公路隧道施工技術(shù)及控制研究

文/李小剛

1 前言

在公路隧道作業(yè)中，隧道控制研究與施工技術(shù)對(duì)路網(wǎng)完善以及推動(dòng)公路建設(shè)具有重要價(jià)值與意義。公路項(xiàng)目中的隧道作業(yè)，應(yīng)充分考慮地區(qū)環(huán)境、地質(zhì)條件與特點(diǎn)。因?yàn)楹芏嘁蛩夭环€(wěn)定，這些很可能影響工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。并且隧道施工難度大且復(fù)雜。所以只有不斷加大對(duì)隧道施工技術(shù)的研究力度，全方位、多角度的嚴(yán)格把控施工操作，處理好所有施工細(xì)節(jié)，才能有效控制工程質(zhì)量，提高公路隧道作業(yè)水準(zhǔn)。

2 項(xiàng)目特點(diǎn)分析

在鞏固施工時(shí)，隧道是很重要的內(nèi)容，關(guān)系到工程以后的施工是否質(zhì)量達(dá)標(biāo)和安全。對(duì)公路作業(yè)而言，因?yàn)榈刭|(zhì)條件的不同隧道具有特殊性，并且施工操作區(qū)域十分隱蔽，故有大量不確定因素有可能對(duì)最終施工質(zhì)量造成不利影響。整體來看，隧道施工有很高的危險(xiǎn)性[1]。公路項(xiàng)目的隧道作業(yè)特點(diǎn)如下：

首先，自然環(huán)境與地質(zhì)條件的影響十分明顯，很多因素會(huì)對(duì)公路隧道作業(yè)造成不利影響，比如河流、溶洞與溝渠等。除此之外，降雨和地下水也是施工中需要注意的因素。還有在隧道作業(yè)中，也應(yīng)多留意地層運(yùn)動(dòng)情況和變化，以防隧道作業(yè)期間有巖層坍塌狀況出現(xiàn)，這個(gè)問題很有可能變成比較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。

挖掘隧道的時(shí)候，支護(hù)處理是很重要的工作，應(yīng)提前做好緊急情況應(yīng)對(duì)方案的準(zhǔn)備，加強(qiáng)安全教育、防護(hù)管理。公路隧道作業(yè)將安全擺在首位是很關(guān)鍵的事情[2]。

3 工程案例分析

隧道作業(yè)中，應(yīng)以隧道實(shí)際狀況施工。此次工程隧道結(jié)構(gòu)是凝灰?guī)r類型，有著良好的地質(zhì)條件，整體結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，會(huì)減少塌方出現(xiàn)概率。

按照公路情況，本公路的隧道高設(shè)計(jì)凈空寬875cm，凈空高710cm。施工要求包括三個(gè)要點(diǎn)：第一，嚴(yán)格控制施工進(jìn)度，盡可能減少施工帶給周圍環(huán)境的不利影響；第二，施工作業(yè)技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化施工處理目標(biāo)；第三，將安全落實(shí)到具體政策，用更科學(xué)、全面的思維展開作業(yè)，以保障工程能夠順利高質(zhì)量的完工。

以上述要求為參考，及時(shí)控制公路隧道的作業(yè)技術(shù)，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。

4 控制公路隧道施工技術(shù)的辦法

4.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)審核

隧道作業(yè)在處理時(shí)，操作要求很高，很復(fù)雜，是十分特殊的施工環(huán)節(jié)，故需要對(duì)設(shè)計(jì)問題有足夠的重視，這么做可以使工程的隧道作業(yè)質(zhì)量更好，保障效果。在隧道的設(shè)計(jì)中，應(yīng)及時(shí)會(huì)審施工圖紙，如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)第一時(shí)間調(diào)整。另外，應(yīng)做好現(xiàn)代信息技術(shù)的科學(xué)使用與管理，尤其是BIM 技術(shù)與3D 仿真[3]。還應(yīng)及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)模式，使用信息設(shè)計(jì)系統(tǒng)，全過程控制隧道，讓設(shè)計(jì)工作得到有效支持。最后做好設(shè)計(jì)問題排除，認(rèn)真分析有關(guān)材料，特別是地質(zhì)結(jié)構(gòu)與勘察材料。

4.2 加強(qiáng)材料管理

對(duì)工程質(zhì)量管理來說，材料管理是基礎(chǔ)。在作業(yè)時(shí)，材料種類雖然不是很多，但對(duì)所有材料的要求卻是各種各樣的。在采購材料時(shí)，需要按照項(xiàng)目整體狀況與標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)各廠家的材料質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，要保障材料性價(jià)比符合要求，使采購質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在材料運(yùn)輸時(shí)，時(shí)間和質(zhì)量是關(guān)鍵，提前規(guī)劃線路可以避免一些不必要的規(guī)劃出現(xiàn)。當(dāng)然為保障材料質(zhì)量，到達(dá)地點(diǎn)后及時(shí)檢查也很關(guān)鍵。當(dāng)入庫存儲(chǔ)時(shí)，要盡量減少環(huán)境對(duì)材料質(zhì)量、性能的影響。

4.3 嚴(yán)格把關(guān)技術(shù)

施工過程中，只有嚴(yán)格把關(guān)所有施工技術(shù)，并準(zhǔn)確使用技術(shù)，才能發(fā)揮技術(shù)的最大價(jià)值。根據(jù)隧道狀況，制定全面、完善的管理制度。此外，需要端正對(duì)施工技術(shù)的態(tài)度，體現(xiàn)質(zhì)量管理價(jià)值。另外，應(yīng)打造一支具有專業(yè)能力的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，平時(shí)及時(shí)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，才能更好的達(dá)到質(zhì)量管理目標(biāo)與有效落實(shí)，提高工作人員素質(zhì)與安全意識(shí)。同時(shí)，應(yīng)完善質(zhì)量管控系統(tǒng)，落實(shí)責(zé)任制度，加強(qiáng)監(jiān)督，體現(xiàn)技術(shù)最大作用。

5 公路隧道技術(shù)

5.1 爆破技術(shù)

在隧道工程作業(yè)中，爆破技術(shù)是一種常用的施工技術(shù)。在施工前，需要全方位對(duì)爆破技術(shù)展開研究，做好全過程的管理工作。當(dāng)項(xiàng)目施工時(shí)，爆破前參考點(diǎn)的尋找很重要，整體輪廓作為參考點(diǎn)，然后開挖輪廓線。爆破主要包括兩種方式：一種是預(yù)裂爆破，另外一種是光面爆破。爆破情況重點(diǎn)考慮如何避免帶給周圍過大的沖擊力與破壞影響并安全完成爆破工作。使用爆破技術(shù)的時(shí)候，對(duì)于各種器材和技術(shù)的依賴是很強(qiáng)的。應(yīng)保障作業(yè)人員都有扎實(shí)的專業(yè)能力。因?yàn)楸谱鳂I(yè)用到的材料有一定的危險(xiǎn)性，所以一定要做好防護(hù)。平時(shí)也應(yīng)注意得當(dāng)保存以免被人碰觸到。另外，在技術(shù)方案制定時(shí)，應(yīng)前往現(xiàn)場(chǎng)勘查，評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)狀況特別重要。從而確定現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)條件，并提出可行的爆破技術(shù)方案。按照爆破制度，做好安全防護(hù)，進(jìn)而提高爆破安全化水平。與此同時(shí)，還需要按照現(xiàn)場(chǎng)狀況、地質(zhì)條件選擇爆破技術(shù)，加強(qiáng)支護(hù)管理。對(duì)于爆破傷害來說，支護(hù)作業(yè)意義重大，是減少爆破損傷的必要手段，減少意外發(fā)生。

5.2 開挖洞身

公路項(xiàng)目的隧道作業(yè)，最基礎(chǔ)的手段是開挖技術(shù)，這是施工基礎(chǔ)。開挖洞身常見兩種方式：左右洞與中導(dǎo)洞。

首先，左右洞。在進(jìn)行左右洞作業(yè)時(shí)，需要提前檢查中槍噴射的混凝土材料。只有在材料強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行后續(xù)的左右段作業(yè)。左右段作業(yè)期間，應(yīng)使用兩臺(tái)階方式。在挖掘時(shí)，應(yīng)根據(jù)隧道狀況采取平行挖掘方式，按照隧道作業(yè)要求施工。上臺(tái)階的施工挖掘應(yīng)使用環(huán)形導(dǎo)坑技術(shù)，在作業(yè)效果達(dá)到規(guī)定以后，開掘中核。當(dāng)左右洞施工時(shí)，最關(guān)鍵的是中核開挖，應(yīng)做好開挖位置的嚴(yán)格把控，拱頂與中核的開挖位置距離1.6～2m 是比較合理的。

其次，中導(dǎo)洞。在中導(dǎo)洞作業(yè)中，兩臺(tái)階是基礎(chǔ)方法。施工時(shí)，使用拱線劃分現(xiàn)場(chǎng)，施工期間應(yīng)按照施工要求挖掘，臺(tái)階的長(zhǎng)度不能大于5m。完成臺(tái)階挖掘后,對(duì)機(jī)械設(shè)備的情況進(jìn)行檢查，然后進(jìn)行洞身作業(yè)。同樣，人工作業(yè)也很關(guān)鍵，第一時(shí)間將挖出來的土裝運(yùn)走，然后放到指定位置。另外，臨時(shí)支護(hù)在挖掘期間也是關(guān)鍵工作，應(yīng)根據(jù)挖槽情況并參考導(dǎo)洞施工圖情況施工，要求一定要準(zhǔn)確、到位。達(dá)到挖槽的標(biāo)準(zhǔn)之后，需要第一時(shí)間認(rèn)真檢查，為后續(xù)處理噴射施工打好基礎(chǔ)。完成混凝土的噴射操作后，安裝鋼格柵拱架，及時(shí)對(duì)隧道鋼格柵進(jìn)行連接，以綁扎原則按縱向鋼筋方向進(jìn)行綁扎。以保障開挖洞質(zhì)量。同時(shí)，控制循環(huán)進(jìn)尺在0.5～1.2m。在完成挖掘作業(yè)之后，檢查洞身的展開指標(biāo),達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，使用素混凝土噴射處理，一定要做好噴射厚度管理與控制工作。

5.3 混凝土噴射

公路項(xiàng)目的隧道作業(yè)中使用混凝土噴射技術(shù)，需要將工程管理與監(jiān)督落實(shí)到實(shí)際，強(qiáng)化質(zhì)量管理水平，順利完成混凝土的噴射作業(yè)。噴射混凝土?xí)r，有下述幾點(diǎn)需要注意。

第一，及時(shí)解決開挖斷面，以防其帶給混凝土性能不好的影響，導(dǎo)致噴射質(zhì)量與水平出現(xiàn)意外，對(duì)隧道作業(yè)質(zhì)量和安全造成不利影響。

第二，噴射混凝土?xí)r，對(duì)材料進(jìn)行科學(xué)配比，根據(jù)參數(shù)情況，控制材料配比。配比完成后，及時(shí)對(duì)其展開實(shí)驗(yàn)和管理，確保實(shí)驗(yàn)材料符合要求。

第三，按照隧道工程狀況，科學(xué)選擇混凝土的噴射方法。

第四，混凝土的噴射技術(shù)應(yīng)使用噴射機(jī)并提前做好噴射機(jī)的性能檢查。噴射時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充材料，連續(xù)施工，保障效果。

5.4 二次襯砌

使用二次襯砌技術(shù)能夠很好地完成隔墻作業(yè)。施工中有下述事項(xiàng)需要注意。

首先，施工期間一定要認(rèn)真檢查開挖基礎(chǔ)情況，做好隔墻材料準(zhǔn)備工作，特別是鋼筋材料，應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)和管理。另外，按照相應(yīng)的綁扎原則進(jìn)行隔墻鋼筋綁扎作業(yè)。此外還應(yīng)在左右洞的鋼支撐接頭鋼板部位預(yù)埋操作。施工中，以隧道的主洞結(jié)構(gòu)情況，做好排水盲管安排，合理設(shè)置縱向排水管，為后續(xù)作業(yè)打好基礎(chǔ)，提高施工質(zhì)量。

其次，在用到二次襯砌時(shí)，需要合理選擇模板。作業(yè)中，一般用鋼模板，選擇大塊的，根據(jù)工程要求與設(shè)計(jì)情況，控制立模長(zhǎng)度在9m 比較合適。選擇規(guī)格時(shí)，應(yīng)當(dāng)參照隧道狀況、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定。

再次，加固模板同樣是重要的二次襯砌作業(yè)環(huán)節(jié)，目前主要采用的方式是外拉內(nèi)頂。作業(yè)時(shí)，一定要加強(qiáng)監(jiān)督和檢查管理，將保障隧道質(zhì)量作為重心。支護(hù)時(shí)，中導(dǎo)洞、頂部是重點(diǎn)內(nèi)容。支護(hù)作業(yè)需按照接觸密實(shí)度情況判定，以展現(xiàn)隧道支護(hù)價(jià)值。

最后，結(jié)束排水盲溝作業(yè)后，使用二次襯砌時(shí)，應(yīng)及時(shí)解決初期支護(hù)出現(xiàn)的隱患和問題。要根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)，做好環(huán)向排水溝的合理設(shè)置，這樣才能達(dá)到二次襯砌的目的，有效控制工程施工效果。

6 結(jié)語

公路隧道有著特殊復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，風(fēng)險(xiǎn)很高。故隧道作業(yè)前，在地質(zhì)勘查、了解地質(zhì)構(gòu)造和隧道作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后，才可以設(shè)計(jì)施工方案。要選用合適的作業(yè)技術(shù)方式，配合開挖、爆破與襯砌技術(shù)，才能提高作業(yè)效率。應(yīng)落實(shí)責(zé)任制度，加強(qiáng)安全管理，減少風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)造最大化項(xiàng)目收益。