试论隧道施工技术及控制要点

2022-09-12

隧道施工是高速公路建设施工的重要组成部分, 隧道施工的质量直接影响高速公路的安全, 但高速公路隧道施工的难度相对较大, 工程比较复杂, 其中涉及到许多的隐蔽工程, 高速公路施工时必须要重视隧道施工技术控制控制, 提高隧道工程施工水平, 确保隧道施工满足高速公路建设施工要求。

一、工程概况

某省际高速公路中间有一段路段不良地质现象比较集中, 工程规划过程中, 该路段中设计了一段分离式隧道。其中左洞长度为1750m, 右洞长度为1765m, 隧道区地下水主要来源于上部残坡积土层中孔隙潜水和峡部基岩裂隙水, 主要补给形式是地表水侧向补给以及大气降水垂向补给。洞身围岩的完整性比较差, 裂隙较发育, 通过水位恢复观测试验、注水试验以及简易抽水试验发现, 岩性透水性比较好, 岩层富水性较强, 渗透系数在0.01~0.35m/d左右, 洞身开挖时, 构造破碎带地下水富集地段容易出现涌水、渗漏的现象。

隧道地处低山丘陵地貌, 需要穿越东西向低山区, 地形起伏比较大, 山口狭窄, 但进口段地形又相对而言比较平缓, 山坡坡度在15°~25°之间, 隧道区上部薄薄覆盖着一层残坡积粘性土, 下部岩层主要是二叠系童子岩组煤系地层, 岩性以砂岩、粉砂岩及炭质泥岩为主, 局部夹由较薄的煤层煤线, 整体上围岩的完整性比较差。

二、高速公路隧道施工技术要点

(一) 钻爆施工技术

高速公路隧道钻爆施工中, 爆破器材及爆破方法的选择十分重要, 目前来说, 硝铵炸药是我国高速公路爆破施工中最常见的爆破材料。由于本次施工洞身围岩完整性较差, 主要是粉砂岩及岩质泥岩, 且部分洞段地下水较多, 因此实际施工时, 无水洞段及富水洞段的处理方法存在一定的区别。无水洞段施工时, 现场施工人员要首先对围岩的完整性以及岩石的坚固程度进行勘测分析, 然后进行爆破施工。无水洞段围岩爆破主要采用光面爆破工艺, 光爆眼通常小于45cm, 抵抗线长度一般是周边眼间距的1~1.2倍, 光面爆破可以选用毫秒雷管电力起爆手段。富水洞段施工情况相对比较复杂, 施工之前, 现场工作人员要做好超前规划工作, 确保隧道施工过程中不会因为突水、涌水等突发情况使得地质条件恶化加剧, 然后再进行爆破施工。

(二) 明洞及边仰坡开挖施工

正式施工之前, 施工人员要根据现场实际情况做好测量放线工作, 尤其是边仰坡坡顶线及明洞边坡位置。其次, 在坡顶设置截水沟, 按照设计图纸中设计的坡度, 按照自下往上的方式进行分层开挖, 开挖过程中要做好边仰坡防护工作, 边仰坡裸露时间不能过长。必要时, 可以增大防护的面积, 调整锚杆间距, 利用加密钢筋网以及增加喷射混凝土厚度的方法提高支护的强度。开挖过程中, 土方主要利用挖掘机进行开挖, 石方则需要利用炸药进行小药量松动爆破协助开挖。边坡及仰坡上需要设置位移及沉降量测点, 随时监测边坡及仰坡稳定性。

(三) 隧道支护施工

锚杆支护施工是高速公路隧道施工的关键内容。本次隧道工程支护施工采用的是外径为5cm厚度为0.5cm的热轧无缝钢管, 具体施工过程中首先沿着管壁四周钻孔, 孔与孔间距为150mm, 孔眼设置在开挖作业面支撑点最近处。小导管纵向间距确定之后, 可以安装管道并进行注浆 (注浆锚杆如图1所示) , 完成初期支护施工。本段施工隧道存在粉质砂岩及炭质泥岩, 遇水后, 围岩很容易出现膨胀、软化的问题, 导致围岩强度降低, 如果初期支护出现明显的变形或者隧道水平收敛超过2mm/d时, 需要结合隧道变形的实际情况选择恰当的控制变形方法, 以免隧道出现掉拱、塌方等安全事故。

(四) 混凝土喷射施工

隧道混凝土喷射主要有喷潮施工及喷湿施工两种技术, 两种施工技术存在一些细微的差别, 具体的施工重要结合施工现场的地质、地下水分布等情况合理选择施工方法, 控制好混凝土喷射施工的喷射厚度、密度、附着度、强度等施工指标, 确保所有的参数都能够达到高速公路隧道施工相关的标准要求。除此之外, 现场施工人员还需要做好后期围岩观测工作, 要能够根据具体的观测结果决定是否进行二次钢筋混凝土施工。尤其是富水带施工时, 隧道开挖之后, 隧道中可能会存在十分明显的散状水流, 初喷混凝土之前, 现场施工人员要做好排水引水工作。