浅谈隧道施工技术

王志强

（中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司，黑龙江 鸡西 158100）

1 引言

隧道主要是指修建在地面以上或水下供车辆通行的建筑物，根据隧道修建的位置可以分为城市隧道、山岭隧道和水下隧道，其中山岭隧道是修建最多的隧道类型。隧道工程施工过程中通常面临施工环境复杂，施工风险较高、工期紧、任务重等特点，在复杂的施工条件下，如果没有有效落实施工技术，严格按照相关标准进行，将会出现投资回报率不高甚至亏损的现象，尤其是长距离、高复杂性的隧道施工，工程技术管理难度的增大使得成本的回收面临诸多变化因素。因此，在隧道工程施工中，相关管理人员要高度重视施工技术实施和管理，保障高质量施工。

2 隧道施工技术分析

2.1 浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术

在隧道施工中经常会遇到软弱的围岩，施工人员在进行开挖过程中，会引发围岩坍塌等不良现象出现，给施工埋下安全隐患。为了最大限度降低事故发生概率，施工中选择行之有效的施工技术显得尤为重要。隧道开挖中，施工人员需要在开挖同时做好初期支护，这样可以有效避免隧道变形。

2.2 浅埋暗挖法隧道施工技术

浅埋暗挖隧道施工技术应用过程中要充分开裂隧道工程的地质情况，开挖隧道时要根据周边环境的实际情况，使用暗挖的方法，对围岩进行加固处理，利用围岩自身的支承力，使其开挖完成后形成的闭环作为支护结构，在强大的承载力下形成较大幅度的应力。由于围岩在变形后会导致地表变形，浅埋隧道开挖深度较浅，并且具有较薄的覆盖层，在施工中，防止地下敷设和线路和表面建筑物等影响交通，浅埋暗挖法隧道施工技术能够对地表以下部分和表面部分的沉降进行控制，在围岩等支护结构柔性变形中，控制基础下降给工程架构造成的位移[1]。

2.3 全断面开挖技术

全面开挖技术又可以被称为挖进技术，能够实现对断面进行一次性挖掘，这种开挖技术应用过程比较简单，一般情况下施工工序如下：第一，移动钻井台车进行一次钻探，并将台车放置在安全位置，完成一次性爆破；第二，将防水层、隔离层作为初期支护结构，通过施工机械进行二次喷射施工，以此保证施工质量和进度；第三，提前完成混凝土结构铺设工作。全面开挖技术主要应用在1～3级围岩施工中，开挖地点相对开放，能为大型施工机械的操作提供广阔空间，并且只需进行一次开挖，大幅提高了隧道施工效率，缩短了工期。

2.4 台阶开挖技术

在稳定性较差的岩石结构上进行隧道施工，可以采用台阶开挖技术，施工团队可以将整个隧道断面划分为若干个断层，采用由上到下的开挖方式。在开挖过程中，上部台阶钻眼操作可以和下部台阶的出渣操作同时进行，当整个断面被挖掘出来后，便可以对拱顶进行衬砌处理[2]。

3 工程案例分析

3.1 工程概况

乌蒙山2号隧道位于梅花山～扒挪块车站区间，隧道起迄里程为DK 276+090～DK288+356，全长12266m，为六沾线最长隧道。设计分进口、横洞、斜井、出口几工区同时展开施工，进口工区为第2标段施工范围，横洞、斜井和出口工区为三标段施工范围，担负的正洞施工长度为10131.94m，起讫里程DK278+224.06～DK288+356。

3.2 施工地区特征

乌蒙山二号隧道属云贵高原中东部，线路行进于气势磅礴的乌蒙山区，是长江、珠江水系的分水带，属云贵高原低中山地貌。地面高程1805～2360m，最大高差约500m。区内地表基岩大面积出露，隧道最大埋深约400m。

地质构造：构造体系主要以南北向构造为主，部分为西北向构造，线路主要通过树舍向斜及树舍平移断层、高松树逆断层和小田坝2#逆断层、银坪平移断层4个不良地质地段。

水文地质：地下水主要有岩溶裂隙水～管道（暗河）水、断裂带和基岩裂隙水。断裂带裂隙水丰富、岩溶水较发育。部分地层含石膏对混凝土具有侵蚀。

3.3 隧道施工技术措施

3.3.1 超挖、欠挖控制措施

第一，根据不同地段的实际，合理选择钻爆参数，采用一炮一分析制度，每次钻爆循环后，可以根据爆破振动速度、炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块度等多方面的测量和数据对比分析，选择合理的钻爆参数，不断优化钻爆设计。

第二，用APS自动测设断面定炮眼，距掌子面20m，将仪器定位在线路中线上，对中整平后根据钻爆设计中炮眼的个数，孔间距、断面开挖尺寸输入仪器键盘之中，通电后在掌子面显出开挖轮廓、中线位置、炮眼位置，以提高炮眼定位精度。

第三，控制打眼精度，在台车就位前用全站仪在隧道底测出与隧道中线平行的台车轴线位置，准确定位台车测设位置，严格控制开孔位置。炮眼轴线以激光指向导向，在进行周边钻眼时要插上炮杆，使侧墙孔在一条垂线上。钻孔时，要进行专人校核，测量工程师跟踪服务。

3.3.2 保证隧道结构耐久性的措施

本段隧道设计为单洞双线隧道，隧道除了明洞洞门的衬砌为整体衬砌外，其余均为复合衬砌，部分地段为钢筋混凝土衬砌。为了满足工艺要求，保证衬砌质量，衬砌采用全断面全液压自行式钢模板台车全断面施工，台车长度为12m，尽量减少施工缝，使衬砌混凝土达到内实外光的效果。模板台车的数量根据每座隧道的具体情况、工期安排等综合考虑配置。

此外，隧道周边围岩是隧道支护体系中主要承载构件，因此，开挖轮廓形状要尽可能保持平整、圆顺，避免出现隅角及局部应力集中的现象，确保围岩的承载效应。一般不宜采用直壁式拱形轮廓，特别是底部与壁的隅角形状应确保圆顺；隧道初期支护主要功能是确保围岩与初期支护的承载效应，因此，在构造上要与围岩成为一体，相互协调；在构造上，应确保围岩、初期支护与二次衬砌之间的相互密贴，并根据围岩条件、地形条件，隧道衬砌均应采用曲墙式混凝土或钢筋混凝土衬砌。需要设置仰拱时，仰拱与边墙基脚的连接采用圆顺断面。

3.3.3 设立超前地质预报系统，优化施工工序

本标段的隧道有断层破碎带、节理、裂隙、富水、岩溶、岩爆、瓦斯地层等多种不良地质，超前地质预报在隧道施工中非常重要，为保证施工安全，要建立超前地质预报系统，并纳入工序管理。根据本隧道工程的地质特点，为了保障施工安全，采取地面预报和洞内预报相结合的方式，主要以洞内预报为主。为了提前了解开挖地层的特性，在设计的基础上，采用多种超前地质探测与预报手段，采集各种水文、地质、变形等参数，对未开挖地段进行地质预测和分析，以供设计单位及时提出是否需要修改设计的正确判断，并研究拟采用的支护类型，确定合理的结构支护参数，实行信息化管理，以保证施工顺利进行。

3.3.4 保证开通时达到设计速度的技术措施

施工过程中，结合实际情况，严格按照设计标准和相关规范合理选择施工技术，并加强过程控制，使隧道达到不渗、不漏、不开裂，满足结构耐久性要求，确保工程质量；做好隧道超前地质预报，发现不良地质要及时进行处理，杜绝施工隐患。

4 结语

在施工过程中，要结合实际情况，合理选择隧道施工技术，并严格按照相关标准进行，落实相关技术措施，加强施工技术管理，以此来实现隧道工程的合理性和针对性，通过先进的隧道开挖技术，推动隧道建设行业的发展。