浅析隧道工程施工工艺

浅析隧道工程施工工艺
摘要：文章根据实际施工经验，针对隧道工程的施工工艺，简要介绍了公路隧道施工技术措施，供相关技术人员参考、借鉴。

关键词：公路隧道施工技术
1、钻爆法概述
公路隧道由于经常穿越山岭地区，因此隧道施工一般采用钻爆法开挖，所谓钻爆法就是指在隧道施工过程中，采用钻孔、装药、爆破的方式进行隧道内的掘进施工。

现阶段隧道钻爆法施工爆破技术种类较多，目前隧道施工多采用光面爆破、微差爆破以及预裂爆破，达到控制成型，节约成本的目的，采用何种爆破方式应结合施工区域的水文地质情况、断面大小等情况确定，先按规范及经验确定初步爆破方案，再通过实践对爆破方案进行修正，达到方案中各项参数最优化。

2、超前支护
对于公路隧道施工超前支护主要是针对施工区域内的软弱不良地层而采取的辅助施工措施，施工前应结合设计，比对实际埋深、围岩条件等讨论超前支护参数的合理性，需要加强时及时邀请设计代表现场核实，确定变更方案，以免施工作业过程中出现沉陷坍塌等。

超前支护的施工工艺方法主要包括以下几方面。

（1）注浆加固。

注浆加固主要是通过注浆设备经提前配制好的浆液注入地层，浆液凝胶后主要发挥充填裂隙以及胶结砂土颗粒的作用，并能够提高岩体的自稳能力，从而起到稳定施工作业开挖面
以及防水的作用。

注浆加固施工时应根据工程项目的实际地质条件确定，在施工作业前必须明确注浆孔布置图以及注浆材料及配比是否符合设计要求，在注浆施工作业前，应首先通过定压注浆原则进行注浆试验，以验证注浆参数并及时调整。

注浆结束后应检查注浆效果，合格后方可进行下道工序的施工作业。

（2）超前小导管。

超前小导管是指在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外按一定角度打入带孔钢管，通过钢管注浆，并与钢架连成一体进行围岩加固的超前支护方式。

一般按ⅴ级ⅵ级围岩三榀拱架、ⅳ级围岩两榀拱架施做一循环超前小导管，少数地质特别软弱段施做双层小导管加固，一般按环向3根/m施做。

施工工序为钻孔、清孔、顶管、注浆。

应加强对钻孔外插角的控制，是减少超挖的有效途径。

（3）大管棚。

大管棚一般常用于隧道洞口埋深较浅，围岩风化程度较高，较破碎地段，在进洞之前先施做大管棚支护，以确保进洞作业安全，在洞内隧道穿过沟谷底部埋深较浅时也有应用，是穿越长距离浅埋段的有效措施。

施工工序为测量放线、施做套拱、钻孔、顶管、注浆。

套拱施工一般架立三榀型钢拱架连接成整体，在拱架上安装导向管，一般2m左右，架内、外模浇筑混凝土。

施工中应加强对套拱施工中导向管安装角度控制，现场测量调整，保证大管棚施工成型。

3、开挖方法
隧道施工开挖方法需结合施工区域的地质条件、隧道埋深、断
面大小以及现场设备等情况综合确定。

常见开挖方法如下：
3.1中隔壁法
中隔壁法其施工工艺为在隧道施工开挖时，将隧道内部分为左右两大部分进行开挖。

首先在隧道一侧通过台阶分层进行开挖，开挖同时施作喷锚支护以及施做中隔墙壁作为临时支护，然后再分台阶开挖隧道另一侧，其分步次数及支护形式应该与之前开挖的一侧相同。

两侧之间纵向应该间隔30～50m左右的距离，并且在灌注二次衬砌前，将对应段的中隔壁逐段拆除。

中隔壁法主要适用于地质条件为ⅳ-ⅴ级的围岩，也可用于浅埋地层隧道暗挖。

对于中隔壁法施工，应该严格的控制好各施工工序的施作质量以及不同工序之间的衔接，以确保施工作业安全进行。

在进行开挖作业时左右部的台阶开挖高度应当结合地质情况以及隧道断面的具体情况综合确定，同时在后一侧开挖形成全断面时，及时完成全断面初期支护作业施工。

3.2全断面法
全断面法是指首先根据设计资料将隧道一次开挖成型，然后进行初支和二次衬砌施工的隧道开挖方法。

由于全断面法全部采用大型机械设备，因此施工进度相对较快，对于地质条件较好的ⅰ-ⅱ级围岩以及单线公路隧道ⅲ级围岩等区域比较适用。

对于全断面法的施工作业，为了加快施工进度，可以采用深孔爆破技术增加循环进尺，采取配备钻孔台车、多功能台架及高效率装运机械设备，开挖支护平行作业等缩短循环作业时间。

全断面法是施工单位较愿意
采取的开挖方法。

3.3台阶法
台阶法是指将隧道设计断面分两次或三次开挖，台阶间控制一定距离，采用同时并进的隧道开挖施工方法，台阶法应用最广，一般用于ⅲ级、ⅳ级、ⅴ级围岩地段。

由于台阶法适用范围最广，在施工过程中由台阶法衍生出多种适用于各种地质情况的施工方法，例如三台阶预留核心土法、三台阶七步法、三台阶临时仰拱法等等，这几种方法较为常见。

施工中应采用“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”原则，确保施工安全。

4、支护施工
（1）喷射混凝土。

在公路隧道支护施工中，喷射混凝土通常情况下采用湿喷工艺，根据我国相关条文规定，隧道初期支护喷射混凝土的强度等级不应低于c25。

在喷射混凝土施工作业前，应对岩面渗漏水采取封堵或引排等措施处理，通常情况下混凝土的喷射压力控制在0.15～0.2mpa之间，等待混凝土终凝两小时后，应击实进行保湿养护。

（2）锚杆。

锚杆主要是在开挖后施做，对围岩起到一定的悬吊和联结作用，但是对于黄土以及土质浅埋等土层持力较差的隧道拱部锚杆难以发挥作用。

目前常用的锚杆有自进式锚杆、反循环注浆锚杆及中空锚杆等，通常情况下，采用风钻钻孔，土质地层也可采用煤电钻钻孔，施工中应注意钻孔角度的控制。

（3）钢架以及钢筋网施工。

在公路隧道施工中，钢架以及钢筋
网主要是发挥稳定围岩，同时避免喷面由于承受喷射力而塌落，以及喷射混凝土层开裂，增强初期支护的整体作用，通常与锚杆焊接为整体。

钢架首先应该对加工尺寸严格控制，否则超欠挖现象较突出，架立时应保证螺栓联接质量，锁脚锚管的施工质量。

（4）公路隧道仰拱及二次衬砌。

对于仰拱施工应超前拱墙衬砌，紧随隧道开挖施工作业面，仰拱、填充一般需要分开浇筑，并采取全副灌注的方式，架设仰拱栈桥保证仰拱前后作业面人员及车辆能行，施工中应注意仰拱开挖后应及时封闭，栈桥架设时保证搭接长度及平稳性。

二次衬砌施工多采用衬砌模板台车定位，混凝土输送泵泵送混凝土浇筑，少数断面变化时采用组合钢模板架模施工。

由于二次衬砌作为公路隧道的永久支护结构，应严格控制二次衬砌外观尺寸及混凝土施工质量，做到内实外美。

5、防排水施工
在隧道进洞之前，应完成隧道洞口段天沟、截水沟等排水设施。

对于隧道的洞内排水，逆坡施工时可在隧道一侧设置排水沟让水流出洞外，顺坡施工时根据洞内出水量及采用抽水设备型号确定集水泵站设置间距及排水管路数量，掌子面设临时集水坑将水抽至集水泵站，再由集水泵站位置抽至洞外，线路较长时采用多级抽水。

结构防排水则主要通过基面检查处理、排水盲管以及防水板铺设、施工缝、变形缝处理、混凝土灌注等工序完成，采取以排为主，排堵结合的方式。

防水板铺挂前应先对基面进行处理，割除锚杆、管棚外露部分，用砂浆抹平，防止割破防水板；铺挂时预留足够的松铺
系数，防止混凝土浇筑时将防水板联接部位胀裂。

应确保纵向排水盲安装坡度一致，通过三通管向隧道内排水沟引水管畅通。

施工缝及变形缝位置多设置中埋式橡胶止水带或背贴式橡胶止水带，中埋式橡胶止水带施工应首先进行挡头模板钻钢筋孔，并穿设钢筋卡固定止水带，灌注混凝土时应加强对堵头位置止水带的检查，有偏位镜法及时纠正。

由于隧道的排水系统直接关系到隧道施工期间以及线路交工运营期间的使用安全，因此必须严格控制防排水工程施工质量，确保排水通畅。

参考文献：
[1]赵嘉强.隧道施工技术管理—施工质量控制[j].公路交通建设资讯，2009
[2]李永明，魏海茹.公路隧道施工阶段的环保问题探讨[d].山西建筑，2004。