公路隧道正洞施工技术

王永强

（山西辰润交通科技有限公司，山西 晋中 030600）

0 引言

隧道正洞施工即指隧道主体工程施工，其难度和风险都很大。为保证隧道正洞施工的质量与安全，有必要对其施工技术进行深入分析与研究。

1 工程概况

某公路隧道为分离式双洞隧道，其左线起点桩号为ZK106+650，终点桩号为ZK106+945，总长约295m，处在半径为1 205.81m的圆曲线上，设2.4%左右的纵向坡；右线起点桩号为K106+625，终点桩号为K106+955，总长约330m，处在直线段，设2.3%左右的纵向坡。

2 正洞施工技术

2.1 洞口段施工

在开挖洞口段之前，应先开挖洞顶处的截水沟，以避免边坡发生坍塌或地表水下渗到开挖面而对边坡及洞面稳定性造成影响。对于洞口边坡与仰坡，均借助机械设备进行开挖，弃渣利用自卸车及时运走。开挖施工时应同时做好防护。仰拱采用跳槽法施工，并尽快将其封闭成环。边仰坡的具体防护措施为“锚杆+钢筋网+混凝土喷射”[1]。

2.2 明洞施工

待进口开挖结束后，在现场对明洞钢筋进行绑扎，并全断面进行混凝土浇筑。对于明洞的内模，借助衬砌台车施工，而外模采用钢拱架与组合式钢模施工。混凝土采用输送泵直接入模，并利用附着式振捣器进行振捣。

在明洞衬砌结构强度达到设计要求后，根据图纸要求在拱背处进行防排设施施工，然后开始回填。回填应分层进行，并做好分层捣实，层厚按不超过30cm控制。在回填到与拱顶达到齐平的高度后，向上继续填筑，直到与设计要求的标高相符。

2.3 洞身开挖

在洞身开挖过程中，应先结合超前地质预报结果明确围岩的等级和开挖断面尺寸，并确定是否需要实施超前支护，同时还要确定合适的开挖方式。完成以上工作后，开展爆破设计，再按照设计方案做好打眼、装药与爆破。完成爆破后立即施作初支，以此对围岩变形予以严格控制[2]。

2.3.1 Ⅴ级围岩段的开挖方式

对于V级围岩段，在开挖之前应先利用管棚对围岩实施预加固，在普通段可借助注浆小导管实现预支护，再采用台阶法进行施工。台阶长度严格控制为5～10m。上台阶采用环向开挖的方法，在拱部初支完成后，开挖预留的核心土。然后开挖下部，将其分成两个部分。开挖进尺一般按照0.5～1.0m的范围控制，使围岩结构保持稳定。

2.3.2 Ⅳ级围岩段的开挖方式

对于Ⅳ级围岩段，其开挖方法以半断面正台阶法为宜，结合围岩的具体情况，将台阶长度控制为3～5m，开挖进尺则按0.75～1.00m控制[3]。

2.3.3 Ⅲ级围岩段的开挖方式

在Ⅲ级围岩段中硬度相对较大的段落，可进行弱松动爆破施工，采用凿岩台车进行钻孔，开挖要在上台阶初支达到稳定状态后实施，并应做到单侧落底，否则台阶两侧拱脚有可能同时处于悬空状态，在落底完成后及时进行初支。

2.4 衬砌施工

该隧道的衬砌结构为复合式衬砌，初支采用锚杆、湿喷、钢拱架和格栅钢架，并采用管棚、超前小导管与超前锚杆作为辅助手段，基于监控量测结果进行初支与二次衬砌施工。

2.4.1 初支

初支应紧跟开挖面进行，力求将围岩的直接暴露时间控制在8h以内，以防围岩产生变形，并避免围岩在短期内发生松弛。

（1）锚杆施工

锚杆以中空注浆锚杆与砂浆锚杆为主，其施工工艺为：①在围岩表面根据设计要求的间隔距离准确标出锚杆的具体位置；②按照锚杆位置进行钻孔；③将锚杆孔清理干净后插入锚杆；④按照1MPa以上的注浆压力向锚杆孔注浆；⑤在锚杆孔内浆液强度符合要求后，分别安装垫板和螺母，然后将螺母拧紧。

（2）挂网

钢筋网采用成品网，其网眼间隔距离为15cm，根据混凝土受喷面的起伏情况进行铺设，铺设好后利用垫板与螺母进行固定，相邻两块网片之间的搭接宽度应达到15cm以上，网格和受喷面之间的距离按不超过3cm控制，使保护层厚度达到1cm以上。

（3）混凝土喷射

混凝土喷射主要使用强度等级为C30的素混凝土，施工前根据实验室的要求进行配制。混凝土喷射工艺一般为湿喷。因喷射过程中回弹无法避免，而且集料与纤维两种材料的回弹率不相同，所以开工前应做好配合比试验，选择回弹量最低且物理力学性能达到要求的配合比作为施工配合比。为保证最终的喷射效果，要尽可能减少回弹与粉尘，利用湿喷机进行喷湿。在喷射前，应用水或压缩空气对受喷面进行清理。在混凝土拌和过程中，除了要控制好配合比外，还要严格控制各类掺加剂的实际掺量，水灰比通常按照0.4～0.5控制，喷射距离控制在0.8～1.2m范围内。第一次喷射3～5cm厚，第二次喷射5～8cm厚，具体喷射厚度以设计要求为准。

2.4.2 二次衬砌

（1）二次衬砌施工借助模板台车进行，混凝土泵送。

（2）二次衬砌的作业面和铺底作业面之间的距离应达到100m以上，与矮边墙作业面之间的距离应达到60m以上，确保二次衬砌施工得以正常进行，以免影响施工进度。

（3）对于复合式衬砌，其二次衬砌施工需在严密的监控量测结果指导下进行，即选择适宜的时机开展施工。

（4）二次衬砌施工所用台车在工厂中制造，然后运输到现场拼装成型。对于台车模板的定位，宜使用五点定位法。在衬砌施工开始前，应先将模板表面进行全面打磨处理，以清除锈迹，并涂油防锈。

（5）台车模板要和混凝土之间有良好的搭接，将其就位后，检查台车上各个节点之间的连接是否牢固，确定是否存在错位。

（6）对于台车端部设置的挡头模，需确保衬砌厚度达到设计要求，同时通过适当的调整避免形状不规则。另外，挡头模结构还应能使衬砌环形接缝达到榫接，并在顶部设置观察孔，便于施工人员对封顶混凝土浇筑情况进行观察。

（7）在衬砌结构的三缝处均设置止水带，包括伸缩缝、沉降缝与施工缝。在现场进行分段安装，并固定于挡头板，接头结合现场具体情况进行热接或冷接。

（8）在施工缝部位安装橡胶止水条，安装位置在端面留设的凹槽当中，具体安装流程为：先清洗混凝土表面，然后均匀涂刷一层黏结剂，之后开始粘贴止水条，并使用混凝土钉将其固定，最后进行混凝土灌注。

（9）将台车安装到位同时经过检测确认合格后，方可开始衬砌结构混凝土的浇筑施工。浇筑按照从下到上的顺序分层且对称实施，同时应确保浇筑保持连续，力求一次性完成。对于每一层的具体浇筑高度、次序和方向，都需要以混凝土的生产能力、运输距离及现场浇筑施工条件为依据来确定。为避免浇筑过程中由于两侧压力差过大导致台车发生移位，需将两侧混凝土的浇筑高度差严格控制在50cm以内，并对实际浇筑速度予以严格控制，使其始终处于允许范围内。

（10）在确保衬砌结构混凝土实际强度不低于5MPa或混凝土强度不因模板拆除而发生损坏时，即可开始拆模。在拆模之前，应先用清水对模板的外侧表面进行冲洗，完成拆模后可通过在混凝土表面适当洒水来降低混凝土的水化热，防止混凝土产生裂缝。一般情况下，混凝土养护时间应达到14d以上。

2.5 监控量测

隧道正洞施工中，监控量测是一项重要内容，必须引起重视，通过及时反馈信息为施工提供参考。在施工中必须进行量测的项目包括：洞外情况、地表下沉、拱顶下沉、净空收敛、各工作面的地质描述等。对收集到的量测数据予以整理分析，并及时对变位情况进行上报，以便于设计修改或制定针对性的加强措施，避免坍塌事故的发生。

3 结语

综上所述，隧道正洞施工是隧道主体工程施工，主要包含进洞段施工、明洞施工、洞身开挖、衬砌施工和监控量测。通过对各环节进行严格控制，该隧道正洞施工顺利完成，质量合格，所用各项施工技术合理可行，值得类似隧道工程借鉴。