长大隧道的施工技术

王东君

摘要：本文结合火烧庵隧道重庆境内段，对此隧道工程主要技术和施工工艺进行了分析，以供类似的工程加以借鉴。

关键词：长大隧道 施工 技术

1 工程概况

火烧庵隧道重庆境内段火烧庵隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路特长隧道。火烧庵隧道位于湖北省巴东县沿渡河镇红岩村至重庆市巫山县楚阳乡和平村之间，进口位于湖北省巴东县境内红岩村三尖角两条冲沟交汇处，出口位于巫山县楚阳乡和平村范家河与其分支冲沟交汇处，隧道最大埋深约585m。重庆境内部分，左线长2824.907m（ZK0+012.093～ZK2+837），右线长2884m（YK0+011～YK2+895）。隧道净高：5.0m。

2 工程施工主要方法

2.1 工程实施进度控制方法 施工单位在施工进度落实方面制定了有力措施：①实行工期目标管理，作业队长目标责任制；②合理配置资源，满足进度要求；③优化施工方案，科学组织施工；④抓关键环节，加快工程进度；⑤加强机械设备管理与维护；⑥加强材料供应及物资储备工作，避免因停工待料而影响工期。

2.2 主要施工方法 隧道采用“新奥法”施工，以超前预测、探测为手段，管超前，短开挖、弱爆破、强支护、勤检查、勤量测、及时衬砌，稳妥前进，不留隐患，确保安全、质量，实现工期的原则。认真贯彻“光面爆破是基础，喷锚支护保安全，围岩量测明情况，施工通风出效率，仰拱（或铺底）先行快封闭（造环境），衬砌质量树形象”的工作原则。

采用钻爆法、无轨运输施工，充分发挥大型机械作用，形成钻爆、装运、支护、衬砌四条机械化作业线，开挖采用钻孔台架，光面爆破，装碴机装碴，自卸汽车出碴。喷砼、挂网、锚杆，并结合钢格栅（钢架）、超前支护等；大功率通风布置；电动液压钢模台车（12m）全断面一次衬砌（非标准段采取组合钢拱及大块钢模）；自动计量拌和站集中供应砼，砼罐车运输，泵送入模，附着式、插入式振动器双重捣固，形成机械化作业一条龙施工。及时进行围岩量测，并根据量测反馈的围岩变形信息，调整支护参数，确定二次模柱混凝土时间等。

不良地质地段，切实做好超前钻探、预测、预报，超前支护，注浆等工作。做到先固结，后开挖，同时搞好控制爆破及沉降监测工作。

2.3 洞口施工方法

2.3.1 洞口工程开挖及施工步骤见下图。

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①首先施作1部——施作洞口边仰坡截水沟，以截排地表水，截水沟与路基排水系统相衔接。②开挖2部——洞口顶部土石方开挖，人工配合。③3部——按设计要求及时进行边、仰坡防护。④开挖4部土石方，施作5部——洞口上半部临时支护，在洞口支立两排格栅支撑，其纵向用钢筋焊连成稳固的框架，沿格栅支撑外轮廓施工超前小导管注浆支护，并外露1m并与格栅焊接牢固。⑤开挖6部土石方，施作7部——洞口下半部临时支护，并与上半部临时支护连接在一起。重复进行8、9部施作，使临时支护形成一个封闭支护体系。⑥分部短台阶开挖10部洞身（台阶长不超过3m），每循环进尺1.0～1.5m，支立格栅支撑，并进行洞身超前及初期支护，形成一个完整封闭洞内支护体系。开挖洞身后，进行11部——洞门、端、翼墙圬工施工和洞身衬砌混凝土整体灌注，整体式衬砌，把洞口锁死。

2.3.2 开挖要求 ①边坡、仰坡上的浮石和危石要清除，坡面凹凸不平的地方要予以整修平顺。洞门端墙处的土石方，结合地层的稳定程度、洞门施工季节进行开挖。明洞的土石方开挖作业时间循环要紧跟上，安全防范措施要具体，在开挖时必须报请监理工程师审查批准。明洞开挖时对两侧的仰坡要及时防护，及时锚喷，不使开挖的裸露面过大过长时间暴露，防止雨水冲刷破坏仰坡。仰坡的开挖应视边坡的稳定情况，确定边坡，清除浮土。在仰坡面进行锚喷网防护，锚杆采用φ22钢管，长度3.5m ，间距1.0×1.0m；钢筋网采用φ6钢筋，间距20cm×20cm；喷射砼厚度10cm。②进洞前必须完成应开挖的土石方；废弃的土石方要堆放在指定地点。边坡、仰坡上方不得堆置弃土、石方。

2.4 光面爆破施工工艺

①放样布眼。开钻前放样布眼。参考设计图，在开挖面上用红油漆绘出中线、轮廓线，明确标示炮眼位置，将误差控制在5cm。在直线段，用激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。②定位开眼。参考设计图打设炮眼。掏槽眼及其周边眼的精度必须达到设计要求。掏槽眼的开眼误差控制在±3cm以内，掏槽眼周边眼的误差也不得超过±5cm。③钻眼。周边眼间距在软岩中时不大于40cm，在中硬岩中时不大于50cm，同时保持准确的外插角（3m深的炮眼外插角不得超过3°；5m深的炮眼外插角不得超过2°），两茬炮交界处的台阶长度不宜超过15cm。另外，为确保炮眼底均处于同一平面上，炮眼深度的调整方案应该参考眼口位置和掌子面岩石的凹凸程度而定。④清孔。清理炮眼后装药。清理时，用钢筋弯制炮钩配合高压风管吹风，将炮眼内的石屑等杂物清理干净。⑤装药。参考预先设定的装药量从上到下分片分组依次装药。雷管“对号入座”。用炮泥填塞炮眼，泡泥长度至少达到20cm。⑥联结起爆网路。采用稳定可靠的复式网路起爆。联结时注意几个质量节点：一是导爆管不能打结和拉细；二是保证各炮眼雷管的连接次数一致；三是在距离一簇导爆管自由端10cm以上的部位用黑胶布包扎引爆雷管。联结好的网路由技术人员进行质量检查。⑦瞎炮的处理。发现瞎炮后，先追溯其成因。若是孔外导爆管损坏引起的，将损坏部位切除，对导爆管重新连接，尽可能在挨近炮眼的位置设置接头。⑧质量检验标准：a超欠挖控制。施爆后，围岩面平整圆顺无欠挖，超挖量（平均线性超挖）不超过10cm（眼深3m）和13cm（眼深5m）以内。b半眼痕保存率。若围岩是坚硬岩石，且具有很好的整体性，半眼痕保存率在80%以上，中硬岩石和软岩分别超出70%和50%。c对围岩的破坏程度。爆破后，围岩仍保持着良好的稳定性，没有严重的开裂现象，且无浮石或粉碎岩石，炮眼利用率超过了90%。

2.5 洞身衬砌 根据喷锚构筑法设计规定段的隧道，基于经验二次模注衬砌时间，围岩量测净空变化速率小于0.2mm/d；变形量超过了预计总变形量的80%；变形速率减缓，方可进行，即适时衬砌。采用仰拱先行，衬砌台车先墙后拱法施工；Ⅴ级围岩段，衬砌紧跟开挖，Ⅳ级围岩段滞后开挖30～50m；Ⅲ级围岩段滞后开挖50～80m。

2.5.1 衬砌设备配置。①衬砌台车：隧道衬砌为拆装式整体钢模液压衬砌台车衬砌。②混凝土拌制：通过自动计量混凝土拌合楼集中拌制混凝土。③混凝土运输：通过专用的运输车泵送混凝土，才用插入式振捣器振捣。④衬砌台车定位：采用STZ型激光准直仪导向，由技术人员和试验人员运用专业设备现场检测原材料，并开展混凝土试验，以保证混凝土衬砌内实外美，断面尺寸符合设计要求，从而确保工程一次达标。

2.5.2 洞身衬砌施工工艺。采用全液压自行式12m液压衬砌台车，在组装大模板衬砌台车时要注意横向支撑的强度和刚度，控制混凝土灌注过程中模板的变形，保证净空要求，台车定位采用激光准直仪导向，专职测量技术人员校准并经质检工程师和监理工程师检验合格后方可进行模筑混凝土。

2.6 施工供风、通风与防尘 鉴于本隧道的实际情况，经现场考察及审阅图纸后决定，该合同段施工供风、通风以压入式管道通风为主，并加强机械废气净化及降尘毒措施，减少污染源，并按本局及有关降尘净毒工法实施。

2.7 施工排水 火烧庵隧道出口左洞纵坡为0.8%，-0.7%的双向坡，右洞纵坡为0.8%，-0.54766%的双向坡。左右洞开挖排水沟，施工废水直接排出洞外。为减少污染，需在洞外修建污水处理池，经净化达标后，排入沟谷中。

3 结束语

经过努力，本工程在保证安全的前提下，确保了工期和质量。随着机械设备的设计制造能力的不断发展，隧道施工机械也得到了极大的提升，在隧道施工中已经引入了信息化管理。我国长大隧道施工加强了新技术和新设备的应用研究，对施工地质勘测和超前预报工作进行了加强，使得施工机械化配套得到了改进和完善，不断提高隧道建设组织管理水平，从而推动长隧道施工技术的发展。

参考文献：

[1]刘伟.长大隧道无砟轨道施工技术研究[J].山西建筑，2009（28）.

[2]赵忠保.青云山隧道施工方案研究[J].铁道建筑，2010（03）.

[3]王进志.长大斜井快速施工关键技术[J].铁道建筑技术，2011（02）.