公路隧道正洞施工技術(shù)

王永強(qiáng)

（山西辰潤交通科技有限公司，山西 晉中 030600）

0 引言

隧道正洞施工即指隧道主體工程施工，其難度和風(fēng)險都很大。為保證隧道正洞施工的質(zhì)量與安全，有必要對其施工技術(shù)進(jìn)行深入分析與研究。

1 工程概況

某公路隧道為分離式雙洞隧道，其左線起點(diǎn)樁號為ZK106+650，終點(diǎn)樁號為ZK106+945，總長約295m，處在半徑為1 205.81m的圓曲線上，設(shè)2.4%左右的縱向坡；右線起點(diǎn)樁號為K106+625，終點(diǎn)樁號為K106+955，總長約330m，處在直線段，設(shè)2.3%左右的縱向坡。

2 正洞施工技術(shù)

2.1 洞口段施工

在開挖洞口段之前，應(yīng)先開挖洞頂處的截水溝，以避免邊坡發(fā)生坍塌或地表水下滲到開挖面而對邊坡及洞面穩(wěn)定性造成影響。對于洞口邊坡與仰坡，均借助機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開挖，棄渣利用自卸車及時運(yùn)走。開挖施工時應(yīng)同時做好防護(hù)。仰拱采用跳槽法施工，并盡快將其封閉成環(huán)。邊仰坡的具體防護(hù)措施為“錨桿+鋼筋網(wǎng)+混凝土噴射”[1]。

2.2 明洞施工

待進(jìn)口開挖結(jié)束后，在現(xiàn)場對明洞鋼筋進(jìn)行綁扎，并全斷面進(jìn)行混凝土澆筑。對于明洞的內(nèi)模，借助襯砌臺車施工，而外模采用鋼拱架與組合式鋼模施工?；炷敛捎幂斔捅弥苯尤肽＃⒗酶街秸駬v器進(jìn)行振搗。

在明洞襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，根據(jù)圖紙要求在拱背處進(jìn)行防排設(shè)施施工，然后開始回填?；靥顟?yīng)分層進(jìn)行，并做好分層搗實(shí)，層厚按不超過30cm控制。在回填到與拱頂達(dá)到齊平的高度后，向上繼續(xù)填筑，直到與設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高相符。

2.3 洞身開挖

在洞身開挖過程中，應(yīng)先結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果明確圍巖的等級和開挖斷面尺寸，并確定是否需要實(shí)施超前支護(hù)，同時還要確定合適的開挖方式。完成以上工作后，開展爆破設(shè)計(jì)，再按照設(shè)計(jì)方案做好打眼、裝藥與爆破。完成爆破后立即施作初支，以此對圍巖變形予以嚴(yán)格控制[2]。

2.3.1 Ⅴ級圍巖段的開挖方式

對于V級圍巖段，在開挖之前應(yīng)先利用管棚對圍巖實(shí)施預(yù)加固，在普通段可借助注漿小導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)預(yù)支護(hù)，再采用臺階法進(jìn)行施工。臺階長度嚴(yán)格控制為5～10m。上臺階采用環(huán)向開挖的方法，在拱部初支完成后，開挖預(yù)留的核心土。然后開挖下部，將其分成兩個部分。開挖進(jìn)尺一般按照0.5～1.0m的范圍控制，使圍巖結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。

2.3.2 Ⅳ級圍巖段的開挖方式

對于Ⅳ級圍巖段，其開挖方法以半斷面正臺階法為宜，結(jié)合圍巖的具體情況，將臺階長度控制為3～5m，開挖進(jìn)尺則按0.75～1.00m控制[3]。

2.3.3 Ⅲ級圍巖段的開挖方式

在Ⅲ級圍巖段中硬度相對較大的段落，可進(jìn)行弱松動爆破施工，采用鑿巖臺車進(jìn)行鉆孔，開挖要在上臺階初支達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后實(shí)施，并應(yīng)做到單側(cè)落底，否則臺階兩側(cè)拱腳有可能同時處于懸空狀態(tài)，在落底完成后及時進(jìn)行初支。

2.4 襯砌施工

該隧道的襯砌結(jié)構(gòu)為復(fù)合式襯砌，初支采用錨桿、濕噴、鋼拱架和格柵鋼架，并采用管棚、超前小導(dǎo)管與超前錨桿作為輔助手段，基于監(jiān)控量測結(jié)果進(jìn)行初支與二次襯砌施工。

2.4.1 初支

初支應(yīng)緊跟開挖面進(jìn)行，力求將圍巖的直接暴露時間控制在8h以內(nèi)，以防圍巖產(chǎn)生變形，并避免圍巖在短期內(nèi)發(fā)生松弛。

（1）錨桿施工

錨桿以中空注漿錨桿與砂漿錨桿為主，其施工工藝為：①在圍巖表面根據(jù)設(shè)計(jì)要求的間隔距離準(zhǔn)確標(biāo)出錨桿的具體位置；②按照錨桿位置進(jìn)行鉆孔；③將錨桿孔清理干凈后插入錨桿；④按照1MPa以上的注漿壓力向錨桿孔注漿；⑤在錨桿孔內(nèi)漿液強(qiáng)度符合要求后，分別安裝墊板和螺母，然后將螺母擰緊。

（2）掛網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)采用成品網(wǎng)，其網(wǎng)眼間隔距離為15cm，根據(jù)混凝土受噴面的起伏情況進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)好后利用墊板與螺母進(jìn)行固定，相鄰兩塊網(wǎng)片之間的搭接寬度應(yīng)達(dá)到15cm以上，網(wǎng)格和受噴面之間的距離按不超過3cm控制，使保護(hù)層厚度達(dá)到1cm以上。

（3）混凝土噴射

混凝土噴射主要使用強(qiáng)度等級為C30的素混凝土，施工前根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的要求進(jìn)行配制?；炷羾娚涔に囈话銥闈駠?。因噴射過程中回彈無法避免，而且集料與纖維兩種材料的回彈率不相同，所以開工前應(yīng)做好配合比試驗(yàn)，選擇回彈量最低且物理力學(xué)性能達(dá)到要求的配合比作為施工配合比。為保證最終的噴射效果，要盡可能減少回彈與粉塵，利用濕噴機(jī)進(jìn)行噴濕。在噴射前，應(yīng)用水或壓縮空氣對受噴面進(jìn)行清理。在混凝土拌和過程中，除了要控制好配合比外，還要嚴(yán)格控制各類摻加劑的實(shí)際摻量，水灰比通常按照0.4～0.5控制，噴射距離控制在0.8～1.2m范圍內(nèi)。第一次噴射3～5cm厚，第二次噴射5～8cm厚，具體噴射厚度以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)。

2.4.2 二次襯砌

（1）二次襯砌施工借助模板臺車進(jìn)行，混凝土泵送。

（2）二次襯砌的作業(yè)面和鋪底作業(yè)面之間的距離應(yīng)達(dá)到100m以上，與矮邊墻作業(yè)面之間的距離應(yīng)達(dá)到60m以上，確保二次襯砌施工得以正常進(jìn)行，以免影響施工進(jìn)度。

（3）對于復(fù)合式襯砌，其二次襯砌施工需在嚴(yán)密的監(jiān)控量測結(jié)果指導(dǎo)下進(jìn)行，即選擇適宜的時機(jī)開展施工。

（4）二次襯砌施工所用臺車在工廠中制造，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場拼裝成型。對于臺車模板的定位，宜使用五點(diǎn)定位法。在襯砌施工開始前，應(yīng)先將模板表面進(jìn)行全面打磨處理，以清除銹跡，并涂油防銹。

（5）臺車模板要和混凝土之間有良好的搭接，將其就位后，檢查臺車上各個節(jié)點(diǎn)之間的連接是否牢固，確定是否存在錯位。

（6）對于臺車端部設(shè)置的擋頭模，需確保襯砌厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整避免形狀不規(guī)則。另外，擋頭模結(jié)構(gòu)還應(yīng)能使襯砌環(huán)形接縫達(dá)到榫接，并在頂部設(shè)置觀察孔，便于施工人員對封頂混凝土澆筑情況進(jìn)行觀察。

（7）在襯砌結(jié)構(gòu)的三縫處均設(shè)置止水帶，包括伸縮縫、沉降縫與施工縫。在現(xiàn)場進(jìn)行分段安裝，并固定于擋頭板，接頭結(jié)合現(xiàn)場具體情況進(jìn)行熱接或冷接。

（8）在施工縫部位安裝橡膠止水條，安裝位置在端面留設(shè)的凹槽當(dāng)中，具體安裝流程為：先清洗混凝土表面，然后均勻涂刷一層黏結(jié)劑，之后開始粘貼止水條，并使用混凝土釘將其固定，最后進(jìn)行混凝土灌注。

（9）將臺車安裝到位同時經(jīng)過檢測確認(rèn)合格后，方可開始襯砌結(jié)構(gòu)混凝土的澆筑施工。澆筑按照從下到上的順序分層且對稱實(shí)施，同時應(yīng)確保澆筑保持連續(xù)，力求一次性完成。對于每一層的具體澆筑高度、次序和方向，都需要以混凝土的生產(chǎn)能力、運(yùn)輸距離及現(xiàn)場澆筑施工條件為依據(jù)來確定。為避免澆筑過程中由于兩側(cè)壓力差過大導(dǎo)致臺車發(fā)生移位，需將兩側(cè)混凝土的澆筑高度差嚴(yán)格控制在50cm以內(nèi)，并對實(shí)際澆筑速度予以嚴(yán)格控制，使其始終處于允許范圍內(nèi)。

（10）在確保襯砌結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)際強(qiáng)度不低于5MPa或混凝土強(qiáng)度不因模板拆除而發(fā)生損壞時，即可開始拆模。在拆模之前，應(yīng)先用清水對模板的外側(cè)表面進(jìn)行沖洗，完成拆模后可通過在混凝土表面適當(dāng)灑水來降低混凝土的水化熱，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。一般情況下，混凝土養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)達(dá)到14d以上。

2.5 監(jiān)控量測

隧道正洞施工中，監(jiān)控量測是一項(xiàng)重要內(nèi)容，必須引起重視，通過及時反饋信息為施工提供參考。在施工中必須進(jìn)行量測的項(xiàng)目包括：洞外情況、地表下沉、拱頂下沉、凈空收斂、各工作面的地質(zhì)描述等。對收集到的量測數(shù)據(jù)予以整理分析，并及時對變位情況進(jìn)行上報(bào)，以便于設(shè)計(jì)修改或制定針對性的加強(qiáng)措施，避免坍塌事故的發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述，隧道正洞施工是隧道主體工程施工，主要包含進(jìn)洞段施工、明洞施工、洞身開挖、襯砌施工和監(jiān)控量測。通過對各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，該隧道正洞施工順利完成，質(zhì)量合格，所用各項(xiàng)施工技術(shù)合理可行，值得類似隧道工程借鑒。