浅谈隧道施工方法与技术

　　摘要：随着我国经济的发展和西部大开发，我国隧道施工工程越来越多，对隧道建设者提出了更高要求。隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，因此本文从提高隧道施工质量的目标出发，提出了隧道施工的开挖、支护、排水等技术。

　　关键词：隧道施工,防排水技术,管棚技术

　　前言：公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的灵活和优越性，发挥着其他运输方式不可替代的作用。公路隧道是公路工程结构的重要组成部分之一，随着我国社会主义市场经济的发展，西部大开发战略的实施，高等级公路已从沿海地区向西南、西北山岭区延伸，公路隧道建筑规模也越来越大，原来的两车道隧道已远远不能满足日渐增长的行车要求，隧道规模越大技术也相应复杂。由于施工技术水平低下而造成的工程质量问题与施工安全事故时有发生，因此提高隧道施工技术水平任重而道远。

　　一、洞口断施工

　　1、洞口边仰坡施工

　　人工开挖并施作截水天沟，按设计开挖边仰坡，并及时进行防护，以防围岩风化及雨水渗透而坍塌。

　　2、洞门修筑

　　洞门及早修筑，安排在旱季施工。洞门砼施工时搭设满堂脚手架，组合钢模板支模。砼由拌和站拌制，砼运输车运至工作面，输送泵入模。洞门的排水、截水设施与洞门工程配合施工，并与路基排水系统连通。洞门装饰在砼施工后利用脚手架进行施工。

　　二、洞室开挖

　　1、隧道进出口成洞地质较差，隧道洞口宜选择在旱季施工。成洞时须选择合理的施工方法，要严格控制进洞顺序，严禁洞口大开挖大刷坡，应在完成套拱和超前大管棚后，立即进行明洞主体模筑衬砌施工，成洞面须及时防护，进出口结合相关的施工辅助措施成洞。

　　2、V级围岩宜采用机械挖掘或控制爆破开挖，掌子面应及时必要的支护。实行钻爆作业时，钻爆前应定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓，标出炮眼位置，钻眼后进行检查记录，确保钻爆安全。实行掘进机开挖作业时，应根据围岩强度选择合适的机种，掘进机开挖时，要平整好场地，清除积水，创造良好的运转环境，开挖时，应密切注意开挖面的稳定，并尽量减少超挖。隧道施工放样应保证精度，施工时应根据各主要控制点的坐标计算隧道的长度和方向，并根据此实地放线。为保证隧道底部按设计图纸所示的纵坡开挖并满足衬砌的正确放样，洞内每隔50米应设置一个水准点。

　　3、每一个开挖循环长度不应大于钢支撑或锚杆间距的1.5倍。

　　4、隧道开挖必须严格控制欠挖，尽量减少超挖，必须采用机械开挖，针对采用光面爆破、微震爆破、预裂爆破等控制爆破技术。爆破时必须严格控制开挖进尺及装药量，并控制爆破波速，避免爆破震动对隧址区周围居民区房屋的不利影响。

　　三、隧道防排水

　　防水层在初期支护变形基本稳定、二次衬砌前进行，并在爆破的安全距离以外。铺设表面要保证圆顺。对有显著凹凸的初期支护表面进行分层喷射找平，截除外露的锚杆头和钢筋网头。注意防水板搭接良好，保证防水层与喷层能基本密贴。

　　1、施工工艺

　　衬背防水层施工以可靠便利为原则。采用洞外先拼接成大块体，再在洞内大块体铺挂。防水层铺挂采用吊带铺挂，不允许用钉子将卷材钉在凝土层表面上。防水层施工质量应以工程师部验收合格并签认后才能浇筑二次衬砌。

　　大块体先在洞外平台上拼接而成。大块体沿隧道纵向以3～4幅卷材拼接为宜，环向长度以隧道喷砼层内壁周长决定，如以设计理论值应考虑超挖影响，一般取1.l-1.15系数。

　　拼接要求 拼接缝宽度10cm，大块体之间采用双接缝热熔工艺，两条接缝之间留空隙，以备充气(或吸气)检验焊缝质量，洞内大块体之间环向接缝允许使用专用粘合剂粘合，局部用玻璃胶(硅胶)补缝。

　　焊缝检验 ① 大块体：可用带气压表的打气筒充气检验焊缝质量，大块体每条焊缝均应检验，将双缝之间空隙两端密封，插入打气筒，打气加压至100kpa，保持3min气压不降低即定为合格。 ② 洞内大块体之间接缝：当使用专用粘合剂粘合时以肉眼检验判定;当使用采用双按缝热熔工艺时用充气检验焊接质量。

　　2、施工方法

　　在衬砌背面设置隧道专用型贴背吊带式高分子土工复合防排水卷材，土工布设置在防水卷材与喷砼层之间，其作用兼作衬背排水层及缓冲层。

　　环向盲沟采用Φ50mm软式透水管，环向间距一般为10m，位置与数量根据实际情况确定。通过过排水滤层排至墙角，再由墙角处衬背纵向盲沟集水，纵向盲沟采用Φ100mm软式弹簧透水管,通过横向排水管(Φ100mm+Φ150mm)引水管引至中心排水管(Φ50㎝钢筋砼管)排出洞外。

　　为防止衬砌背后的柔性防水层由于施工原因而可能出现局部地方防水失败，故二次衬砌做成自防水砼结构。防水结构抗渗标号要求达S8以上。

　　在衬砌浇筑工作缝设置遇水膨胀橡胶止水条(20×30mm)+背贴式止水带(400×8㎜)，在设置沉降缝处设置中埋式橡胶止水带(规格402×10㎜)+背贴式止水带(400×8㎜)。 ① 衬砌的施工缝和沉降缝采用的止水带材料符合图纸要求。使用前将样品和出厂检验证件送工程部批准。 ② 止水带在安装时以及在混凝土浇捣作业过程中，注意保护止水带，不得被钢筋、石子和钉子刺破，如发现有被刺破、割裂现象，必须及时修补。

　　四、管棚施工方法

　　1、采用水平地质钻机钻孔并顶进管棚钢管，双液注浆机分段注浆。

　　2、钻完孔后，先注水清洗套管内孔后，才把钻杆取出，套管仍留在孔内供护孔用。钢管插进后，才取出套管钻其他孔眼。

　　超前小导管施工

　　3、采用现场加工小钢管，喷射砼封闭岩面，用水平钻机钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，然后将钢管穿过钢架，用钻机将钢管顶入岩层，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内砂石吹出。

　　4、小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷砼，以防工作面坍塌。

　　5、隧道开挖长度应小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次循环止浆墙。

　　6、采用双液注浆机注浆，注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆(每次3～5根)。

　　7、注浆施工前应进行注浆试验，以确定合适的注浆参数值。

　　注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆

　　四、洞身衬砌

　　1、衬砌设备配置

　　(1)衬砌台车：隧道采用拆装式整体钢模液压衬砌台车衬砌。

　　(2)混凝土的拌制：采用自动计量混凝土拌合楼，集中生产混凝土。

　　(3)混凝土的运输：隧道采用混凝土输送车运输，输送泵泵送混凝土，插入式振捣器振捣密实。

　　(4)衬砌台车定位：采用STZ型激光准直仪导向，现场设工程测试试验室，配齐试验技术人员和设备，负责各种原材料及混凝土的试验工作，确保混凝土衬砌内实外美，断面尺寸准确无误，一次达标。

　　2、二次衬砌施工

　　(1)二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作应符合下列条件：

　　①、隧道周边变形速率有明显减缓趋势;

　　②、水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d;

　　③、施作二次衬砌前的总变形量，已达预计总变形量的80%以上;

　　(2)台车控制标准

　　①、轨道中心距3.9m，允许误差±1cm;

　　②、轨面标高比隧道路面中心高15cm，允许误差±1cm。

　　②、两侧电缆沟盖板以下部分，人工立模先行浇筑。

　　④、台车就位时，先调顶模中心标高，然后由顶模支撑梁上横向丝杆调整台车中线符合要求。最后由侧向丝杠电动调节边模张开度，调整到位后放下翻转模和底脚斜撑丝杠加固。

　　(3)二次衬砌砼混合料由自动计量拌和站生产，砼坍落度控制在13～18cm，并掺加FDN-440缓凝减水剂和防水添加剂，有防腐要求时，要增加防腐剂，以确保砼质量。要注意运输过程中的坍落度损失。

　　(4)二次衬砌砼灌注施工要点

　　①、复查台车模板及中心高是否符合要求，仓内尺寸是否符合要求;台车及挡头模安装定位是否牢靠;止水带、止水条安装是否符合设计及规范要求;模板接缝是否填塞紧密;脱模剂是否涂刷均匀;基仓清理是否干净，底脚施工缝(如有)是否处理;输送泵接头是否密闭，机械运转是否正常

　　②、砼采用分层、对称浇注，每层浇筑厚度不得大于1m。两侧高度差控制在50cm以内，输送软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内，以防砼离析。浇注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间一般不得超过1h，否则按施工缝处理。

　　③、当砼浇至作业窗下50cm时，应刮净窗口附近的赃物，涂刷脱模剂，窗口与面板接缝处涂腻子予以保证紧密结合，不漏浆。

　　④、采用以ZW-50型插入式捣固棒机械捣固为主，人工小铲插边、木锤模外敲振为辅，定人、定点、分区进行，标准为砼不下沉，不冒气泡，表面开始泛浆。即防漏振，致使砼不密实，又防过振，砼表面出现砂纹。特别是内模反弧部分要确保捣固充分，避免出现气孔现象。

　　⑤、封顶采用顶模中心封顶器接输送管，按从里向外的顺序逐渐封顶。当挡头板上观察孔有浆溢出，即封顶完成。

　　⑥、拆模：当最后一盘封顶砼试件现场试压达5Mpa时，即可拆模。拆模时，要小心谨慎，以免缺棱掉角现象发生。

　　⑦、拆模后，若发现缺陷，不得擅自修补，由技术人员共同研究确定方案后及时处理。

　　结束语：随着新工艺、新技术的不断出现，隧道施工技术作为公路施工的一项技术与过去一般公路隧道在设计、施工和运营管理方面均产生了变化，这带给我们公路隧道建设者的是机遇也是挑战。面临这些挑战，中国工程技术人员一定要在总结自己经验的同时学习借鉴国外先进理论，不断提升我国的隧道施工技术水平，确保工程质量与安全。

　　参考文献

　　[1]冯旭.雪峰山特长隧道防排水体系新技术与施工[J].科技创 新导报，2009，(19).

　　[2]蔡建伟.隧道二次衬砌防施工监理控制要点[J].科技创新导 报，2010，(35).

　　[3]JTG F60-2009 公路隧道施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2009.

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文章名称： 浅谈隧道施工方法与技术

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