公路隧道施工及其不良地质段施工处理技术探索

摘要：随着公路建设的快速发展，目前公路施工中极大可能地要兼顾到公路隧道的施工。鉴于此，本文通过结合某公路隧道施工情况，对公路隧道施工的有关方面进行探讨，提出公路隧道施工中的相关注意事项，同时针对公路隧道可能遇到的不良地质段提出可行的施工处理手段，为同类工程提供参考借鉴。

关键词：公路隧道；隧道施工；不良地质段；隧道监控

Abstract: with the rapid development of highway construction, the highway construction of maximum possible to give consideration to the construction of highway tunnels. In view of this, this article through the combination of a highway tunnel in construction of highway tunnel construction, the relevant aspects of the highway tunnel, puts forward the related matters in the construction of highway tunnel, at the same time may encounter bad geological section puts forward the feasible construction processing means, provide reference for similar engineering reference.

Key words: highway tunnel; tunnel construction; bad geological section; tunnel monitoring

引言

结合某公路隧道施工项目来探讨关于公路隧道施工的有关方面。某高速公路采用双向四车道、设计行车速度100km/h标准设计，根据《公路隧道设计规范》的规定，本路段隧道设计采用了标准间距分离式布置形式。隧道轴线设计既要服从路线的总体走向，又要根据隧道位置的地形、地质、地物、水文情况和施工条件综合考虑。本项目共有2条路线方案（K、B线），设置隧道11255m/8座（按路线长计），均为分离式隧道。

公路隧道施工方法

公路隧道开挖时隧道施工的关键环节，合理的开挖技术是确保隧道施工的安全前提。在进行公路隧道洞口段开挖施工前必须施作好洞顶截水沟，防止地表水体渗入开挖面影响明洞边坡和成洞面的稳定；在开挖过程中，边坡防护必须与开挖同步进行，开挖到成洞面附近时要求预留核心土体，待洞口长管棚施工完成后再开挖进洞。尤其是对于洞口地质较差，应尽量避开雨季施工，明洞衬砌完成后应及时回填。完成明洞回填反压后方可开始暗洞开挖。对于隧道施工开挖总体上要求拱部采用光面爆破，边墙部采用预裂爆破，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载能力。对于隧道中存在Ⅴ级围岩地段要求采用短台阶留核心土法，并保证初期支护及时落底封闭，以确保初期支护的承载能力。由于二次衬砌是按主要的承载结构设计，因此二次衬砌应紧跟开挖面，在初期支护落底后应及时施作仰拱二次衬砌和仰拱回填层，然后施作边墙及拱部二次衬砌。在Ⅳ级围岩地段要求采用短台阶留核心土法，台阶长度控制在

10～15m，注意上半断面及基础锁脚锚杆的施工质量。在Ⅲ级围岩地段推荐采用台阶法施工。

对隧道中存在偏压的进口端而言，结合工程实践，笔者认为应当先采用上下台阶法（预留核心土）施工偏压一侧结构，台阶长度10～15m。仰拱二次衬砌落后下台阶20～30m；另一侧结构采用单侧壁导坑法（CD法）后续施作，靠近偏压一侧结构的外侧导坑先行，台阶长度10～15m。内侧导坑落后30～50m后施作，台阶长度10～15m。仰拱二次衬砌落后下台阶20～30m。

隧道施工注意事项

从上述所分析关于隧道开挖施工方法，同时结合笔者从事隧道施工的工程实践情况来看。对于隧道洞口施工应注意边坡修整圆顺，铺砌整齐。洞门应严格按照设计要求施工，以达到设计效果。尤其是注意边仰坡后截水沟的施作质量，确保不渗不漏并能有效拦截地表水。

对于洞口浅埋及Ⅴ级围岩地段应尽快及时施作二次衬砌，二次衬砌施作时间严格紧跟初期支护，尽早发挥二次衬砌的承载能力，以保证施工安全。复合衬砌施工应认真执行新奥法原则，拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，加强监测，减少施工过程中对围岩的扰动，尽量发挥围岩的自身承载能力。当发现初期支护承载能力不够时，除应及时加强初期支护外，也可修改二次衬砌支护参数后提前施作二次衬砌。在隧道开挖施工中应注意钢拱架及钢筋网与围岩的密贴，二次衬砌施作完成后应检查其背后与喷砼层之间的空隙。一旦发现，应及时回填。

整个隧道纵向设置的沉降缝处边墙、拱部及仰拱均应断开。同时对于隧道施工时注意衬砌中预留预埋设施。为了有效地满足隧道防排水效果，对于隧道采取初期支护中设置的Ω型排水管注意分层、分处设置，并与边墙基础下纵向排水管有效连通。在施工过程中应采取有力措施保护好预埋的各种排水管沟，避免淤塞和破坏，以保证隧道运营阶段各项排水措施功能正常发挥。在隧道施工期间也需注意洞内积水的排除，不得散流。铺设防水卷材前应裁除出露的锚杆端部，修整喷砼表面过大的凹凸不平处，以防刺破防水卷材，铺设过程中应注意防水卷材搭接良好。另外，对于隧道施工要重视保护生态环境，实行文明施工，提高机械化水平，尽量减少对隧道附近环境的破坏。

隧道施工监控技术

对于隧道施工来说，由于岩土工程的复杂性和特殊性，在隧道施工过程中一般需要根据施工过程中洞内外地质调查、洞内观察、现场监控量测及岩土物理力学实验等施工反馈信息，进一步分析确定围岩的物理力学参数，以最终确定和修改隧道施工方法和支护方式。在施工过程中，可以根据隧道地质特点和结构形式，结合现场管理各方的研究需要，选择一些特殊监控量测项目对隧道进行深入研究，如：围岩内部位移量测、锚杆内力量测、钢支撑内力量测、喷射混凝土应力量测以及二次衬砌应力量测等等。由于这些监控量测项目技术含量高，初始投入大，进行时间长，其目的主要是对隧道施工方法和设计参数作更深入的研究，为

后续工程设计与施工的进一步优化提供参考意见，且一般要求多方面合作才行，因此，尽管设计上提供了比较完善的内容和方法，但是对其实施与否不作强制性要求。建议建设方选择有代表性的地质地段和代表性衬砌类型设立选测项目，进行隧道设计施工方面的技术研究，以提高本项目的技术水平。

本隧道支护结构应用新奥法原理采用复合衬砌，在施工过程中必须进行现场监控量测，及时掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态，提供有关隧道施工的全面、系统信息资料，以便及时调整支护参数，通过对量测数据的分析和判断，对围岩－支护体系的稳定状态进行监控和预测，并据此制定相应的施工措施，以确保洞室周边岩体的稳定以及支护结构的安全。

根据本隧道的实际情况，在施工过程中必须进行的监控量测项目有洞口浅埋地段地表下沉观测、洞室周边位移变形监控量测以及日常观察与施工调查。在Ⅴ级围岩地段，一般当隧道埋置深度小于30m时属于浅埋隧道，在Ⅳ级围岩地段，当隧道埋置深度小于15m时一般属于浅埋隧道，在这种情况下必须按要求进行地表变形观测，观测断面纵向间距约20～30m，每端洞口至少设置1～2个观测断面。在观测前注意仪器校正、观测点及基点的设置工作，在观测过程中注意作好数据的整理和分析工作，为下部洞室施工提供指导意见。在进行洞室开挖施工过程中，必须进行洞室周边位移变形监控量测，每次爆破施工后应进行掌子面地质及支护状态的观察。洞室周边位移量测断面在Ⅴ级围岩地段纵向间距10～15m左右应设置一处，在Ⅳ级围岩地段纵向间距15～20m左右设置一处，在Ⅲ级围岩地段纵向间距20～30m左右设置一处。