城市道路大跨径隧道开挖施工技术初探

摘要：道路交通在目前的经济发展中发挥着重要的作用，所以积极的进行道路建设现实意义显著。目前的城市道路纵横交错，容易造成车辆的拥堵，所以为了改善城市道路现状，在城市道路建设中，积极的采用了架桥和隧道的方式规避道路交汇口的拥堵。换言之，隧道在目前的城市道路交通体系中有着非常的地位，而且其质量对道路整体的运行有着显著的影响，所以重视隧道的施工质量非常必要。大跨径隧道是目前城市道路隧道建设中的重要隧道类型，对其的开挖做分析讨论，这于施工的安全性、持续性而言有重要的意义，所以文章就城市道路大跨径隧道开挖技术做具体的分析与讨论，旨在为实践提供帮助和指导。

关键词：城市道路;大跨径隧道开挖;施工技术

中图分类号：U455.4    文献标识码：A     文章编号：1671-2064（2019）17-0000-00

0引言

在城市化发展的过程中，城市规模在不断的扩大，城市车辆的数量也在持续性增加，而目前的许多城市，低等级的车行道显然已经无法满足车辆增长的需要，所以城市道路的改造和升级和必然的趋势。就目前的城市道路改造和升级来看，隧道能够有效的缩短交通间距，对于交通压力缓解有重要的意义，所以在城市道路的改造过程中积极的进行隧道的利用现实价值明显。需要注意的是，隧道施工的安全要求更高，需要的技术专业性也更强，所以对隧道的开挖技术做全面性的讨论有非常突出的现实价值。

1 工程概况

某市在不断的城市扩张过程中，城市规模越来越大，城市人口也在显著的增加。在人口不断增加的过程中，城市车辆的数量逐年递增，给交通带来的较大的压力。加之部分干道年久失修，城市交通状况不乐观。在综合考察交通状况的基础上，该市交通规划部门决定对三处道路交通情况比较差的路段进行改造升级。为了提升道路的通达性，决定利用隧道的方式。三个隧道均为大跨径隧道，长度在500——1000米之间，为单洞三～四车道隧道。

为了安全建设三个隧道，工程部门组织的专门的人员进行了三项工作：（1）对改造区域的交通运行情况进行了统计分析，了解了具体的道路交通流量，以此为基础进行了勘察设计并组织了施工。（2）对选线隧道区域岩体的具体特性做了详尽分析。包括岩体的种类、受力特点、节理发育、水文情况、围岩等级等，各方面的分析对施工安全控制提供了帮助。（3）对隧道开挖的其他阻力因素进行了分析，并讨论了解决的方法。

2 开挖施工技术

城市道路隧道开挖需要注意较多的内容，因为隧道开挖的影响比较大，任何一个细节上的失误都会造成隧道开挖质量的明显下降，所以需要对具体的开挖做全面的分析与讨论。以下是基于实践总结的隧道开挖的相关注意事项和技术利用。

2.1 施工准备

在城市道路隧道开挖的时候，施工准备工作是必须要强调重视的，因为准备工作是施工持续、稳定和安全的重要保证，同时也是施工质量控制的重要条件，所以对施工准备工作的具体内容进行明确非常必要。就工程实践来看，具体的施工准备如下。

（1）施工供风系统的准备。供风系统在隧道开挖实践中能够为人员活动提供必要的支持，如果供风系统存在问题，人员的活动持续性会大打折扣，施工的稳定性、安全性以及施工效率等均会大受影响，所以需要做好施工供风系统的准备。（2）施工供排水系統。在隧道开挖实践中，供排水系统的作用发挥巨大，一方面，供水系统能够为施工提供必要的水源支持，另一方面，排水系统可以实现施工过程中的多余水资源排出，这对降低安全风险有重要的意义。另外，供排水系统在施工透水问题的解决中也能发挥突出的效果。（3）施工防尘。在隧道开挖中，开挖区域会产生大量的粉尘，而部分粉尘对人员的危害是十分严重的，所以在施工开始之前，需要在施工区域设置粉尘监控系统，用来对粉尘种类、有害物含量等做检测和预警，通过系统的预警与处置，施工过程可以实现防尘的目的，一线施工作业人员的职业健康安全得以保障。（4）资源准备。在隧道开挖的过程中，各种资源的利用也是必须要准备的，比如设备、人员等，只有资源准备充分，施工的稳定性和持续性才能得到保持，所以在施工准备阶段，要对施工人员的身体及技能素质要求进行明确并进行挑选;然后做好仪器设备的检测标定，保证仪器设备在实践中的作用发挥，这于施工的稳定推进有着显著价值。

2.2 开挖支护技术

在隧道开挖施工中，准备工作对施工的具体结果有显著的影响，支护技术对施工同样有着非常显著的影响，所以重视支护技术的利用非常必要。从目前的隧道开挖来看，支护技术的具体利用需要注意五个方面。

（1）需要对隧道开挖区域的水文地质情况做详细的勘察。水文地质情况对施工开挖支护的稳定性有显著的影响，如果地质情况比较好，支护的标准可以相对降低，相反，支护结构的标准必须要严格规范。通过地质勘测技术的利用对区域岩体结构的完整性、裂缝的走向、岩石的刚度、地下水位等进行分析，这可以从综合角度入手对区域地质情况做更全面的判断，从而为支护实践提供帮助和参考。（2）需要对支护结构进行确立。支护结构的科学性对于支护效果而言有重要的影响，所以需要对支护的结构进行反复的确认和优化。一方面，需要将支护结构的整体形态进行确定，另一方面，需要对结构内部的不同区域受力做计算，然后基于计算确定支护的具体参数，这样，支护结构的利用效果会明显的提升。（3）需要对支护稳定做评价和审核，并对支护材料进行确定。支护稳定评价和审核可以发现支护结构的具体问题，在问题的基础上对其进行优化和改善，问题可以得到有效解决。另外，基于支护的具体要求，对材料利用进行甄选，选择具有优良性能的材料，这样，支护结构本身的性能会有非常明显的提升。（4）根据施工现场实际围岩变化情况与地下水发育情况及时进行支护参数调整，同时还需视裂隙水发育情况与岩体遇水承载力变化情况及时补强支护参数。（5）岩体开挖完成后，支护工作要紧跟开挖进行，围岩等级较差时，要短进尺，勤支护，避免围岩暴露时间过长失稳掉块或坍塌。总之，支护技术在隧道开挖施工中的利用有重要的安全意义，所以做好相关的分析与讨论现实价值明显。

2.3 爆破工艺

在隧道开挖的过程中，爆破工艺的利用能够有效的提升开挖的速度，不过爆破工艺的利用需要注意多个方面，因为其破坏力比较大，如果利用不善会造成比较大的不利影响，所以在爆破工艺的具体利用中，需要对工艺的规范使用进行强调。

就目前的爆破工艺具体利用来看，其基本步骤为：（1）孔洞的确定。孔洞主要的作用是放置炸药，孔洞的深度、角度等均会对炸药的具体效果产生影响，所以在孔洞开挖的时候，需要确定爆破的基本区域，同时还要对爆破区域的受力做分析，否则孔洞的确定会出现布设不科学的情况。（2）炸药的埋置。炸药的埋置主要是需要重视炸药的量。从现实分析来看，炸药量太少起不到爆破的效果，量太大会造成额外的破坏，所以为了控制爆破，需要基于爆破区域和爆破体积科学计算炸药量，并将其放置在孔洞中。（3）爆破。爆破是隧道开挖利用的重要手段之一，在爆破的过程中为了达到安全控制的目的，需要将爆破的时间、地点以及区域范围等做严格的控制。

爆破工艺在具体的利用中还需要做好两方面的控制：（1）爆破的方式選择要重视。在爆破实践中，定点爆破还、连续爆破还是微差爆破需要做科学衡量，定点爆破的范维小，但是安全系数高，而连续爆破的范围大，但是安全系数小，微差爆破是根据隧道开挖断面按掏槽眼、辅助眼、周边眼依次间隔起爆的方式的一种爆破方式，它可以提高爆破效果，又可以减少爆破地震效应、冲击波和飞石危害，还有岩块破碎程度好，对开挖轮廓外周边围岩扰动较小和技术经济效益的优点。目前施工多数采用此类爆破方式。所以在爆破工艺利用的时候，需要对区域安全系数要求、经济效益、施工效率等多方面做分析，以此来确定科学的爆破方式。（2）在爆破的过程中，爆破的规划需要经过反复的考虑，比如炮孔的角度、间距、不同功效单孔药量等均需要精密的计算，爆破的效果得以实现。

2.4 洞身开挖

洞身开挖是隧道施工的重要环节，对洞身开挖进行全面的分析，这于指导具体的开挖工作有重要的意义。从当前的资料分析来看，在隧道开挖的过程中，尤其是在大跨径隧道的开挖过程中，经常会遇到隧道横断面上部围岩较为软弱的情况，而且下部的情况正好相反。为了保证施工的安全性，也为了节省施工成本消耗，使用先进的工法对隧道起拱线以上部分进行开挖十分必要。

在具体的开挖中之所以要以起拱线为分界点，主要的原因如下：（1）上下断面的施工会更加的方便;（2）起拱线的位置一般都在拱脚的位置，而这一位置的土体压力比较的小，受力具有单一性。（3）导坑自稳能力比较的突出。（4）拱脚位置可以利用锁脚锚杆对支护结构的稳定性做加强，保证施工的安全性。（5）在施工安全保证的情况下，以起拱线为分界线具有非常突出的经济效益。

在洞身开挖的过程中，还需要重视两方面的工作：（1）机械设备的利用。机械设备的合理利用对于开挖的速度保证和质量提升有积极的意义，所以需要对开挖过程中的开挖工作面数量与距离对机械调配和利用做强化。（2）需要做好开挖过程中的人员利用分配。科学分配人员，使其价值发挥到最大，这样，开挖的整体效果会有显著性的提升。

3 结语

综上所述，城市道路大跨径隧道在目前的城市道路交通改造和升级中有着重要的利用，起对于道路通达性保证起着重要的作用。需要注意的是，隧道的质量安全影响着道路交通的运行稳定，随意需要对隧道的质量安全做强化。隧道开挖技术对隧道的质量有重要的影响，文章基于工程实践对隧道开挖的具体技术做分析，了解具体的内容并总结注意事项，这于道路的规范、有效利用有重要的价值，对于现实实践也有重要指导。

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收稿日期：2019-07-24

作者简介：龚清安（1981—），男，重庆人，本科，中级工程师，安全总监，研究方向：工程技术、安全质量管理。