長(zhǎng)大隧道的施工技術(shù)

王東君

摘要：本文結(jié)合火燒庵隧道重慶境內(nèi)段，對(duì)此隧道工程主要技術(shù)和施工工藝進(jìn)行了分析，以供類似的工程加以借鑒。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)大隧道 施工 技術(shù)

1 工程概況

火燒庵隧道重慶境內(nèi)段火燒庵隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路特長(zhǎng)隧道。火燒庵隧道位于湖北省巴東縣沿渡河鎮(zhèn)紅巖村至重慶市巫山縣楚陽(yáng)鄉(xiāng)和平村之間，進(jìn)口位于湖北省巴東縣境內(nèi)紅巖村三尖角兩條沖溝交匯處，出口位于巫山縣楚陽(yáng)鄉(xiāng)和平村范家河與其分支沖溝交匯處，隧道最大埋深約585m。重慶境內(nèi)部分，左線長(zhǎng)2824.907m（ZK0+012.093～ZK2+837），右線長(zhǎng)2884m（YK0+011～YK2+895）。隧道凈高：5.0m。

2 工程施工主要方法

2.1 工程實(shí)施進(jìn)度控制方法 施工單位在施工進(jìn)度落實(shí)方面制定了有力措施：①實(shí)行工期目標(biāo)管理，作業(yè)隊(duì)長(zhǎng)目標(biāo)責(zé)任制；②合理配置資源，滿足進(jìn)度要求；③優(yōu)化施工方案，科學(xué)組織施工；④抓關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加快工程進(jìn)度；⑤加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)；⑥加強(qiáng)材料供應(yīng)及物資儲(chǔ)備工作，避免因停工待料而影響工期。

2.2 主要施工方法 隧道采用“新奧法”施工，以超前預(yù)測(cè)、探測(cè)為手段，管超前，短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤檢查、勤量測(cè)、及時(shí)襯砌，穩(wěn)妥前進(jìn)，不留隱患，確保安全、質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工期的原則。認(rèn)真貫徹“光面爆破是基礎(chǔ)，噴錨支護(hù)保安全，圍巖量測(cè)明情況，施工通風(fēng)出效率，仰拱（或鋪底）先行快封閉（造環(huán)境），襯砌質(zhì)量樹形象”的工作原則。

采用鉆爆法、無軌運(yùn)輸施工，充分發(fā)揮大型機(jī)械作用，形成鉆爆、裝運(yùn)、支護(hù)、襯砌四條機(jī)械化作業(yè)線，開挖采用鉆孔臺(tái)架，光面爆破，裝碴機(jī)裝碴，自卸汽車出碴。噴砼、掛網(wǎng)、錨桿，并結(jié)合鋼格柵（鋼架）、超前支護(hù)等；大功率通風(fēng)布置；電動(dòng)液壓鋼模臺(tái)車（12m）全斷面一次襯砌（非標(biāo)準(zhǔn)段采取組合鋼拱及大塊鋼模）；自動(dòng)計(jì)量拌和站集中供應(yīng)砼，砼罐車運(yùn)輸，泵送入模，附著式、插入式振動(dòng)器雙重?fù)v固，形成機(jī)械化作業(yè)一條龍施工。及時(shí)進(jìn)行圍巖量測(cè)，并根據(jù)量測(cè)反饋的圍巖變形信息，調(diào)整支護(hù)參數(shù)，確定二次模柱混凝土?xí)r間等。

不良地質(zhì)地段，切實(shí)做好超前鉆探、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，超前支護(hù)，注漿等工作。做到先固結(jié)，后開挖，同時(shí)搞好控制爆破及沉降監(jiān)測(cè)工作。

2.3 洞口施工方法

2.3.1 洞口工程開挖及施工步驟見下圖。

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①首先施作1部——施作洞口邊仰坡截水溝，以截排地表水，截水溝與路基排水系統(tǒng)相銜接。②開挖2部——洞口頂部土石方開挖，人工配合。③3部——按設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)行邊、仰坡防護(hù)。④開挖4部土石方，施作5部——洞口上半部臨時(shí)支護(hù)，在洞口支立兩排格柵支撐，其縱向用鋼筋焊連成穩(wěn)固的框架，沿格柵支撐外輪廓施工超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)，并外露1m并與格柵焊接牢固。⑤開挖6部土石方，施作7部——洞口下半部臨時(shí)支護(hù)，并與上半部臨時(shí)支護(hù)連接在一起。重復(fù)進(jìn)行8、9部施作，使臨時(shí)支護(hù)形成一個(gè)封閉支護(hù)體系。⑥分部短臺(tái)階開挖10部洞身（臺(tái)階長(zhǎng)不超過3m），每循環(huán)進(jìn)尺1.0～1.5m，支立格柵支撐，并進(jìn)行洞身超前及初期支護(hù)，形成一個(gè)完整封閉洞內(nèi)支護(hù)體系。開挖洞身后，進(jìn)行11部——洞門、端、翼墻圬工施工和洞身襯砌混凝土整體灌注，整體式襯砌，把洞口鎖死。

2.3.2 開挖要求 ①邊坡、仰坡上的浮石和危石要清除，坡面凹凸不平的地方要予以整修平順。洞門端墻處的土石方，結(jié)合地層的穩(wěn)定程度、洞門施工季節(jié)進(jìn)行開挖。明洞的土石方開挖作業(yè)時(shí)間循環(huán)要緊跟上，安全防范措施要具體，在開挖時(shí)必須報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師審查批準(zhǔn)。明洞開挖時(shí)對(duì)兩側(cè)的仰坡要及時(shí)防護(hù)，及時(shí)錨噴，不使開挖的裸露面過大過長(zhǎng)時(shí)間暴露，防止雨水沖刷破壞仰坡。仰坡的開挖應(yīng)視邊坡的穩(wěn)定情況，確定邊坡，清除浮土。在仰坡面進(jìn)行錨噴網(wǎng)防護(hù)，錨桿采用φ22鋼管，長(zhǎng)度3.5m ，間距1.0×1.0m；鋼筋網(wǎng)采用φ6鋼筋，間距20cm×20cm；噴射砼厚度10cm。②進(jìn)洞前必須完成應(yīng)開挖的土石方；廢棄的土石方要堆放在指定地點(diǎn)。邊坡、仰坡上方不得堆置棄土、石方。

2.4 光面爆破施工工藝

①放樣布眼。開鉆前放樣布眼。參考設(shè)計(jì)圖，在開挖面上用紅油漆繪出中線、輪廓線，明確標(biāo)示炮眼位置，將誤差控制在5cm。在直線段，用激光準(zhǔn)直儀控制開挖方向和開挖輪廓線。②定位開眼。參考設(shè)計(jì)圖打設(shè)炮眼。掏槽眼及其周邊眼的精度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。掏槽眼的開眼誤差控制在±3cm以內(nèi)，掏槽眼周邊眼的誤差也不得超過±5cm。③鉆眼。周邊眼間距在軟巖中時(shí)不大于40cm，在中硬巖中時(shí)不大于50cm，同時(shí)保持準(zhǔn)確的外插角（3m深的炮眼外插角不得超過3°；5m深的炮眼外插角不得超過2°），兩茬炮交界處的臺(tái)階長(zhǎng)度不宜超過15cm。另外，為確保炮眼底均處于同一平面上，炮眼深度的調(diào)整方案應(yīng)該參考眼口位置和掌子面巖石的凹凸程度而定。④清孔。清理炮眼后裝藥。清理時(shí)，用鋼筋彎制炮鉤配合高壓風(fēng)管吹風(fēng)，將炮眼內(nèi)的石屑等雜物清理干凈。⑤裝藥。參考預(yù)先設(shè)定的裝藥量從上到下分片分組依次裝藥。雷管“對(duì)號(hào)入座”。用炮泥填塞炮眼，泡泥長(zhǎng)度至少達(dá)到20cm。⑥聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)路。采用穩(wěn)定可靠的復(fù)式網(wǎng)路起爆。聯(lián)結(jié)時(shí)注意幾個(gè)質(zhì)量節(jié)點(diǎn)：一是導(dǎo)爆管不能打結(jié)和拉細(xì)；二是保證各炮眼雷管的連接次數(shù)一致；三是在距離一簇導(dǎo)爆管自由端10cm以上的部位用黑膠布包扎引爆雷管。聯(lián)結(jié)好的網(wǎng)路由技術(shù)人員進(jìn)行質(zhì)量檢查。⑦瞎炮的處理。發(fā)現(xiàn)瞎炮后，先追溯其成因。若是孔外導(dǎo)爆管損壞引起的，將損壞部位切除，對(duì)導(dǎo)爆管重新連接，盡可能在挨近炮眼的位置設(shè)置接頭。⑧質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：a超欠挖控制。施爆后，圍巖面平整圓順無欠挖，超挖量（平均線性超挖）不超過10cm（眼深3m）和13cm（眼深5m）以內(nèi)。b半眼痕保存率。若圍巖是堅(jiān)硬巖石，且具有很好的整體性，半眼痕保存率在80%以上，中硬巖石和軟巖分別超出70%和50%。c對(duì)圍巖的破壞程度。爆破后，圍巖仍保持著良好的穩(wěn)定性，沒有嚴(yán)重的開裂現(xiàn)象，且無浮石或粉碎巖石，炮眼利用率超過了90%。

2.5 洞身襯砌 根據(jù)噴錨構(gòu)筑法設(shè)計(jì)規(guī)定段的隧道，基于經(jīng)驗(yàn)二次模注襯砌時(shí)間，圍巖量測(cè)凈空變化速率小于0.2mm/d；變形量超過了預(yù)計(jì)總變形量的80%；變形速率減緩，方可進(jìn)行，即適時(shí)襯砌。采用仰拱先行，襯砌臺(tái)車先墻后拱法施工；Ⅴ級(jí)圍巖段，襯砌緊跟開挖，Ⅳ級(jí)圍巖段滯后開挖30～50m；Ⅲ級(jí)圍巖段滯后開挖50～80m。

2.5.1 襯砌設(shè)備配置。①襯砌臺(tái)車：隧道襯砌為拆裝式整體鋼模液壓襯砌臺(tái)車襯砌。②混凝土拌制：通過自動(dòng)計(jì)量混凝土拌合樓集中拌制混凝土。③混凝土運(yùn)輸：通過專用的運(yùn)輸車泵送混凝土，才用插入式振搗器振搗。④襯砌臺(tái)車定位：采用STZ型激光準(zhǔn)直儀導(dǎo)向，由技術(shù)人員和試驗(yàn)人員運(yùn)用專業(yè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)原材料，并開展混凝土試驗(yàn)，以保證混凝土襯砌內(nèi)實(shí)外美，斷面尺寸符合設(shè)計(jì)要求，從而確保工程一次達(dá)標(biāo)。

2.5.2 洞身襯砌施工工藝。采用全液壓自行式12m液壓襯砌臺(tái)車，在組裝大模板襯砌臺(tái)車時(shí)要注意橫向支撐的強(qiáng)度和剛度，控制混凝土灌注過程中模板的變形，保證凈空要求，臺(tái)車定位采用激光準(zhǔn)直儀導(dǎo)向，專職測(cè)量技術(shù)人員校準(zhǔn)并經(jīng)質(zhì)檢工程師和監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行模筑混凝土。

2.6 施工供風(fēng)、通風(fēng)與防塵 鑒于本隧道的實(shí)際情況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察及審閱圖紙后決定，該合同段施工供風(fēng)、通風(fēng)以壓入式管道通風(fēng)為主，并加強(qiáng)機(jī)械廢氣凈化及降塵毒措施，減少污染源，并按本局及有關(guān)降塵凈毒工法實(shí)施。

2.7 施工排水 火燒庵隧道出口左洞縱坡為0.8%，-0.7%的雙向坡，右洞縱坡為0.8%，-0.54766%的雙向坡。左右洞開挖排水溝，施工廢水直接排出洞外。為減少污染，需在洞外修建污水處理池，經(jīng)凈化達(dá)標(biāo)后，排入溝谷中。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過努力，本工程在保證安全的前提下，確保了工期和質(zhì)量。隨著機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)制造能力的不斷發(fā)展，隧道施工機(jī)械也得到了極大的提升，在隧道施工中已經(jīng)引入了信息化管理。我國(guó)長(zhǎng)大隧道施工加強(qiáng)了新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用研究，對(duì)施工地質(zhì)勘測(cè)和超前預(yù)報(bào)工作進(jìn)行了加強(qiáng)，使得施工機(jī)械化配套得到了改進(jìn)和完善，不斷提高隧道建設(shè)組織管理水平，從而推動(dòng)長(zhǎng)隧道施工技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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