关于隧道施工工艺及其相关技术特点分析

王三星

(保定申成路桥有限责任公司)

关于隧道施工工艺及其相关技术特点分析

王三星

(保定申成路桥有限责任公司)

隧道施工中遇到的主要问题就是应保证围岩的稳定，因此应采用多种措施保证施工过程中各种技术措施具有针对性，目前利用新奥法指导隧道施工已经被广泛应用，以此为实例对隧道施工工艺与特点进行了分析。

隧道施工;开挖工艺;支护工艺;排水系统施工;二次衬砌

0 引言

隧道施工中需要通过开挖、支护等技术措施完成隧洞的建筑，在实际的工程中人们不断了解变形、开裂等现象是因为围岩压力所造成的，所以在施工中克服围岩压的负面影响形成了一个系统化技术，施工技术与工艺也随之为其展开。随着隧道工程技术的不断提高，系统化的技术措施已经成为了工程施工的重要技术形式，如新奥法，其思路就是最大限度的发挥围岩的承载作用，突出的原则就是短进尺、弱爆破、及早锚固、柔性支护、多测量等。以喷射混凝土、锚杆固定、测量这三项技术为核心，展开隧道的施工，从某种程度上看是对原有围岩的一种保护性开挖，保护其强度、允许变形但始终在可控的范围内，不会导致围岩出现根本的破坏，从而形成一种动态化的开挖与支护，从而使得围岩达到一个平衡，经济性与适用性较为突出。下面就以此为主要思路对某隧道工程中的施工与技术特点进行分析。

1 隧道的开挖工艺

目前，隧道施工通常遵循的是新奥法的规范开展。按照不同的围岩等级，开挖采用了大管棚、小导管预先注浆的技术为开挖进行辅助，开挖采用的是侧壁导坑技术;另外，还采用了台阶法技术。隧道开挖所采用的是控制爆破技术，以满足新奥法的思路。施工前应做好围岩爆破的技术设计，主要是控制爆破的参数，并根据围岩的实际情况或者爆破后的检测对爆破参数进行调整，主要是保证开挖的断面有良好的光爆效果，尽可能的降低超挖带来的对岩层的扰动与破坏。具体措施如下。

(1)侧壁导坑技术，利用此技术主要可以降低围岩的变形，及时施工作仰拱，对围岩进行封闭。上部弧形的导坑和边墙为人工施工，需要的时候利用弱爆破辅助。地质情况不佳的地段开挖前应进行注浆和锚杆处理或者利用小导管完成超前支护，开挖后利用混凝土喷射封闭围岩面，同时喷锚支护开始作业。上部弧形导坑出渣采用转载设备和车辆配合作业，人工辅助清理;核心岩土则采用爆破开挖。上部弧形导坑应采用预留核心技术进行开挖，配合喷锚支护。两侧的墙采用交错施工方法，通常3～5 m，不能采用两边同时掘进的方式。边墙围岩结构松散的应分两层处理。上部弧形导坑与下部开挖断面应保持超前4～6 m，但是两个工序可以同时进行。下部边墙的马口中槽的施工，利用控制爆破技术避免对已经完成的喷锚支护造成损害。施工中应保证勤测量的思路，及时对围岩的情况进行采样分析，并调整各种施工参数。

(2)台阶法施工技术是将隧洞分为两断面进行施工，即上半段与下半段进行开挖，上下断面的距离应保证在5～7 m，即上下台阶的长度差范围不宜过大，施工是上下台阶的设备是相同的并实现平行作业，即上下台阶分别设置相同的掘进设备，按照统一的进尺速度进行施工。台阶法施工的程序如下:上断面，利用风钻进行钻眼，光面完成爆破施工，利用电控雷管进行爆破，炮眼的深度应根据勘测结构确定，因为上断面设计的不大，掘进速度相对快，为了不影响下断面的施工，爆破后应将渣土堆放到台阶上，继续大眼作业。待下层台阶爆破完成后上半层断面的碎渣就会下落。上断面初期支护采用的是锚喷技术。施工时，严格按照作业的设计进行，控制上下的开凿进度。

2 隧道开挖初期的支护技术

(1)隧道开挖时需要进行支护，提高围岩的稳定，此时可以利用超前小导管支护，对掌子面的岩层进行喷射混凝土，防止漏浆出现。工艺是将小导管按照长度完成切割，并加工成为前端锥形。围岩松动的时候利用风钻或者大锤将小导管导入，纵向相邻的导管水平搭接为1 m，然后注入双桨。注浆时应从下向上进行，试验确定灰水比。注浆完成后应即刻堵塞管口，防止注浆外泄。

(2)喷射混凝土技术也可用于前期支护。喷射前应对围岩面进行清理，并埋设喷射厚度的标志。用于喷射的混凝土应利用强制搅拌设备在洞外完成搅拌，然后利用设备运至施工位置。喷锚支护的混凝土，往往需要两次喷射。初喷是对开挖完成后即可进行施工，为的是尽早的对岩面进行封闭，防止表层风化;复喷混凝土是在锚杆、网架、钢架安装完成后进行，主要是帮助尽快形成喷锚支护的体系，控制岩层出现位移。钢架间混凝土喷射厚度应大于4 cm。

(3)砂浆锚杆技术，这时利用特殊的锚杆台车配合钻机完成施工的措施，锚杆孔的位置与岩面保持垂直，其打孔的位置与设计位置保持误差小于100 mm，钻孔偏差应小于50 mm。钻孔后利用高压气流进行清理，然后安装锚杆，进行注浆加固。此时砂浆的比例应根据实地试验确定，同时控制注浆压力直至排气口没有气流或者溢出稀释注浆为止。

(4)钢筋网加固技术，这是利用预先加工的钢筋网进行加固的技术，施工是将其运至工作位置进行焊接。钢筋网加固的时候应保证质量，做好除锈、去污、质量检测等工作，使之达到设计要求。钢筋网铺设的时候，应随着混凝土初喷面变化而改变，使其与洞壁接触紧密。钢筋网的节点与锚杆、钢架的接头利用点焊技术进行固定。

3 隧道的防水排水施工

在隧道施工中还需进行防排水的施工，主要是防止地下水与降水对隧道安全的影响。施工中按照施工阶段采用了以下措施:(1)洞口施工，根据地形的情况在洞口施工段，设置了地表截水沟，将地面的降水与径流应导至自然沟谷中排除;(2)明洞施工段，利用无纺布、防水板、粘土保护等措施，进行防水，利用砂砾盲沟和直径116的双壁波纹管等措施与材料进行排水;纵向和横向排水管应保证相互贯通，将明洞衬砌背后的水引入隧道的排水系统，统一排除;(3)隧洞中部，在初期支护完成后利用无纺布、排水板、排水盲管等对隧道中部出现的渗水进行排除。

4 二次衬砌的施工工艺

在施工的过程中，对于二次衬砌而言，喷射混凝土、钢筋网施工、钢支架、锚固、结构防水等都是隐蔽工程，所以在二次衬砌前应对二衬的厚度进行检查，使其保证工程要求。对于二次衬砌的施工时间的选择，原则上需要围岩和初期支护的自然变形完成后，系统保持稳定时才能开始施工。如果围岩变形过大，初期支护开裂等必须对支护进行补强，当然也可进行提前的二次衬砌施工。施工时应先浇注仰拱部分，然后再浇筑拱墙二衬混凝土。在施工前应对地下水进行再次处理，封堵、引流等，仰拱和基础的浮渣和积水必须进行清理，衬砌混凝土应在无水的环境下施工，保证混凝土质量。施工前应最后检查模板、支架、钢筋、止水带等，满足要求后才能施工。

5 结束语

综合的看从隧道开挖到成形，再到支护与二次衬砌，是较为连续的系统工程，其多种施工工艺应形成一个连贯的作业循环，这样才能保证隧道的质量与施工安全。

［1］马帅，王强.浅谈隧道的施工工艺［J］.价值工程，2011，(15).

［2］韦正华，王存利.复杂地质条件下山岭隧道开挖与支护方法［J］.中国商界(下半月)，2009，(2).

［3］庞旭卿.金温铁路汤村隧道二次衬砌施工［J］.价值工程，2011，(25).

［4］黄绍伟.隧道施工超挖的预防与控制［J］.中小企业管理与科技(下旬刊)，2011，(7).

［5］樊永波.公路隧道施工技术浅析［J］.价值工程，2011，(9).

U445.7

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1008-3383(2012)03-0112-02

2011-11-05

王三星(1986-)，男，湖北省安陆市人，助理工程师，研究方向为公路桥梁施工。