论文部分内容阅读
摘要：隧道工程是公路的重要组成部分之一，由于隧道本身的特殊性，使其施工难度和复杂程度相对较高。为了进一步确保公路隧道的整体质量，必须在隧道施工中采取科学合理、切实可行的技术措施和施工方法，这不但有助于确保隧道工程质量，而且还能加快施工进度、保障施工安全、节约施工成本。基于此点，文章就公路隧道施工技术展开了研究。
关键词：公路隧道；施工技术；分析；研究
【分类号】：U456.3U456.3
1 公路隧道施工的特点分析
公路隧道施工的特点大致可归纳为以下几个方面：其一，隧道施工过程中，不可预见的因素相对较多，其中地质条件的不可预见性是隧道施工最为显著的特点之一。其二，隧道施工风险性较大。因为整个隧道工程的地质变化情况无法进行准确预测和预报，故此，在施工过程中，塌方事故的发生几率相对较大，安全隐患也比较多；其三，隐蔽工程多。由于隧道本身属于地下工程，加之隧道结构的特点和工程的时效性，使得隧道施工中后一道工序都是在前一道工序完成的基础上立即进行，这样一来就造成了隐蔽工序较多，一旦这些工序存在质量问题，在检验时往往很难发现，也无法采取有效的措施进行及时补救，从而对整个隧道工程的质量造成影响；其四，施工具有明显的时效性。在隧道施工的过程中，围岩常常会发生各种变化，并且水文地质条件也十分复杂，为此，在开挖之后，需要立即进行相应的处理，致使整个施工过程的时效性相对较强；其五，施工环境恶劣，各工种交叉作业多。隧道施工一般都是在一个相对较为狭小的空间内进行各种作业，并且由于隧道施工工序较多，使得各工种常常会在一起交叉作业，这无形中增大了施工难度，特别是在隧道围岩条件比较差的地段更为突出。
2 公路隧道施工技术研究
2.1 公路隧道施工的常用方法
在公路隧道工程施工中，常常会遇到一些不良地质条件的地段，由于隧道施工本身对地质条件的变化较为敏感，若是处理不当，则很容易引起塌方等事故，从而影响施工总体目标的实现。为此，采用科学合理、切实可行的施工技术，成为公路隧道施工成败的关键。目前，在公路隧道施工中，较为常用的施工技术有以下三种：
2.1.1 分部施工法。该施工方法常用于松散软弱地层的隧道施工，其不但能够有效降低支护难度，而且还能够起到稳定围岩的作用。
2.1.2 超前支护法。所谓的超前支护具体是指在隧道开挖面的前方边界围岩处插入锚杆、钢板、钢管等，以此来对围岩结构进行临时性支撑，防止隧道掘进过程中，顶部围岩塌落。在隧道施工中，较为常用的超前支护方法有超前钢管法，该方法又被称为管棚法，常用于非粘性砂土层等地质存在缺陷的地段，该方法若与注浆加固法相结合使用，支护效果更佳。
2.1.3 超前灌浆法。灌浆加固是隧道在不良地质条件下施工的關键技术措施之一，其可以通过对松散围岩进行加固，使围岩结构更加稳定。根据隧道施工工作面的不同，该方法又可分为洞内灌浆和洞外灌浆两种。前者灌浆段的长度可以按照工程的具体地质条件、灌浆要求、机械设备等进行确定，通常情况下，在没有特殊要求时，其最大长度不宜超过50m，开挖段的长度则应为灌浆长度的80%左右，这样有利于确保水泥浆墙的厚度。同时灌浆压力最高不得超过2MPa。
2.2 公路隧道施工技术的具体应用
为了便于本文研究，下面以某公路的隧道工程为依托，对隧道施工技术的具体应用进行介绍。
2.2.1 工程概况。该公路隧道的轴线为南北走向，隧道进口处在山的北面，洞口位置的地形为西南向倾斜，进口下端附近有一条电站的水渠。由于该隧道进口明洞30m左右位置处的土层以1.5%的坡度下降，从而给隧道开挖增添了一定的难度。经过多方面综合考虑后，决定采取从隧道两端进行相对挖掘的施工方案。
2.2.2 合理安排施工作业线。根据隧道结构的设计要求，先将中导洞向内部掘进40～50m左右，然后浇筑中墙，待混凝土强度达到70%以上后，便可进入左洞，右洞的掌子面需要与左洞之间保持10m左右的距离，而左右洞二次衬砌与掌子面的间距应当控制在25～35m这一范围内，由此便可以在隧道进口和出口位置上形成中导洞、中墙、左右洞开挖、二次衬砌的施工作业线。这样不但使隧道施工的整体作业面进一步拓宽，而且还能显著缩短工期。
2.2.3 初期支护。该环节主要分为以下三道工序：
（1）制管。本工程初期支护采用的是热轧无缝钢管，管长5m，外径5cm，壁厚0.5cm。管子的一段制作成锥头形状，另一端焊接上钢箍，随后沿着管壁的四周进行钻孔，孔间距保持在150mm，以此作为注浆孔。（2）钻孔。在距离开挖作业面支撑点最近的位置上确定出孔眼，并按照中导洞3.2m，左右洞2.5m的规格布置小导管的纵向间距。（3）管道安装及注浆。可以使用高压风对成孔进行清理，小导管安装完毕后可以用牛角泵进行注浆，注浆压力控制在0.7～1.0MPa之间。
2.2.4 洞身开挖。在本工程中，洞身开挖共分为以下两个部分：（1）中导洞。在成洞面完成以后，便可以开始对中导洞进行开挖，具体开挖过程中可以按照0.5～1.2m的距离进行循环进尺，当开挖成型之后且经过水平通过检查合格，应当及时进行混凝土浇筑；然后对锚杆孔进行定位，并进行钻孔施工，在清孔之后注入水泥砂浆；随后采用U型钢筋插接的方式对拱架进行对接。由于本工程的中导洞采用的是两台阶的方式进行开挖，故此应当先对上台阶进行开挖，并做好支护以后，再进行下台阶开挖。（2）左右洞开挖。当中墙混凝土浇筑完毕且强度达到70%以上时，便可以对左右洞进行开挖，施工中采用的是两台阶分布平行开挖的方法。实际施工中，上台阶应当先挖出一个环形导坑，然后再进行中核开挖，中核与拱顶之间的垂直距离应当保持在1.5～20m之间。
2.2.5 隧道的防排水。公路隧道工作的防排水工程对隧道使用寿命正常运营和安全起着举足轻重的作用。要做好隧道防排水，必须从隧道施工过程的每一道工序做起，超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响，施工中的一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此，每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果，才能使隧道防排水工程质量有保证。
2.2.6 二次衬砌施工。该环节也分为两个部分，一部分是中隔墙施工，另一部分是左右洞施工。（1）中隔墙二次衬砌施工。本工程是以中隔墙作为整个隧道施工的基础，并在左右洞分别预埋钢支撑接头钢板。同时采用大块钢模进行立模和模板加工，应当确保正洞台车与模板之间的尺寸相一致；可以采用外拉内项的施工方法对模板进行加固处理；每一段的隔墙都需要采用泵送混凝土进行浇筑，为了确保浇筑质量，浇筑过程要尽可能一次完成。（2）左右洞二次衬砌施工。首先，应当保证表面的平整度，并确定没有明显渗漏水的情况之后，方可进行排水设施的铺设工作；其次，应当将各种管、线、件全部预埋在钢筋房之内，同时将钢筋绑扎成型，以上工作完成后便可以进行混凝土浇筑。浇筑混凝土可以采用泵送的方式，每一次泵送都必须完成一个阶段的混凝土灌注。当混凝土浇筑完成后，需要使用振捣棒进行均匀振捣，振捣时不可漏振或是过振；最后，当混凝土的强度达到2.5MPa时，便可进行拆模，并进行养护，根据规范规定养护时间不得低于14d。
3 结语
总而言之，公路隧道施工是一项较为复杂且系统的工程，由于隧道本身的特殊性，从而对施工技术提出了较高的要求。在实际工程中，为了确保隧道的整体质量，必须根据设计要求，采取最为合理、可行的施工技术。只有这样，才能确保隧道施工顺利进行。
参考文献
[1] 杨建国.公路山岭隧道施工期衬砌及结构系统可靠性研究[D].长安大学，2011，（4）.
[2] 彭敦视.分析我国公路隧道施工中存在的问题及解决措施[J].中国科技财富，2011，（8）.
关键词：公路隧道；施工技术；分析；研究
【分类号】：U456.3U456.3
1 公路隧道施工的特点分析
公路隧道施工的特点大致可归纳为以下几个方面：其一，隧道施工过程中，不可预见的因素相对较多，其中地质条件的不可预见性是隧道施工最为显著的特点之一。其二，隧道施工风险性较大。因为整个隧道工程的地质变化情况无法进行准确预测和预报，故此，在施工过程中，塌方事故的发生几率相对较大，安全隐患也比较多；其三，隐蔽工程多。由于隧道本身属于地下工程，加之隧道结构的特点和工程的时效性，使得隧道施工中后一道工序都是在前一道工序完成的基础上立即进行，这样一来就造成了隐蔽工序较多，一旦这些工序存在质量问题，在检验时往往很难发现，也无法采取有效的措施进行及时补救，从而对整个隧道工程的质量造成影响；其四，施工具有明显的时效性。在隧道施工的过程中，围岩常常会发生各种变化，并且水文地质条件也十分复杂，为此，在开挖之后，需要立即进行相应的处理，致使整个施工过程的时效性相对较强；其五，施工环境恶劣，各工种交叉作业多。隧道施工一般都是在一个相对较为狭小的空间内进行各种作业，并且由于隧道施工工序较多，使得各工种常常会在一起交叉作业，这无形中增大了施工难度，特别是在隧道围岩条件比较差的地段更为突出。
2 公路隧道施工技术研究
2.1 公路隧道施工的常用方法
在公路隧道工程施工中，常常会遇到一些不良地质条件的地段，由于隧道施工本身对地质条件的变化较为敏感，若是处理不当，则很容易引起塌方等事故，从而影响施工总体目标的实现。为此，采用科学合理、切实可行的施工技术，成为公路隧道施工成败的关键。目前，在公路隧道施工中，较为常用的施工技术有以下三种：
2.1.1 分部施工法。该施工方法常用于松散软弱地层的隧道施工，其不但能够有效降低支护难度，而且还能够起到稳定围岩的作用。
2.1.2 超前支护法。所谓的超前支护具体是指在隧道开挖面的前方边界围岩处插入锚杆、钢板、钢管等，以此来对围岩结构进行临时性支撑，防止隧道掘进过程中，顶部围岩塌落。在隧道施工中，较为常用的超前支护方法有超前钢管法，该方法又被称为管棚法，常用于非粘性砂土层等地质存在缺陷的地段，该方法若与注浆加固法相结合使用，支护效果更佳。
2.1.3 超前灌浆法。灌浆加固是隧道在不良地质条件下施工的關键技术措施之一，其可以通过对松散围岩进行加固，使围岩结构更加稳定。根据隧道施工工作面的不同，该方法又可分为洞内灌浆和洞外灌浆两种。前者灌浆段的长度可以按照工程的具体地质条件、灌浆要求、机械设备等进行确定，通常情况下，在没有特殊要求时，其最大长度不宜超过50m，开挖段的长度则应为灌浆长度的80%左右，这样有利于确保水泥浆墙的厚度。同时灌浆压力最高不得超过2MPa。
2.2 公路隧道施工技术的具体应用
为了便于本文研究，下面以某公路的隧道工程为依托，对隧道施工技术的具体应用进行介绍。
2.2.1 工程概况。该公路隧道的轴线为南北走向，隧道进口处在山的北面，洞口位置的地形为西南向倾斜，进口下端附近有一条电站的水渠。由于该隧道进口明洞30m左右位置处的土层以1.5%的坡度下降，从而给隧道开挖增添了一定的难度。经过多方面综合考虑后，决定采取从隧道两端进行相对挖掘的施工方案。
2.2.2 合理安排施工作业线。根据隧道结构的设计要求，先将中导洞向内部掘进40～50m左右，然后浇筑中墙，待混凝土强度达到70%以上后，便可进入左洞，右洞的掌子面需要与左洞之间保持10m左右的距离，而左右洞二次衬砌与掌子面的间距应当控制在25～35m这一范围内，由此便可以在隧道进口和出口位置上形成中导洞、中墙、左右洞开挖、二次衬砌的施工作业线。这样不但使隧道施工的整体作业面进一步拓宽，而且还能显著缩短工期。
2.2.3 初期支护。该环节主要分为以下三道工序：
（1）制管。本工程初期支护采用的是热轧无缝钢管，管长5m，外径5cm，壁厚0.5cm。管子的一段制作成锥头形状，另一端焊接上钢箍，随后沿着管壁的四周进行钻孔，孔间距保持在150mm，以此作为注浆孔。（2）钻孔。在距离开挖作业面支撑点最近的位置上确定出孔眼，并按照中导洞3.2m，左右洞2.5m的规格布置小导管的纵向间距。（3）管道安装及注浆。可以使用高压风对成孔进行清理，小导管安装完毕后可以用牛角泵进行注浆，注浆压力控制在0.7～1.0MPa之间。
2.2.4 洞身开挖。在本工程中，洞身开挖共分为以下两个部分：（1）中导洞。在成洞面完成以后，便可以开始对中导洞进行开挖，具体开挖过程中可以按照0.5～1.2m的距离进行循环进尺，当开挖成型之后且经过水平通过检查合格，应当及时进行混凝土浇筑；然后对锚杆孔进行定位，并进行钻孔施工，在清孔之后注入水泥砂浆；随后采用U型钢筋插接的方式对拱架进行对接。由于本工程的中导洞采用的是两台阶的方式进行开挖，故此应当先对上台阶进行开挖，并做好支护以后，再进行下台阶开挖。（2）左右洞开挖。当中墙混凝土浇筑完毕且强度达到70%以上时，便可以对左右洞进行开挖，施工中采用的是两台阶分布平行开挖的方法。实际施工中，上台阶应当先挖出一个环形导坑，然后再进行中核开挖，中核与拱顶之间的垂直距离应当保持在1.5～20m之间。
2.2.5 隧道的防排水。公路隧道工作的防排水工程对隧道使用寿命正常运营和安全起着举足轻重的作用。要做好隧道防排水，必须从隧道施工过程的每一道工序做起，超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响，施工中的一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此，每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果，才能使隧道防排水工程质量有保证。
2.2.6 二次衬砌施工。该环节也分为两个部分，一部分是中隔墙施工，另一部分是左右洞施工。（1）中隔墙二次衬砌施工。本工程是以中隔墙作为整个隧道施工的基础，并在左右洞分别预埋钢支撑接头钢板。同时采用大块钢模进行立模和模板加工，应当确保正洞台车与模板之间的尺寸相一致；可以采用外拉内项的施工方法对模板进行加固处理；每一段的隔墙都需要采用泵送混凝土进行浇筑，为了确保浇筑质量，浇筑过程要尽可能一次完成。（2）左右洞二次衬砌施工。首先，应当保证表面的平整度，并确定没有明显渗漏水的情况之后，方可进行排水设施的铺设工作；其次，应当将各种管、线、件全部预埋在钢筋房之内，同时将钢筋绑扎成型，以上工作完成后便可以进行混凝土浇筑。浇筑混凝土可以采用泵送的方式，每一次泵送都必须完成一个阶段的混凝土灌注。当混凝土浇筑完成后，需要使用振捣棒进行均匀振捣，振捣时不可漏振或是过振；最后，当混凝土的强度达到2.5MPa时，便可进行拆模，并进行养护，根据规范规定养护时间不得低于14d。
3 结语
总而言之，公路隧道施工是一项较为复杂且系统的工程，由于隧道本身的特殊性，从而对施工技术提出了较高的要求。在实际工程中，为了确保隧道的整体质量，必须根据设计要求，采取最为合理、可行的施工技术。只有这样，才能确保隧道施工顺利进行。
参考文献
[1] 杨建国.公路山岭隧道施工期衬砌及结构系统可靠性研究[D].长安大学，2011，（4）.
[2] 彭敦视.分析我国公路隧道施工中存在的问题及解决措施[J].中国科技财富，2011，（8）.