拆除臨時性支護和下部核心土。然后進行鋼筋安裝施工和掛設(shè)防排水設(shè)施，臺車就位后要立下臺階部分核心土，下臺階部分核心土使用錨桿和素混凝土噴射加固處理，隨著環(huán)形臺階開挖進尺量的不同，應(yīng)及時跟進，保證下部核心土施工的穩(wěn)定性，施工長度控制在7m左右，在仰拱的成環(huán)條件完全具備的情況下進行施工，保證地層隧道在開挖工作結(jié)束后形成塑性變形條件，并逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，保證襯砌結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。施工完成后，做好后續(xù)的隧道監(jiān)測工作，測試斷面的拱頂拱腰和邊墻位置等穩(wěn)定性情況，還需測定隧道洞口周圍的變形和拱頂下沉情況，采取顆粒流計算方法，有效監(jiān)測實際向前的大小，以保證隧道整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，避免在后續(xù)的長時間使用過程中受到外部環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。

4 結(jié)語

綜上所述，在本次隧道工程項目開挖施工過程中，通過采取預(yù)留核心土開挖施工方法，提高了施工效率和開挖工作質(zhì)量，保證了隧道工程項目整體開挖工作的安全性和穩(wěn)定性，沒有出現(xiàn)任何安全隱患，加快了項目工程施工進度，同時，實現(xiàn)了工程施工單位的經(jīng)濟效益和社會效益。