高速公路隧道不同圍巖施工工藝及對(duì)策研究

趙 龍

（四川川交路橋有限責(zé)任公司 四川廣漢 618300）

高速公路隧道不同圍巖施工工藝及對(duì)策研究

趙 龍

（四川川交路橋有限責(zé)任公司 四川廣漢 618300）

高速公路的隧道工程建設(shè)是在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的大環(huán)境下所提出的道路建設(shè)要求。保證隧道工程建設(shè)的安全穩(wěn)定性是十分重要的。所以道路施工單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)高速公路隧道不同圍巖施工工藝與對(duì)策的深入探究與分析，從而實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化與完善，保證高速公路隧道建設(shè)的安全穩(wěn)定，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文就當(dāng)前隧道在不同圍巖施工過(guò)程中所面臨的問(wèn)題進(jìn)行分析，從而提出相應(yīng)的施工工藝與相關(guān)對(duì)策。以期為我國(guó)高速公路隧道工程建設(shè)的不斷優(yōu)化提供參考。

高速公路隧道；不同圍巖；施工工藝；施工對(duì)策

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展，隧道開(kāi)挖建設(shè)將越來(lái)越多地出現(xiàn)在高速公路建設(shè)中。為保證高速公路隧道建設(shè)的安全穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，相關(guān)施工單位與技術(shù)人員有必要就隧道不同為巖施工技術(shù)進(jìn)行分析與提高。從當(dāng)前所面臨的建設(shè)問(wèn)題出發(fā)，制定詳細(xì)的施工方案與對(duì)策，不斷加強(qiáng)施工技術(shù)與工藝的優(yōu)化與提升。只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)高速公路隧道建設(shè)的長(zhǎng)足發(fā)展，保證工程安全性，從而實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益。

一、當(dāng)前隧道在不同圍巖施工過(guò)程中所面臨的問(wèn)題

高速公路隧道不同圍巖的實(shí)際施工在開(kāi)挖工作展開(kāi)之前往往會(huì)存在一定的原巖應(yīng)力。該受力狀態(tài)是在原始情況下圍巖實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。但是由于原巖應(yīng)力本身存在著方向與大小的差異性，所以在公路隧道開(kāi)挖工程開(kāi)展過(guò)程中，不同圍巖所承受的力量情況也會(huì)發(fā)生變化，對(duì)圍巖造成損壞[1]。

另外，在圍巖施工環(huán)節(jié)中，地質(zhì)運(yùn)動(dòng)也會(huì)對(duì)圍巖造成損壞，在地殼發(fā)生的穩(wěn)定性不確定的運(yùn)動(dòng)時(shí)，圍巖的穩(wěn)定性會(huì)逐漸降低。所以為保證高速公路隧道建設(shè)的穩(wěn)定性，相關(guān)施工單位在進(jìn)行隧道選址工作時(shí)，應(yīng)首先規(guī)避地質(zhì)構(gòu)造層?；蛟陔y以避免的情況下，盡量貼近硬巖層。同時(shí)由于地質(zhì)本身具有的斷帶層也是圍巖穩(wěn)定性的重要影響因素之一，且穩(wěn)定性隨著隧道與其距離增加而逐漸降低。其外，圍巖本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是影響施工建設(shè)穩(wěn)定性的根本要素，其主要分為脆性和塑性?xún)煞N不同類(lèi)型。前者質(zhì)硬而力學(xué)強(qiáng)度大，后者則質(zhì)軟而硬度強(qiáng)度低。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)中有必要根據(jù)不同巖體類(lèi)型來(lái)進(jìn)行相應(yīng)方法的選擇。

除此之外，當(dāng)前高速公路隧道施工中所面臨的問(wèn)題還包括流經(jīng)的地下水因素。這也是造成施工塌方事故與穩(wěn)定性失衡的重要原因。對(duì)于不同類(lèi)型的圍巖地下水都有重要的影響。首先，地下水會(huì)將巖體軟化，影響力學(xué)強(qiáng)度，這對(duì)于圍巖尤其是軟巖穩(wěn)定性影響嚴(yán)重。同時(shí)地下水流還會(huì)將夾層物質(zhì)帶走，降低相互摩擦力，出現(xiàn)巖體活動(dòng)的現(xiàn)象[2]。

二、高速公路隧道不同圍巖施工工藝及對(duì)策研究

（一）根據(jù)不同圍巖級(jí)別與類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的施工工藝選擇

在高速公路隧道建設(shè)過(guò)程中，往往在不同路段都存在著不同級(jí)別和類(lèi)型的圍巖。所以在實(shí)際施工環(huán)節(jié)中，施工單位應(yīng)當(dāng)在工程設(shè)計(jì)圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的施工工藝與方案。中隔壁法（CD法）主要應(yīng)用于雙線(xiàn)隧道IV級(jí)圍巖深埋硬質(zhì)巖地段以及老黃土隧道地段，該方法主要是指在實(shí)際施工環(huán)節(jié)中把鋼支撐與噴射混凝土進(jìn)行合理分割，再展開(kāi)施工的技術(shù)。在利用該工藝進(jìn)行施工之前，首先要確保施工參數(shù)的穩(wěn)定。即在隧道拱部運(yùn)用注入水泥漿的小導(dǎo)管超前預(yù)支護(hù)，保證工程開(kāi)挖進(jìn)尺控制在0.5米。同時(shí)要保證臺(tái)階高度保持在4.5米到5米之間且控制臺(tái)接近距在3到5米之間。除此之外，還要加強(qiáng)支護(hù)措施的完善，將114型鋼和118型鋼分別應(yīng)用在中隔壁時(shí)支護(hù)以及初期支護(hù)當(dāng)中。

在正式施工環(huán)節(jié)中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)首先進(jìn)行左側(cè)導(dǎo)坑的上臺(tái)階的開(kāi)挖工作。并在該開(kāi)挖長(zhǎng)度到達(dá)3米到5米之間時(shí)，在開(kāi)始進(jìn)行下臺(tái)階的開(kāi)挖工作。同時(shí)在將左側(cè)導(dǎo)坑開(kāi)挖距離到達(dá)5米到10米之間時(shí)，再進(jìn)行右側(cè)的上臺(tái)階開(kāi)挖工作。而該開(kāi)挖長(zhǎng)度到達(dá)3米到5米之間時(shí)，就可以展開(kāi)下臺(tái)階的開(kāi)挖工作。在以上工作進(jìn)行時(shí)，施工人員應(yīng)保證初期支護(hù)工作以及鎖腳錨桿工作的完善。并且在隧道斷面呈現(xiàn)環(huán)狀時(shí)且施工穩(wěn)定之后要將臨時(shí)支護(hù)拆除，進(jìn)行下一步的混凝土二次襯砌工作。而對(duì)于該施工工藝來(lái)說(shuō)，拆除中隔壁是十分重要的工作內(nèi)容。該操作應(yīng)當(dāng)在隧道基本成型且穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，避免對(duì)未成型隧道造成破壞。

臺(tái)階法的應(yīng)用主要是指在實(shí)際隧道開(kāi)挖工作中，將完整的工作面進(jìn)行上下劃分，實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖支護(hù)工作。在實(shí)際操作環(huán)節(jié)中，施工單位應(yīng)首先開(kāi)展上臺(tái)階開(kāi)挖工作，并將其長(zhǎng)度保持在3米到10米之間。而其具體的開(kāi)挖進(jìn)尺還要根據(jù)該施工環(huán)節(jié)中所面對(duì)的圍巖穩(wěn)定性等特性來(lái)進(jìn)行判斷，但至多不能超過(guò) 1米。另外，在進(jìn)行下臺(tái)階開(kāi)挖工作時(shí)，要將其長(zhǎng)度保持在20米到30米之間，同時(shí)也保證開(kāi)挖進(jìn)尺長(zhǎng)度在1米范圍之內(nèi)。臺(tái)階開(kāi)挖工作完成后，施工人員應(yīng)當(dāng)開(kāi)展初噴支護(hù)工作，這要求施工工作根據(jù)預(yù)先要求進(jìn)行實(shí)施，最后再進(jìn)行成環(huán)封閉工作。

預(yù)留核心土技術(shù)主要是被廣泛應(yīng)用在V級(jí)圍巖的深埋施工階段，這一級(jí)別的圍巖主要特征表現(xiàn)為整體性能強(qiáng)且較為干燥。在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在上臺(tái)階挖掘過(guò)程中利用挖掘機(jī)實(shí)現(xiàn)并預(yù)留長(zhǎng)度保持在2米到3米之間的核心土，并保證循環(huán)進(jìn)尺長(zhǎng)度不超過(guò) 1米。在該階段的施工中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)盡量避免爆破開(kāi)挖施工，最大程度地實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖安全保證[3]。

（二）加強(qiáng)施工過(guò)程中的安全保護(hù)措施

對(duì)于高速公路隧道施工工作來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)安全建設(shè)施工是十分重要的工藝要求之一[4]。首先，在實(shí)際施工進(jìn)行中，施工企業(yè)與施工單位都應(yīng)當(dāng)將安全施工作為施工基礎(chǔ)，并制定相應(yīng)的安全防護(hù)措施以及預(yù)防方案。特別是隧道開(kāi)挖施工過(guò)程中常見(jiàn)的塌方問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，積極制定相應(yīng)的防護(hù)措施，保證施工安全。另外，尤其要避免施工環(huán)節(jié)中為實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的不斷推進(jìn)與成本節(jié)約而忽略工程質(zhì)量與施工安全保障。應(yīng)當(dāng)正確地處理好施工安全、工程質(zhì)量以及施工進(jìn)度幾方面之間的內(nèi)在關(guān)系。同時(shí)，施工單位也應(yīng)當(dāng)就安全施工制定詳細(xì)的規(guī)章制度與獎(jiǎng)懲制度，督促施工人員在施工過(guò)程中自覺(jué)地進(jìn)行安全施工，避免安全事故的出現(xiàn)。

另外，在正式施工環(huán)節(jié)開(kāi)展之前，工程施工單位應(yīng)當(dāng)首先加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的有效展開(kāi)。為實(shí)現(xiàn)地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性及有效性，相關(guān)施工人員可以充分利用地質(zhì)雷達(dá)或者超前探工等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)與手段，對(duì)當(dāng)前所處地質(zhì)環(huán)境與實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，并制定相應(yīng)的報(bào)告。同時(shí)，在施工開(kāi)展過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)就工序展開(kāi)配備相應(yīng)的工程師進(jìn)行施工指導(dǎo)與技術(shù)交底，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的工作展開(kāi)。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著隧道建設(shè)的不斷深入，超長(zhǎng)深埋的隧道不斷的在建設(shè)當(dāng)中，這其中遇到的問(wèn)題也越來(lái)越多。而隧道工程的圍巖穩(wěn)定性對(duì)隧道的正常施工發(fā)揮著重要的作用，因此對(duì)影響隧道圍巖穩(wěn)定性的因素分析就顯得尤為重要了。在實(shí)際隧道施工環(huán)節(jié)中，為保證隧道安全穩(wěn)定性提高，避免出現(xiàn)工程塌方事故。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)問(wèn)題分析中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中隔壁法、臺(tái)階法以及預(yù)留核心土等施工技術(shù)進(jìn)行實(shí)際施工。同時(shí)，相關(guān)施工人員還應(yīng)當(dāng)就工程項(xiàng)目的實(shí)際地理環(huán)境與地質(zhì)情況進(jìn)行相應(yīng)的有效隧道開(kāi)挖方式的選擇與修改，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)控工作的開(kāi)展。只有這樣，才能保證隧道施工的質(zhì)量?jī)?yōu)化與安全性能，同時(shí)還可有效提高施工進(jìn)度，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]白偉.上軟下硬地層礦山法隧道下穿既有高速公路施工工藝與支護(hù)對(duì)策探討[J].土工基礎(chǔ),2015,(05):11-14.

[2]張功波.淺談高速公路隧道不同圍巖施工中采取的工藝與措施[J].中國(guó)建材科技,2014,(S1):7-8.

[3]蘭宇.高速公路隧道維護(hù)加固對(duì)策的模型試驗(yàn)研究[D].西南交通大學(xué),2005.

[4]李鵬.高速公路復(fù)雜地層雙聯(lián)拱隧道施工工藝控制與優(yōu)化[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2003.

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1007-6344（2017）02-0081-01