高速公路隧道洞身开挖施工工艺分析

蔡书森

摘要：公路隧道质量与国计民生紧密相连，在隧道工程开展中，只有利用科学有效的技术措施才可以保证施工品质，不断提高公路隧道交通运输质量，促进城市经济发展。洞身开挖在隧道施工中作为一项重要的技术，其施工工艺水平的高低直接影响到公路隧道工程进展、质量安全与实际运行。基于此，本文将以高速公路隧道洞身开挖施工为研究对象，分析与探讨工艺实施，以此为相似工程带来一些指导。

关键词：高速公路；隧道洞身；开挖施工

前言

在经济建设和发展过程中，高速公路运输系统发挥了积极的作用，在各种公路施工中，隧道项目是不可避免存在的。在某种意义上来讲，隧道工程与一般公路建设有着许多的不同，其施工复杂程度与难度也明显大于普通公路施工。这就要求隧道建设过程中务必确保质量安全，不断提升隧道施工技术水平，以此增强技术能力，打造高质量的隧道施工项目，保障高速公路通行的稳定可靠。

1高速公路隧道施工方法分析

纵观现阶段的公路隧道修筑状况，山岭隧道占据了大部分比例，因此新奥法得到了普及应用，其是基于矿山法，随着喷锚支护的应运而生而逐渐完善的，由于这一施工方式能够很大程度上确保围岩的稳定性，降低对围岩的影响，所以，在许多类型的地质环境中进行应用都具有可行性，针对软弱围岩的适用性更强。

依据开挖截面的不同，新奥法施工具体有三种形式，全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法。（1）全断面开挖法，即全断面掘进法，是参照隧道设计开挖截面实施掘进，开挖作业比较简便；（2）台阶开挖法有正台阶法以及反台阶法（中隔壁台阶法）两种方式，近几年由于大断面隧道逐渐进步，三台阶临时仰拱法、预留核心土台阶法、多台阶法等也取得了很大的提升；（3）分部开挖法施工是划分了隧道设计开挖截面，进行至少2次开挖，包括环形开挖留核心土法、单/双侧壁导坑法等。

2工程概况

某项目路线位于县城东北，与黔西至大方高速公路顺接，并与杭瑞高速形成十字交错，穿隧道的单洞全长968m，在出口端与进口端均采用单头、左右洞同时掘进，预留核心土施工工艺开挖，开挖过程中做防瓦斯处理。

3隧道洞身开挖施工技术

3.1施工量测

隧道工程开展应当科学的掌握地理状况，正式施工前，务必全面了解与分析图纸，结合设计要求以及图纸标识，深入研讨平曲线要素表及控制点成果表，准确的计算路线点位坐标，确保各点位布局满足实际要求；图纸中通常会标注进出口控制点，这就要求施工中根据标注信息开展施工放线，做好加密控制桩布设。并且，为了提高施工的有效性，还应当科学测量加密控制桩，以此提供给施工放线更加便捷、精准的数据点；精准复测各点位，针对测量范围进行有效确定，大多位于洞外50m到仰坡顶（或进洞面）外50m左右。实际测量的过程中，应当综合考虑现场的具体情况进行方法选择，可以沿隧道测设线作纵断面测量绘制纵断面图，按照3m的距离测一个横断面，标注在图纸中，纵横断面准确标明隧道所处的地理位置；施工放线是技术重点，一定要合理地选择位置，需要在洞内设立支导线控制桩加密，每次加密一个支导线控制桩后，要严格做好测量，不能出现点位的偏差，点位确认后，则在洞内做施工放线并做好核查，洞内施工用坐标法实施科学放线并完成数据登记，使各项重要数据不丢失，按要求做好洞内沉降变形观测后，进行详细记录，便于施工参考。

3.2边仰坡防护施工

先对边仰坡外截、排水沟，然后利用挖掘机进行逐层开挖，挖掘中依照每2m一层的速度结合设计的坡度由上到下逐层实施，与此同时利用锚、网、喷临时防护的方式，对边仰坡喷10cm厚的C20混凝土，采用准6mm钢筋网、准22mm的注浆锚杆。当边坡挖掘进展到洞门部位时，需要预留3～5m的洞脸，这一位置暂时不挖，利用拉槽方法一层一层的挖掘洞脸两侧支护边坡，另外针对隧洞的仰坡堆积层开展地表注浆加固处理。

3.3洞口管棚施工

（1）进行导向墙施工，采用钢筋架以及钢模板，根据设计要求，准确埋设准127×5.5mm导向管，以保证管棚顶端方位正确，施工中运用的混凝土应当经过拌合站的科学搅拌，实施导向墙整体浇筑。

（2）进行管棚作业，操作中采用的长管是准108×6热轧无缝钢管，并利用丝扣予以紧密相连。连接处于隧道同一横断面中时，应当不超过50%，保证两个钢管接触部位的错位空间大于1m，其中编制号码为第一节的钢管，可以采用4m的，而號码是双倍数的第一节钢管可以采用6m的，在这之后再每节采用6m的长管。

3.4洞身开挖

针对隧洞洞身的挖掘，采用人工镐，与此同时结合挖掘设备实施，针对部分硬质石方，可以采用钻孔台阶结合YT-28凿岩机实施钻眼，利用线性光面实施爆破，接着运用侧卸式50c装配机进行装渣。隧道挖掘时，实施爆破很容易造成欠挖，这一现象是隧道工程的常见施工缺陷。解决这一现象，应当借助高科技的测量仪器，作业人员当开挖循环时，务必开展放样工作，并保证其准确性，四周的边眼主要将开挖线作为司钻准线，同时对以上一个循环超欠情况进行详细描述，对其原因进行具体分析，方便对爆破设计参数和钻眼进行及时修正。

隧道洞身开挖过程中，应当根据工程方案予以推行，结合施工地质情况，依据作业进度情况，科学采取导洞先行方式开展，中导洞掘进45m后浇中墙，经过特定时间的养护确保硬度和强度不低于70%，实施左洞、右洞施工。围岩变形稳定的情况下，才可以对左右洞实施二次模筑衬砌，依据相关的参数，合理控制好左右洞二次衬砌以及掌子面的范围。

4隧道洞身开挖施工管理

洞身开挖在隧道施工中是相对复杂并且耗时的一道施工工序，一方面确定合理的施工方式十分关键，另外需要准确进行监控量测，通过分析地质超前预报结果，对施工进行动态管理，认真根据工序开展作业，在确保质量安全的基础上，实现高速公路运行效益。

4.1施工排水

在顺坡挖掘过程中，隧洞施工排水利用顺坡实行自然排水，反之反坡开挖时，将掌子面经过积水池抽到后面的泵站，利用抽水设施将泵站的水抽放到洞外设置的排水系统，通过净化达到标准后再最终排放。

4.2不良地质处理

隧洞熔岩发育，当通过岩溶水富集或容易积水的位置过程中，易出现突水、突泥的地质问题，应对这一问题可以考虑如下措施：

（1）特殊工程状况和地质条件下，工程应当开展全程超前地质预报，情况没有明确前，不可以冒然推进施工。

（2）针对已经明确的富水体，如果含水量较多，水压偏高，可采取帷幕注浆方法稳固软弱围岩、有效堵截隐藏的含水体，利用分部开挖法实施挖掘；针对个别涌水部位，利用局部超前预注浆方式进行堵截。

（3）针对明确了的微含水体，进行断定后可以实施局部钻孔泄水的疏排、降压。

（4）针对承压富水部位，为了确保结构的安全性，基于以上方案，结合实际情况分别采取全封闭式衬砌结构或半封闭式衬砌结构。

（5）如果发生涌水，就超前小导管（或大管棚）以及附近围岩进行水泥—水玻璃双液浆注浆施工，适量增加注浆压力，堵截涌水。

（6）第一时间将涌水、突水状况上报给设计企业和业主，确定其变更施工方案和措施，并及时调整对应的支护、二衬防水和结构排水。

5结束语

综上所述，高速公路在开展隧道施工过程中，洞身开挖的隐蔽性大，风险系数高，这就决定了其施工过程与施工质量安全有着紧密的相关性。所以，务必结合隧洞围岩等级和地质情况等，科学确定开挖方式，全面控制与管理开挖施工过程，以推进隧道施工的有序开展。

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