探析高速公路隧道施工技术

喻兴洪　刘江

【摘要】公路隧道是高速公路中的重要组成部分，随着建设规模越大，对施工技术的要求也越来越高。高速公路在我国经济的发展过程中，有着非常重要的地位，本文主要结合本项目施工经验，就新奥法施工、隧道常见问题及施工技术以及隧道衬砌裂拱防治措施进行分析。

【关键词】高速公路隧道 施工技术

1.新奥法施工技术概述

1.1 施工顺序

（1）当开挖面较稳定时，通常以这样的工序施工：开挖—柔性衬砌—施工量测（应力、位移等）—防水层—第2次衬砌。

（2）当开挖面不够稳定时，则通常以这样的工序施工：开挖弧形导洞—第1次柔性衬砌（拱）—开挖核心及侧壁—第1次柔性衬砌（边墙）—开挖仰拱部分并修筑仰拱—施工量测（应力、位移等）—防水层—第2次衬砌。

1.2 施工要点

使用新奥法进行施工时，通常把围岩也用作承载构件，因此，在实际施工中，为了减少对周边围岩应力的影响，通常以断面方式掘进，并使用微差爆破和光面爆破等方法使围岩的震动得到一定减少，以保证围岩的整体性[1]。此外，为了防止应力出现局部集中现象，还应使围岩表面保持平滑。新奥法使用喷射混凝土和锚杆对围岩进行支护，从而使围岩和喷射层共同组成围岩支护系统，因此，能使围岩本身的承载力得到有效利用。

2.高速公路隧道开挖中常见的问题及施工技术

2.1 穿过岩溶地区的公路隧道施工

（1）溶洞的跨越处理。当溶洞中出现较松软的充填物时，就會对修建产生较大困难，或者小溶洞中出现较大水流时，可结合工程的具体情况以板跨或梁跨等形式跨越岩溶地段。选择梁体材料时，通常选择抗侵蚀混凝土，此外，为了保证施工安全及净空的要求，应先对围岩进行开挖，再对跨越结构进行施工。另一方面，还需对不同受力结构的断缝进行合理设置。

（2）支顶处理。当隧道穿过溶洞时，使用淤泥土或块石对溶洞进行填充，如果充填物的松散密实度不够均匀，可选用碎石和钢筋混凝土底板和代替，此时应对底板下松散体进行适当清除，然后把钢筋混凝土桩架设在底板下，以使之起到较好的支顶作用[2]。

（3）使用钢管、锚杆进行加固。对松动岩石进行清除的过程中，为了防止洞穴和岩壁出现坍塌，应使用大钢管、锚杆、钢轨等对岩体进行适当加固，根据隧道衬砌的特点，通常使用明洞衬砌方法进行施工，以回填体设置在衬砌顶部，并把护面结构设置在其表面。

2.2 穿过破碎带和断层带的公路隧道施工当隧道穿过破碎带和断层带时，通常会给施工带来一定难度，此时，应通过雷达超前地质预报波形分析破碎带的宽度、岩石破碎程度及断层的走向等再采取相应措施进行施工。对破碎带和断层带的地质情况有一定了解后，可使用DK-100型钻机或钻孔台车在掘进齐头左右两侧往前钻水平超前探孔，以断层破碎带钻透。如果断层的破碎宽度较大，裂隙充填物较复杂且地下水较多时，可从隧道中线一侧或两侧对调查导洞进行开挖，当调查导洞穿过断层破碎带的中线并和隧道中线平行时，应使他们的线间距为20 m～30 m，调查导洞过断层破碎带后，再进行一段距离的挖进，然后再向正洞转入[3]。另一方面，对断层破碎带进行处理时，为了使施工进度得到一定加快，应通过以下方法在前方对新工作面进行开辟：

（1）如果断层裸露在地表沟槽，应对隧道进行浅埋，此时可使用地面加固、地面砂浆锚杆、防止地表水下渗以及排泄地表水等方法进行施工。

（2）如果断层宽度较小，岩体主要由坚硬岩块组成且相互间的挤压较紧密，但围岩有着较好的稳定性，为了保证施工进度，此时应避免频繁变更的施工方法。

（3）对于一般的断层破碎带，应先使用钢筋网、格栅钢架、锚杆等对初期支护进行有效加强，为了使洞周岩体得到一定加固，再在拱部使用超前小导管对周壁进行预注浆，以对洞周岩体进行超前支护。然后使用正台阶法或上半断面法进行开挖作业，对拱部做好初期支护后，再对台阶下部进行开挖。

（4）如果断层宽度较大且岩体较破碎，应使用钢架和注浆管棚进行超前支打护，使用长度为15 m～ 45 m的管棚，尽可能只使用一组管棚穿过断层破碎带。但是，如果断层的宽度太大，可使用分组方法穿过断层破碎带，需注意的是，应把纵向两组管棚的搭接长度控制为3 m～ 6 m，使用直径为80 mm～150 mm、Φ108厚壁热轧无缝钢管管作为管棚，把环向钢管中心间距为管径的2～ 3倍。结合地质的具体情况，使用格棚或型钢作为钢架，以0.8 m～ 1.2 m为间距，在管棚的支护作用下，先对用上半断面进行开挖，当上半断面的喷、喷、锚及锚都做好初期支护后，再对下部断面进行开挖作业。

3.高速公路隧道衬砌裂拱的防治方法

3.1 细微裂缝

为了使公路隧道的美观得到一定保证，应对裂缝表面进行清洗后，再使用环氧树脂浆液对其进行2～ 3遍的涂刷，为了使隧道的颜色和周围衬砌混凝土颜色一致，最后应使用调色料和刮抹料对混凝土表面进行处理。

3.2 密集裂缝

（1）当衬砌厚度不够或衬砌背后出现空洞时，都可能会出现较密集的裂缝，此时，应采取相应措施对地层进行适当加固，并使之具有较好的防水效果[4]。沿裂缝两侧，以1.2 m～ 1.5 m为间隔，开凿深为5 cm、面积为10 cm×10 cm的方槽，使用风动凿岩机进行钻孔，使孔深为3 m，使用WDT 25对锚杆进行中空注浆，把水灰比控制为1：1，灰砂比控制为1：（3～ 5），施工时，把注浆压力控制为0.46 MPa～0.6 MPa，然后由下往上进行注浆。

（2）注浆结束后，再对新孔进行开凿，接着再以0.6 MPa～1.0 MPa为压力把纯水泥浆压下，然后对注浆情况进行详细检查，砂浆会在注浆达到一定压力后而无法继续压进，此时说明浆已注满。注浆24h后，对锚杆垫板进行安装，然后使用环氧树脂砂浆对方槽进行抹平，接着再使用调色料和刮抹料对方槽表面进行处理，以使之颜色和隧道等保持一致。

3.3 贯通性裂缝

（1）贯通性裂缝对二次衬砌混凝土有较大危害，因此，必须对其引起重视。通常沿着裂缝方向凿深3cm、宽5cm的V形槽，在槽内以0.5m为间距钻孔，把孔深设为衬砌厚度的50%～60%（通常为15cm～20cm），此外，为了避免出现跑浆现象，还不能把衬砌穿透。

（2）使用清水把槽内的粉尘和杂物清理干净，把Φ10的压浆管插入孔内，使用环氧树脂水泥砂浆（环氧树脂砂浆的配合比为：细砂：二丁醋：乙二胺：水泥：环氧树脂=3.2：0.12：0.1：1.6：1）对其进行锚固，然后再使用灰刀把砂浆进行压实及抹平。当环氧树脂砂浆具有较好的强度时，再使用0.15 MPa～0.2 MPa的压力向水泥浆压入，当压浆完成后再以0.2 MPa为压力进行压水，以对压浆结果进行有效检查。

4.结语

高速公路隧道的施工工序比较繁琐，且对技术有较高要求，对实际工程进行施工时，只有根据工程的具体情况采取相应措施进行施工才能使工程的质量得到一定保证。本文主要就高速公路隧道开挖中常见的问题及施工技术、高速公路隧道衬砌裂拱的防治方法作了相关分析，以此为相关工程的施工提供参考。

参考文献

[1]边铭宇.浅析高速公路隧道施工技术[J].城市建设理论研究：电子版，2011（23）：115-117 .

[2]岳巍.简述高速公路隧道施工技术[J].城市建设理论研究：电子版，2013（19）：114-117 .

[3]陈昌玉.有关高速公路隧道施工技术的研究[J].黑龙江交通科技，2012（7）：112-114 .