高速公路小净距隧道施工方法探讨

张旭东

【摘要】随着高速公路小净距隧道建设需求的不断出现，研究其施工方法凸显出重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了小净距隧道施工前的准备工作。在探讨小净距隧道施工中夹岩加固施工技术的基础上，提出了施工中的注意要点。

【关键词】高速公路；小净距隧道；施工方法；探讨

一、前言

作为一种实际情况较为特殊的建设项目，高速公路小净距隧道在近期得到了长足的发展和进步。研究其施工方法，能够更好地提升小净距隧道的施工效果，从而保证高速公路建设的顺利开展。本文从概述相关内容着手本课题的研究。

二、概述

在日本及欧美等隧道修建技术比较发达的国家，从20世纪70年代就开始了小净距隧道的相关研究。由于小净距隧道结构特殊、设计施工技术复杂，所以一直是各国隧道工程领域的重点研究对象。

在我国，小净距隧道尚为新型隧道结构型式，出现的历史不久。铁路隧道采用这种结构形式较早，己建成的小净距铁路隧道如内昆线青山隧道、湘黔铁路娄底至怀化段复线新坪渠隧道、新坪口隧道、新柳潭隧道，宝成复线须家河隧道等。深圳、北京等地铁的修建中，均出现了近距离施工和交叉重叠隧道的情形。研究主要集中在爆破控制和开挖监控量测和数值模拟计算等方面。

伴随着各种高等级公路建设的迅猛发展，山区或者沿河高速公路选线时上、下行隧道往往受地形的限制，使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求。由于连拱隧道的工程造价高、施工难度比较大、施工周期长，大大超过普通的双线双洞隧道，这样就迫使人们去设计一个另外更能符合实际情况的隧道形式，这就是小净距隧道。小净距隧道双洞的中夹岩柱宽度介于连拱隧道和双线隧道之间，一般小于1.5倍隧道的开挖断面的宽度（B）。

三、小净距隧道施工前的准备工作

1.确定总体施工方案

由于竹山隧道进出口地质均为绢云母片岩，且均为小净距隧道，隧道中部标高较高，进出口标高较低，进口段洞门前方为5m宽天然排水沟，进洞需进行回填处理，出口段洞门为二级路堑边坡，需将土方外弃后方能进行隧道施工，通过对比，回填与外弃所用工期大致相同，为了加快隧道施工进度，采取从进出口同时施工的总体方案。

2.建立临时变电站

引入施工用电，采用永久用电与临时用电相结合的永临结合方式，竹山隧道出口段变压器容量为：1000千伏安，进口段变压器容量为1000千伏安，电力安全满足施工要求。

3.建立临时砼拌合站

该隧道建立了一座砼临时拌合站，一座为两台750公升强制式拌合站，配备自动计量装置，做为二衬砼的拌合站，另一座为两台500公升强制式拌合站，进出口各一台，做初衬砼拌合站可满足施工要求。

4.建立临时压风站

为保证开挖掘进用高压风，建立了临时压风机站，竹山隧道出口段采用了6台电动20m3空压机，进口段采用6台20m3电动空压机，风量充足。压风站，有空气压缩机，并配储风缸，连接储风管，并有冷却用的循环水池。为保证用风，铺设1100米高压风管，临时用风处设分风器。

四、小净距隧道施工的中夹岩加固施工技术

1.安装预应力锚杆

采用风钻钻孔并彻底清孔，在锚杆内锚杆体的端部戴上锚头，将戴好锚头的锚杆装入锚孔，通过锚头将其固定在锚孔内。再用止浆塞装进锚杆，然后采用配置合格的浆液进行注浆。

2.施加预应力

注浆结束24h后，即可施加预应力，安装预应力专用垫板和锚具，采用专用工具拧紧锚具上的螺帽达到设计所需的预应力即可。目前施加预应力的主要方法有后张法和二次张拉法两种。

后张法预应力锚杆由锚头和锚固段两部分组成，锚头长0.5m左右，全长带丝；锚固段长度取决于中岩柱的厚度，下部锚杆位于起拱线向上0.5m处，锚杆上下间距1.0m。在后行洞上半断面开挖支护后，用钻机钻穿中岩柱，由先行洞侧送入锚杆，在后行洞侧将锚杆锚固端的锚垫板与锚杆杆体焊接，并施作喷射混凝土封闭孔口；从后行洞端（张拉端）用注浆机向孔内注浆（注浆材料一般采用1：1.2灰砂比的水灰比为0.40的水泥砂浆，当孔口溢出浆液时停止注浆）。注浆结束后安装锚杆拉拔器即张拉至设计预应力，用扭矩扳手锁定螺母，施加预应力时先将中心带孔的150mm×150mm×150mm的钢板套在先行洞侧的孔口锚杆的杆体根部，带上螺帽，然后将锚杆拉拔器油顶套在锚头上，锚头端部加钢板、螺帽，固定油顶后开始加预应力至设计值后，持荷5min，然后将锚头根部的钢板螺帽用扭矩扳手上紧（扳手力矩不小于100N·m）。

3.中空注浆锚杆（管）加固

注浆加固是通过一定的压力和路径把具有一定强度和胶结性能的浆液注入岩柱体裂隙或孔隙中，排出充填的空气和水，把松散或碎裂的岩石胶结成整体，提高岩石的力学指标和围岩级别。注浆技术历史悠久，在胶结材料、钻注设备和施工工艺等都有较成熟的经验，在国内外的岩石加固中被广泛采用，目前应用最多的注浆材料是普通硅酸盐水泥浆液。

小净距隧道岩柱注浆加工工艺是，先行洞开挖支护后，在中岩夹上布置注浆孔，采用小导管（或中空锚杆）注入水泥浆液，注浆范围超过岩柱厚度，使岩柱在后行洞到来前就得到加固；当后行洞开挖和支护完成后，根据检测到的岩柱稳定情况，决定是否采取类似先行洞的补充注浆加固，以提高岩柱岩体的力学指标，保持稳定的效果。

五、施工注意要点

1.明洞洞口地段开挖至明暗分界处后，先测量该处横断面，核实地面线高程，当发现与设计出入较大时应提出变更设计。若无需变更时，必须先施工掌子面、开挖边坡施作锚喷防护工程、施作长管棚或小导管超前支护后再进洞施工。施工过程中在防护前如发现边坡不稳，立即采取临时防护措施。

2.为了探明隧道中可能出现的断层破碎带、突然涌水等不良地质现象，提前掌握掌子面前方的地质及水文地质情况，采取相应的技术措施。在施工过程中，进洞30m左右时，采用TSP超前地质预报系统，预报长度约100-200m，以探明隧道围岩的整体概况。当施工中发现掌子面与设计不符时，经现场监理及业主同意后，通知第三方采用地质雷达作详细地质超前预报，预报长度30m左右，并由第三方作掌子面的素描，确定掌子面的围岩类别，作为围岩变更的依据。

3.浅埋偏压及断层破碎带地段开挖时采用短进尺、弱爆破、多循环，初期支护紧跟掌子面原则进行施工。靠近洞口超浅埋地段采用人工开挖，施工中加强围岩的监控量测工作，当发现围岩变形不收敛或其它异常情况时采取加强措施，确保施工安全。

4.本隧道各类围岩地段所设置的格栅钢架（含工字钢拱架），在拱脚处，钢架的前后各设置2根锁脚锚杆。隧道洞内采用中空注浆锚杆及药卷式锚杆，设计中的V级围岩的中空注浆锚杆，抗拔力应不小于8t/根；IV级围岩的中空注浆锚杆，抗拔力应不小于10t/根；II-III级围岩的药卷式锚杆，锚杆设计抗拔力应不小于12t/根；隧道洞外采用砂浆锚杆，抗拔力应不小于8t/根。施工中按照隧道施工規范要求进行拉拔试验，不合格的锚杆重打。洞内外露的锚杆钢筋头以喷砼覆盖，以免刺破防水板。

六、结束语

通过对高速公路小净距隧道施工方法的相关探讨，我们可以发现，在当前各项技术条件下，有关人员应该格外注重小净距隧道施工的注意要点，并从客观实际出发，利用优势因素，研究制定最为优化可行的小净距隧道施工方案。

参考文献：

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