论文部分内容阅读
摘要：隧道工程与其他工程相比具有其隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境的不确定性的突出特点，从而加大了施工技术的难度和施工风险性，同时也对现场的施工管理提出了更高的要求。本文对高速公路上、下行分离的双洞单向行驶双车道隧道施工技术做一些探讨。
关键词：双洞单向行驶双车道隧道；施工；技术
近年来，高速公路运输得到空前发展，缩短距离穿越地貌，修建了各种隧道工程。隧道工程与其他工程相比具有其隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境的不确定性的突出特点，从而加大了施工技术的难度和施工风险性，同时也对现场的施工管理提出了更高的要求。本文结合工程实例，对高速公路上、下行分离的双洞单向行驶双车道隧道施工技术做一些探讨。
一、工程概况
（一）工程条件
广西某高速公路隧道为上、下行分离的双洞单向行驶双车道隧道。上行隧道里程为K0+875～K1+175，长300m，为3.685%上坡；下行隧道里程K0+853～K1+160，长307m，为3.800%上坡。隧道设计净宽9.75m，净高5.0m。隧道所经地段，地貌形态类型为低山丘陵，表部一般为第四系松散层覆1盖，残坡积层曾较薄，部分地段基岩裸露。隧道轴线经过处地表高低起伏，植被茂盛，山体较陡，坡度一般30°～40°。隧道岩性单一，为玻屑溶积凝灰岩，玻屑凝灰结构，块状构造，岩质属硬质岩类。受地质构造影响严重，节理（裂隙）发育，隧道轴线穿过大约15条规模各异的构造破碎带。地下水主要为基岩裂隙水和断裂破碎带脉状裂隙水，但隧道区范围内含水介质的渗透性较弱，水文地质条件简单。
（二）主要技术措施
根据隧道特点，确定采用如下技术措施：
1．由于地质条件差，隧道开挖采用光面爆破技术，尽量减少对围岩的扰动，并及时做好初期支护，必要时提前施作二次衬砌，以确保施工安全和工程质量。
2．对于易出现塌方的Ⅱ、Ⅲ类围岩，采用超前小导管等预支护措施，确保安全通过。开挖采用短进尺、弱爆破，洞口段尽量采用机械开挖，以最大限度减少对围岩的扰动。
3．开挖方法，Ⅱ、Ⅲ类围岩采用超短台阶法，上、下台阶同时钻孔同时爆破，以减少爆破次数和对围岩的扰动。Ⅳ类围岩采用全断面法，以便使用大型机械。
4．二次衬砌两隧道均采用衬砌台车，先墙后拱施工，以保证衬砌的整体性和防渗性。
5．根据“新奥法”施工原理和要求，及时开展施工量测，做好信息反馈，以指导安全施工。
二、施工技术要点
（一）施工测量及施工放样
隧道中线采用直线延伸法与导线环相结合的方法进行，即先用直线延伸法延伸至人行或汽车通道口时，利用通道使左右洞中桩点构成导线环，再按导线环的测量及平差規范进行中线校核。高程用四等水准进行控制。施工放样采用激光导向仪、全站仪、水准仪等仪器放施工中线和高程，断面掘进采用“五寸台”法放样。
（二）明洞施工
1．分段施工开挖外侧边墙，浇注边墙C15片石混凝土，回填夯实外侧碎石土。分段原则：明洞长5m、10m的分一段、长20m的分为两个10m段、长25m的分为两个12.5m段。
2．开挖上部土石方，对边坡进行支护，浇注拱部衬砌，施作拱部防水层，砌筑M7.5浆砌片石护拱，夯填拱部回填碎石土。
3．暗挖下部土石方，跳槽马口施作内边墙衬砌。
4．开挖仰拱，浇注仰拱及仰拱回填。
（三）洞口Ⅱ类围岩开挖
洞口为Ⅱ类围岩浅埋段采用超短台阶法开挖，下台阶滞后上台阶3~5m，上台阶的碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶，然后装运出碴。
由于洞口围岩风化破碎，为了防止洞口坍塌和能顺利进洞，采用∮50小导管注浆进行超前支护围岩，开挖后及时做初期支护，并用工字钢架加强初期支护。开挖进尺控制一次立一榀工字钢拱架，以保证施工安全。为保证洞口稳定，在明洞衬砌外施作2m套拱，支挡仰坡，防止坍塌。
（四）Ⅲ类围岩开挖
Ⅲ类围岩，岩石也较破碎，采用∮50小导管注浆进行超前支护并设有PS格构梁加强初期支护，亦采用超短台阶法开挖，用线形微震爆破法施爆。为了防止塌方保证施工安全，开挖后及时架立钢支撑和施作初期支护。其工艺流程:测量划线 → 施做小导管并钻孔 → 装药爆破 → 通风降尘 → 清除危石 → 初喷混凝土 → 装碴运输 → 打锚杆挂网 → 立钢支撑 → 补喷混凝土至设计厚度 → 下一循环。 控制掘进每循环进尺1.5m，即每二循环立三榀钢支撑。
（五）Ⅳ类围岩开挖
Ⅳ类围岩，石质较好，采用全断面开挖，用全液压钻孔台车钻孔，装载机装碴，自卸汽车运输。为保证施工安全，初期支护采用系统锚杆，单层钢筋网喷12cm厚20号混凝土。其工艺流程如下：测量 → 钻孔 → 装药爆破 → 通风降尘 → 清除危石 → 装碴运输 → 初期支护 → 下一个循环。
（六）行人横洞、行车横洞及其它预留洞室开挖
本隧道共设行人横洞2处，行车横洞1处，采用自制钻眼台架人工手持YT28风钻开挖。Ⅲ类围岩采用半断面台阶法开挖，Ⅳ类围岩采用全断面开挖。行人横洞和行车横洞按设计要求进行支护和衬砌。
（七）施工支护
1．超前小导管支护。本隧道进出口Ⅲ类围岩段设计为超前小导管预注浆超前支护加固，小导管长度3.5m，环向间距0.4m，纵向间距2.25m，外插角14°，梅花形布置。
超前小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上φ6加筋箍，管壁四周钻8mm压浆孔。
超前小导管施工时，钢管与衬砌中线平行以14°仰角打入拱部围岩，钢管环向间距40cm，每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架，初期支护完成后，隔2.25m再打另一排钢管，超前小导管保持1.0m以上的搭接长度。
超前小导管注浆采用水泥-水玻璃浆液，注浆参数为：水泥与水玻璃体积比为1：0.5，水泥浆水灰比为1:1，水玻璃浓度为35波美度，模数为2.4，注浆压力为0.5～1.0Mpa。
当每孔注浆量达到了设计注浆量时可以结束注浆，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，注浆量按施工实际情况作相应调整。
超前小导管从型钢钢拱架腹部穿过。
2．超前砂浆锚杆。超前砂浆锚杆设置于隧道中间的Ⅲ类围岩地段，锚杆采用长3.5m的20MnSiφ22钢筋，梅花形布置，环向间距50cm，纵向间距2m，外插角约10°～15°。
超前砂浆锚杆采用台车钻眼，早强砂浆作为粘结材料，每排锚杆的纵向搭接长度不小于1m。
3．锚杆施工。本隧道洞内Ⅲ、Ⅳ类围岩采用HBCφ22组合式锚杆，Ⅲ类围岩地段锚杆孔均采用手工手持YT28风钻钻眼；Ⅳ类围岩锚杆孔均采用台车钻眼。注浆锚杆采用注浆泵注浆。
4．钢架施工。本工程Ⅲ类围岩地段采用18工字钢钢架和φ22格栅钢架两种。
5．喷射混凝土施工。
（1）Ⅲ类围岩地段采用C20喷射混凝土，Ⅳ类围岩采用CF25喷射钢纤维混凝土。
（2）CF25喷射钢纤维混凝土施工必须满足以下要求：水泥采用525#普通硅酸盐水泥，粗骨料粒径在12mm以内按连速级配法选定配合比，水泥∶砂石按设计选定，砂率不小于50%。施工前先试验确定出最佳施工配合比。
（3）喷射混凝土采用TK961湿喷机进行喷射混凝土作业。
6．钢筋网施工。钢筋网的铺设，在锚杆安设后进行。钢筋网应随受喷面的起伏铺设，钢筋网的混凝土保护层不小于20mm，且与锚杆联接牢固，在喷射混凝土时钢筋不得晃动。
三、结语
隧道工程建设中，施工队伍、机械设备、施工操作技术水平等对工程的施工风险都有直接的影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂，且不同的工法又有不同的适用条件，贸然采取某种方案、技术和设备势必会产生风险。因此只有采取科学、合理的施工方法不但能够化解因地质条件的变化和对地质认识能力的不足所带来的风险，而且还能够锻炼队伍，提高企业的管理水平，增强企业抵抗风险的能力。
参考文献
[1]闫魁．浅谈高速公路隧道施工．山西建筑，2011（08）．
关键词：双洞单向行驶双车道隧道；施工；技术
近年来，高速公路运输得到空前发展，缩短距离穿越地貌，修建了各种隧道工程。隧道工程与其他工程相比具有其隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境的不确定性的突出特点，从而加大了施工技术的难度和施工风险性，同时也对现场的施工管理提出了更高的要求。本文结合工程实例，对高速公路上、下行分离的双洞单向行驶双车道隧道施工技术做一些探讨。
一、工程概况
（一）工程条件
广西某高速公路隧道为上、下行分离的双洞单向行驶双车道隧道。上行隧道里程为K0+875～K1+175，长300m，为3.685%上坡；下行隧道里程K0+853～K1+160，长307m，为3.800%上坡。隧道设计净宽9.75m，净高5.0m。隧道所经地段，地貌形态类型为低山丘陵，表部一般为第四系松散层覆1盖，残坡积层曾较薄，部分地段基岩裸露。隧道轴线经过处地表高低起伏，植被茂盛，山体较陡，坡度一般30°～40°。隧道岩性单一，为玻屑溶积凝灰岩，玻屑凝灰结构，块状构造，岩质属硬质岩类。受地质构造影响严重，节理（裂隙）发育，隧道轴线穿过大约15条规模各异的构造破碎带。地下水主要为基岩裂隙水和断裂破碎带脉状裂隙水，但隧道区范围内含水介质的渗透性较弱，水文地质条件简单。
（二）主要技术措施
根据隧道特点，确定采用如下技术措施：
1．由于地质条件差，隧道开挖采用光面爆破技术，尽量减少对围岩的扰动，并及时做好初期支护，必要时提前施作二次衬砌，以确保施工安全和工程质量。
2．对于易出现塌方的Ⅱ、Ⅲ类围岩，采用超前小导管等预支护措施，确保安全通过。开挖采用短进尺、弱爆破，洞口段尽量采用机械开挖，以最大限度减少对围岩的扰动。
3．开挖方法，Ⅱ、Ⅲ类围岩采用超短台阶法，上、下台阶同时钻孔同时爆破，以减少爆破次数和对围岩的扰动。Ⅳ类围岩采用全断面法，以便使用大型机械。
4．二次衬砌两隧道均采用衬砌台车，先墙后拱施工，以保证衬砌的整体性和防渗性。
5．根据“新奥法”施工原理和要求，及时开展施工量测，做好信息反馈，以指导安全施工。
二、施工技术要点
（一）施工测量及施工放样
隧道中线采用直线延伸法与导线环相结合的方法进行，即先用直线延伸法延伸至人行或汽车通道口时，利用通道使左右洞中桩点构成导线环，再按导线环的测量及平差規范进行中线校核。高程用四等水准进行控制。施工放样采用激光导向仪、全站仪、水准仪等仪器放施工中线和高程，断面掘进采用“五寸台”法放样。
（二）明洞施工
1．分段施工开挖外侧边墙，浇注边墙C15片石混凝土，回填夯实外侧碎石土。分段原则：明洞长5m、10m的分一段、长20m的分为两个10m段、长25m的分为两个12.5m段。
2．开挖上部土石方，对边坡进行支护，浇注拱部衬砌，施作拱部防水层，砌筑M7.5浆砌片石护拱，夯填拱部回填碎石土。
3．暗挖下部土石方，跳槽马口施作内边墙衬砌。
4．开挖仰拱，浇注仰拱及仰拱回填。
（三）洞口Ⅱ类围岩开挖
洞口为Ⅱ类围岩浅埋段采用超短台阶法开挖，下台阶滞后上台阶3~5m，上台阶的碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶，然后装运出碴。
由于洞口围岩风化破碎，为了防止洞口坍塌和能顺利进洞，采用∮50小导管注浆进行超前支护围岩，开挖后及时做初期支护，并用工字钢架加强初期支护。开挖进尺控制一次立一榀工字钢拱架，以保证施工安全。为保证洞口稳定，在明洞衬砌外施作2m套拱，支挡仰坡，防止坍塌。
（四）Ⅲ类围岩开挖
Ⅲ类围岩，岩石也较破碎，采用∮50小导管注浆进行超前支护并设有PS格构梁加强初期支护，亦采用超短台阶法开挖，用线形微震爆破法施爆。为了防止塌方保证施工安全，开挖后及时架立钢支撑和施作初期支护。其工艺流程:测量划线 → 施做小导管并钻孔 → 装药爆破 → 通风降尘 → 清除危石 → 初喷混凝土 → 装碴运输 → 打锚杆挂网 → 立钢支撑 → 补喷混凝土至设计厚度 → 下一循环。 控制掘进每循环进尺1.5m，即每二循环立三榀钢支撑。
（五）Ⅳ类围岩开挖
Ⅳ类围岩，石质较好，采用全断面开挖，用全液压钻孔台车钻孔，装载机装碴，自卸汽车运输。为保证施工安全，初期支护采用系统锚杆，单层钢筋网喷12cm厚20号混凝土。其工艺流程如下：测量 → 钻孔 → 装药爆破 → 通风降尘 → 清除危石 → 装碴运输 → 初期支护 → 下一个循环。
（六）行人横洞、行车横洞及其它预留洞室开挖
本隧道共设行人横洞2处，行车横洞1处，采用自制钻眼台架人工手持YT28风钻开挖。Ⅲ类围岩采用半断面台阶法开挖，Ⅳ类围岩采用全断面开挖。行人横洞和行车横洞按设计要求进行支护和衬砌。
（七）施工支护
1．超前小导管支护。本隧道进出口Ⅲ类围岩段设计为超前小导管预注浆超前支护加固，小导管长度3.5m，环向间距0.4m，纵向间距2.25m，外插角14°，梅花形布置。
超前小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上φ6加筋箍，管壁四周钻8mm压浆孔。
超前小导管施工时，钢管与衬砌中线平行以14°仰角打入拱部围岩，钢管环向间距40cm，每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架，初期支护完成后，隔2.25m再打另一排钢管，超前小导管保持1.0m以上的搭接长度。
超前小导管注浆采用水泥-水玻璃浆液，注浆参数为：水泥与水玻璃体积比为1：0.5，水泥浆水灰比为1:1，水玻璃浓度为35波美度，模数为2.4，注浆压力为0.5～1.0Mpa。
当每孔注浆量达到了设计注浆量时可以结束注浆，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，注浆量按施工实际情况作相应调整。
超前小导管从型钢钢拱架腹部穿过。
2．超前砂浆锚杆。超前砂浆锚杆设置于隧道中间的Ⅲ类围岩地段，锚杆采用长3.5m的20MnSiφ22钢筋，梅花形布置，环向间距50cm，纵向间距2m，外插角约10°～15°。
超前砂浆锚杆采用台车钻眼，早强砂浆作为粘结材料，每排锚杆的纵向搭接长度不小于1m。
3．锚杆施工。本隧道洞内Ⅲ、Ⅳ类围岩采用HBCφ22组合式锚杆，Ⅲ类围岩地段锚杆孔均采用手工手持YT28风钻钻眼；Ⅳ类围岩锚杆孔均采用台车钻眼。注浆锚杆采用注浆泵注浆。
4．钢架施工。本工程Ⅲ类围岩地段采用18工字钢钢架和φ22格栅钢架两种。
5．喷射混凝土施工。
（1）Ⅲ类围岩地段采用C20喷射混凝土，Ⅳ类围岩采用CF25喷射钢纤维混凝土。
（2）CF25喷射钢纤维混凝土施工必须满足以下要求：水泥采用525#普通硅酸盐水泥，粗骨料粒径在12mm以内按连速级配法选定配合比，水泥∶砂石按设计选定，砂率不小于50%。施工前先试验确定出最佳施工配合比。
（3）喷射混凝土采用TK961湿喷机进行喷射混凝土作业。
6．钢筋网施工。钢筋网的铺设，在锚杆安设后进行。钢筋网应随受喷面的起伏铺设，钢筋网的混凝土保护层不小于20mm，且与锚杆联接牢固，在喷射混凝土时钢筋不得晃动。
三、结语
隧道工程建设中，施工队伍、机械设备、施工操作技术水平等对工程的施工风险都有直接的影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂，且不同的工法又有不同的适用条件，贸然采取某种方案、技术和设备势必会产生风险。因此只有采取科学、合理的施工方法不但能够化解因地质条件的变化和对地质认识能力的不足所带来的风险，而且还能够锻炼队伍，提高企业的管理水平，增强企业抵抗风险的能力。
参考文献
[1]闫魁．浅谈高速公路隧道施工．山西建筑，2011（08）．