高速公路隧道施工技术

高速公路隧道施工技术探讨摘要：本文结合工程实际，对高速公路双联拱隧道施工技术进行探讨。

关键词：高速公路；双联拱隧道；施工技术一、工程概况某双连拱隧道处于广西西北部山区，地势高差较大，构造为剥蚀丘陵。

内断裂构造极其发育，岩层为花岗岩、千枚岩、粉砂质页岩、石英砂岩等，隧道不良地质为破碎断裂带及煤层为主，地表水较发育，地下水为岩层裂隙水。

本隧道长450m，为双向6车道，设计行车速度80km/h，连拱隧道总开挖跨度达33.5m，设计施工难度相对复杂。

二、施工技术方案确定目前，国内的双联拱隧道所采用的施工方法大多为中洞法施工，即三导坑先墙后拱法。

在施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针。

（一）施工特点其特点为：1．采用超前水平预注浆小导管、径向系统锚杆、锁脚锚杆、挂网和格栅喷混凝土等支护手段，加之开挖后立即封闭，形成受力封闭环，能有效的控制围岩变形和地表下沉，大大提高了施工的安全度。

2．其支护系统能很好地适应围岩的变形，与围岩形成一个整体，故能充分发挥围岩的自撑能力。

3．能应用量测监控等信息化管理方法指导施工，使整个施工过程均处于受控状态。

4．施工作业简便，不需要特殊的施工机械和设备，容易推广使用。

5．采用分部开挖，其超前中洞可起到探测和预报地质情况的功能。

6．中洞法施工减少了两个边导洞的施工，拱墙采取整体一次或分次衬砌，具有工序较简单、机械化程度较高、临时初期支护量小、施工进度较快、节约成本的特点。

（二）工艺原理所谓中洞法，就是在地下工程掘进中，通过临时支撑将开挖断面分成几个部分，中洞初支先行施工，待中洞贯通后施工中墙顶部和底部防水，再施工中墙结构；然后利用中墙结构作为侧洞施工的支撑点，再根据围岩情况进行其它部分的开挖与支护、防水层及侧洞结构。

此工法是以新奥法的基本原理为依据，在开挖中尽量减少对围岩的扰动，通过超前管棚、锚(网)喷洞壁、钢拱架或格栅拱架支护系统和临时支撑联结，使断面及早闭合，控制围岩变形，并使之趋于稳定。

同时，建立围岩支护结构监控量测系统，随时掌握施工过程中围岩的变化，合理安排，及时调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

三、施工技术要点本隧道施工作业采用中导洞先行，中导洞掘进40～50米浇注中墙。

在中墙混凝土强度达到70%以上再进左洞，右洞掌子面落后左洞按10m控制。

经监控量测，围岩变形基本稳定后同时施作左右洞二次模筑衬砌。

当围岩变形过大，初期支护力不足时，除应及时增强初期支护外，亦可修改二次衬砌设计参数后提前施作模筑混凝土。

左右洞二次衬砌与掌子面间距控制在25～35m 之间。

这就在进、出口各自建立了中导洞、中墙、左、右洞开挖、二次模筑衬砌五道并行的作业流水线，拓展了隧道施工作业面，为加快隧道施工进度奠定了坚实的基础。

（一）初期支护施工 1．超前小导管施工。

（1）制管：超前小导管系用外径为50mm，壁厚为5mm热轧无缝钢管加工成长500㎝.将钢管一端加热锻成锥头，另一端焊上钢箍，留400mm作为止浆段，然后沿管壁四周钻四排注浆孔，各排孔位互相错开，间距150mm，孔径8mm。

（2）钻孔：按设计环向间距以紧靠开挖面的钢支撑为支点先定出孔眼的位置。

外插角从钢支撑外侧钻孔，孔深500㎝，小导管纵向间距：中导320㎝，左、右洞250㎝。

（3）安装导管注浆：成孔后用高压风清孔，安装小导管后用牛角泵压注30号水泥浆，注浆压力为0.7mpa～1.0mpa，达到压力时持续15分钟停止注浆。

2．系统锚杆施工。

隧道采用的的锚杆有两种：中导洞和进出口成洞面临时支护用φ22㎜螺纹钢砂浆锚杆，左、右洞用φ25㎜中空注浆锚杆。

锚杆按设计长度加丝口长，下料后用套丝机套出12㎝长螺纹。

在初喷砼后用红漆按设计间距梅花形布置，点出锚杆孔位。

用风动凿岩机垂直岩面钻孔。

成孔后用高压风清除孔内碴屑，砂浆锚杆在注浆后插入锚杆，安装垫板、螺栓；中空锚杆是安装锚杆后注浆，注浆压力为0.5～1.0mpa，终压为2.0～2.5mpa.砂浆锚杆注30号水泥砂浆，中空锚杆压注30号水泥浆。

锚杆安装后三天内不准敲击锚杆头，也不准悬挂重物。

3．钢拱架施工。

（1）现场制作1：1胎模平台一套，并放设1：1钢模试拼大样。

（2）截割下料，将切割好的型钢放在1：1胎模上，固定后用乙炔焰加热达到一定深度后，均速起动胎模千斤顶，将型钢压制成型。

（3）各单元的接头板有两种型式：钢拱架与中隔墙的连接是在连接单元的一端焊上a3钢板，与预埋在中隔墙的钢板双面焊接，各单元之间的连接采用u型钢之间一定长度的搭接并用连接件压紧。

（4）将加工好的各单元构件放在大样台上试拼，轮廓误差不大于3cm，钢拱架平放时，平面翘曲应小于+2cm。

（5）用经纬仪和水准仪准确量测型钢拱架，在隧道法线方向的位置与高程，用红油漆准确标注拱顶、拱脚和边墙等控制点位置，设置足够的定位锚杆。

（6）对超挖较大部位，用浆砌片石镶补，拱或墙脚有虚碴或不稳定时，清除松碴，用砼填平，再用槽钢沿纵向铺设，确保钢拱架脚稳固。

（7）安装锚杆后喷3㎝厚钢纤维砼，安设拱架，单元间按设计连接，并与定位锚杆锁脚锚杆焊接在一起，钢架与喷层之间空隙，用骑马垫塞紧。

钢架间纵向用ф25钢筋焊接，连接钢筋环向间距1.0m.钢架间距ls2-1段50㎝，ls2段80㎝。

（8）型钢钢架开口侧朝向隧道中心。

（9）为加强拱脚，在钢拱架脚加设两根长3.5m的锁脚锚杆。

（二）洞身开挖 1．中导洞开挖。

在成洞面临时支护完成后，按中导洞开挖轮廓线挖槽，初喷砼后嵌入首榀钢格栅拱架，与洞外所立的钢格栅用纵向钢筋连成整体，挂钢筋网后喷射砼形成洞口棚架，以首榀钢格栅为支点，按超前小导管环向间距以10°外插角向钢格栅外侧打入小导管，注浆4h后进行中导洞开挖。

中导洞开挖循环进尺0.5～1.2m，开挖成型进行中线、水平检查，符合设计要求后立即初喷5㎝厚20号素砼。

按设计的锚杆间距梅花形布置，用红漆画点出锚杆孔位，用风动凿岩机垂直岩面钻孔，清孔后注入30号水泥砂浆，安装φ22l＝250㎝砂浆锚杆，挂钢筋网后按设计纵向间距安装钢格栅拱架。

两榀拱架之间用u型钢筋插接，纵向连接筋环向间距100㎝，钢格栅纵向间距80㎝。

安装好钢拱架后喷射砼至设计厚度，进行下一循环。

中导洞开挖采取两台阶开挖，上下台阶以起拱线分界，台阶长3～5米，上台阶开挖的土用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。

上台阶开挖后及时支护，然后开挖下台阶。

下台阶先挖中槽，两边各留上宽1米，下宽2米土台，然后左右错进开挖两边，接长支护至导坑底部。

来源：考试大的美女编辑们2．左、右洞开挖。

左、右洞开挖在中墙砼达到设计强度的70%以后进行，采取两台阶分步平行开挖，上台阶从拱脚至拱顶，含整个拱部。

为站人施工方便，上台阶分两步开挖：先挖环形导坑，后挖中核，中核至拱顶高度1.6m～2.0m.台阶长5m～10m，上台阶开挖的土方用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。

下台阶开挖先挖中槽，外侧边墙留上宽2m，下宽4m的平台。

中槽掘进5m～8m，跳槽开挖边墙，马口槽宽2m，净距3m。

仰拱随同边墙马口一起开挖，符合设计尺寸后立即初喷5cm厚砼，施工边墙部分锚杆，接长钢支撑至中隔墙，喷射砼至设计厚度，形成封闭的环形支护。

仰拱开挖连成一衬砌节段长度应及时浇筑仰拱，加强对围岩的支撑。

左、右洞一次开挖不宜大于1m，左洞先进，右洞开挖面按落后左洞10m控制。

考试大论坛（三）二次衬砌 1．中隔墙施工。

（1）开挖中隔墙基础，绑扎在钢筋房内弯制成型的隔墙钢筋，预理左、右洞钢支撑接头钢板。

主洞环形排水盲沟、纵向排水管。

（2）立模、模板采用特制大块钢模，每次立模长度为9m，模板规格与正洞台车和模板一致，加工两节段模板。

（3）采用外拉内顶办法加固模板。

（4）采用泵送砼一次浇注每段隔墙。

（5）对顶部与中导洞临时支护相接触处要充塞密实。

（6）砼中掺加早强剂，砼具有早强、缓凝高流态性能。

当强度达到2.5mpa后可以拆模。

拆模后立即养护，养护14天。

2．左、右洞二次模注衬砌。

二次衬砌施工在围岩变形基本稳定后进行。

（1）初期支护经处理至表面无明显的渗水、漏水无突出的锚杆头、钢筋头及表面平整后，再铺设环向排水盲沟、纵向排水管、横向排水管，再铺设土工布、eva防水板。

（2）绑扎钢筋房中加工成型的钢筋，预埋设计的各种孔、管、线、件。

（3）台车就位，复核中线及标高，使二次衬砌内轮廓符合设计要求，泵送砼一次完成一节段砼的灌注。

（4）捣固采用插入式捣固器振捣。

（5）砼中掺入水泥重量6%的fs防水剂，砼具备早强、缓凝、高流态（坍落度一般为15cm左右）性能。

（6）强度达到设计的2.5mpa后，即可拆模，并洒水养护不得小于14天。

（7）砼于隧道出口附近设50m3/h拌合楼拌合，砼水平运输采用砼输送泵运到隧道出口进行浇注。

在隧道顶拱部位设置砼溜槽下料，以防止骨料分离。

四、结语隧道工程是属于地下结构物，在施工过程中，质量是生命，任何一个环节、任何一个部位出现问题，都会给工程的整体质量带来严重的后果，直接影响到公路的使用效益，甚至返工重建造成巨大的经济损失。

因此施工过程中的质量控制至关重要。

参考文献[1]刘贵应，王宇兴，陈建平，李鹏，李学东．高速公路双联拱隧道结构分析及施工工艺的优化．地质科技情报，2003，（01）．。