浅析共玉公路高寒、浅埋隧道的施工技术

浅析共玉公路高寒、浅埋隧道的施工技术

吴浪

吴浪

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摘要：鄂拉山隧道的地层结构是多年冻土、热融洼地、水草地、水草沼泽及特殊岩土，所以在隧道的施工中容易因地层结构的影响，致使隧道在修筑中变形。为了保障共玉公路高寒、浅埋隧道的施工质量就需要在隧道的施工技术和施工管理方式上进行改善，进而在根本上保证共玉公路高寒、浅埋隧道的质量安全。本文就以共玉公路高寒、浅埋隧道的施工技术为研究课题，系统的进行阐述和研究。

关键词：共玉公路高寒浅埋隧道；施工技术；施工质量

改革开放以来国家对公路建设、铁路建设、隧道工程的投资力度不断的加大，进而促进了交通运输业的繁荣发展，也为人们的生活带来了极大的便利。然而因为中国国土资源广阔因而在隧道工程的建设中会遇到一些地质结构复杂的路段，这就加大了隧道施工的难度。共玉公路高寒浅埋隧道处于常年冻土层之上，而且隧道周围的地层结构除了冻土层以外还有沼泽、水草地以及特殊岩土，进而要保证共玉公路高寒浅埋隧道的施工质量就要改变其施工技术，优化管理方案。

一、共玉公路高寒浅埋隧道的施工设计

（一）共玉公路高寒浅埋隧道洞口的开挖设计

因为隧道的地层结构中含有的冻土层较多，而冻土层还具有易容的特点，若是在开挖的过程中冻土层出现冻融的现象就会直接导致洞口的变形，从而增加了洞口开挖的危险程度。所以针对洞口开外应采用机械自上而下分层开挖，然后在开挖后在让施工人员对坡面进行修筑，以此保证洞口的施工质量安全。除此之外，在开挖前要对隧道上方坡体危岩、滚石进行清除，确保坡体的平整度，并在开挖过程中若发现冻土的存在应立即采用喷锚支护避免因冻土热融出现洞口变形的情况[1]。

（二）隧道的支护、衬砌设计

共玉公路高寒、浅埋隧道因为其地层构造上有多年冻土段，因此关于冻土段的开采应采用矿山法进行冻土施工，其余路段则采用新奥法施工方式。其隧道的初次支护应该采用复合式衬砌，其设计为锚、网、型钢支撑以及湿喷混凝土结构形式，但是在二次衬砌要选择耐久性较强的混凝土设计。

（三）防排水设计

共玉公路高寒、浅埋隧道的防排水设计是整个隧道施工阶段关键设计，这直接影响着隧道内部的施工质量安全。所以在隧道的二次衬砌拱部、墙部和仰拱应该运用能够防水混凝土，并且混凝土的抗渗等级不能低于S10；然后在初次支护和与二次衬砌间采用分离式的防水层设计，其防水所采用的材料可以是防水板一类的防水器材。最终要的是在防水施工设计完成后，还要将施工后期的防水板施工缝与衬砌的施工接缝位置错开[2]。最后，利用导水管将共玉公路高寒、浅埋隧道的水流全部排出。

（四）隧道内的保温设计

隧道在施工的过程当中还需要对隧道实施保温的施工方案，从而避免冻土层的冻融导致隧道坍塌或是变形等质量问题的发生，并且在选择保温材料的时候应该选择具有良好抗冻性、防火性、防水耐腐蚀性的保温材料。

二、共玉公路高寒、浅埋隧道的施工技术

（一）隧道进洞的施工方式

共玉公路高寒、浅埋隧道进洞施工方式的选择非常重要，这直接的关系到后期隧道施工所采用的施工技术和施工管理方式的抉择。因此，在隧道施工前应该先对周围的地质条件、气候因素以及外界的干扰因素进行调查和判断，从而进一步的对所采用的施工技术的合理性进行分析，最后选择最恰当的施工技术对洞口进行施工。并且为了保证施工技术的有效性还需要在施工期间建立科学的管理监督体系，一方面保证施工技术操作的规范性；另一方面，保证隧道施工的施工进度。此外，还能对隧道施工中潜在的隐患因素进行及时的勘测。迄今为止隧道进洞的施工方式主要有前置式洞门工施工方式、加固地层施工方式、大管棚施工方式以及超前小导管注浆的施工方式。

（二）共玉公路高寒、浅埋隧道进洞的施工技术

1.隧道进口大管棚施工技术

在隧道施工中大管棚施工钻进施工技术主要有三种，分别是常规式的施工技术，这种施工技术是隧道进洞常用的一种施工技术，其具有投资少、进程快和强度小的优势，一般情况下都是采用在矿山中钻80-250毫米炮孔的方式，但是若遇到松散的地层结构就会发生坍塌的危险也就妨碍了大管棚施工技术的操作，这样不仅会造成隧道施工质量问题，还延长了隧道施工的时间，从而造成施工企业的经济损失。

2.跟管钻进施工技术

隧道当中的跟管钻进施工技术一般是采用一般钻进一边压入的方式，这种施工技术能够有效的防止孔壁的坍塌和堵塞，从而保证较高的施工质量。但这种施工技术比较适合在松散的地层结构进行施工，并且其工程造价较高并且钻进的速度较慢，所以这种施工技术一般在隧道施工中的采用度较低。

3.自进式管棚施工技术

自进式管棚施工技术一般是用钻进将一些刚度较大的钢管直接打入到隧道的围岩当中，这种形式的隧道施工进程比较快，但成孔率较低、拔钻艰难且造价较高，因此在具体的隧道施工中自进管棚的施工技术的应用较少[4]。

三、共玉公路高寒、浅埋隧道中关键的施工技术

（一）初期支护施工技术

初期支护的隧道施工材料主要是利用锚杆、钢架、混凝土等组成的受力性较强的施工结构，保护隧道围岩的承载能力。此外初期支护施工技术是多种施工技术的有效结合，并且要尽快的进行施工操作。在对隧道实施初期支护施工时应该采用高压风将岩面吹干净，并且最好引排水的工作。除此之外，因为初期支护的施工技术包括混凝土的施工技术，因此在混凝土施工浇筑技术操作的过程中，要严格的保证混凝土浇筑层面的平整度以及初凝时间，并对此进行把握。

（二）仰拱施工技术

仰拱技术是在初凝支护技术施工完成后，进行左右的错位开挖仰拱，并且在仰拱技术施工的过程中注意对仰拱钢架的安装质量进行检查，使隧道初期的支护能在最短的时间内闭合并且还要保证初期支护稳固工作的顺利进行。仰拱施工技术是隧道施工技术中比较基层的一种技术，它主要是对前期的支护施工质量进行进一步的巩固，以此抱枕隧道施工洞口的安全。

（三）冬季的隧道的施工措施技术

共玉公路高寒、浅埋隧道本身的地质结构中就含有大量的冻土层，当地从每年10月开始下雪，直到第二年4月初积雪才融化，冬季施工时间极长，极端最低温度-40摄氏度。

①、原材料的加热原则及方法

加热原则：冬季施工的原材料一般需要加热，其加热温度根据热工计算确定。应优先采用加热水的方法。当自然气温较低，单纯加热拌合水无法满足拌合物出机温度的要求时，对于集料也要加热，首先是细集料，其次是粗集料。各种类型和不同强度等级的水泥在任何情况下都不加热，但在使用时放在保温棚内预温。在冬季施工难免会遇到雨雪天气封锁道路，这就需要提前做好物资储存准备工作。

加热方法：在施工过程中根据现场的实地条件，原材料的加热采用湿热法和干热法相结合的办法来进行。湿热法是在集料堆中插入蒸汽针，直接排放蒸汽，以提高砂、石温度。干热法是在存放集料堆的棚内安放排管，如水、电、蒸汽管等来加热砂、石料。在该隧道采用的是干加热法。即在集料仓下采用煤火加热。

②、混凝土的搅拌与运输

搅拌站必须搭设暖棚，搅拌前用热水冲洗搅拌机，搅拌时先投入粗、细集料和热水，待搅拌一定时间后，检测水温降至40℃左右时，再投入水泥及外加剂。混凝土拌合物温度控制要经过热工计算确定，砂、石、水泥进入搅拌站的温度按±2℃控制。

混凝土拌合物出机后，应及时运到浇筑地点，运输车在运输过程中要采取保暖设施，以加强运输过程中的保温效果，防止混凝土从运输到浇筑过程中发生冻结现象。

（四）施工供水

①、高山水池

隧道口水池设置于小型拌合站内，采用1cm厚钢板焊接加工形成，下设置支撑，采用炉火进行加热，利用增压泵抽至水箱供掌子面使用。

②、洞外及洞口段供水管路

洞外输水主管路采用保温材料包裹后埋入地下2.5m，距洞口100m范围内采用混凝土浇筑覆盖场地。

③、应急供水

为防止洞外水管冻结影响洞内正常施工用水，在隧道口已施工仰拱地段设置储备水箱，以备急需因此在冬季施工的过程中要格外的注重隧道的洞外施工施工准备工作。

结语

综上所述，共玉公路高寒、浅埋隧道本身的地质结构比较复杂，其隧道施工的难度相比于一般的隧道施工难度要高，并且其隧道施工的过程中有较多的冻土层路段，为了避免冻土层的冻融需要及时的采取喷锚支护，这样能够有效的保证隧道施工的质量安全。但是对隧道的施工技术还要进行不断的改进，并且借助于高科技进行施工技术的完善和创新，才能进一步的保证隧道的施工质量。

参考文献：

[1]赵立波.谈长大隧道的施工技术[J].价值工程，2013，（18）：133-134.

[2]王锁.浅析偏压连拱隧道的施工技术[J].价值工程，2011，30（3）：69-69.

[3]王锁.浅析高速公路浅埋偏压连拱隧道的施工技术[J].黑龙江科技信息，2014，（7）：236-237.

[4]吕乾辉，马虎群，韩树兴等.六车道大跨连拱隧道的施工技术[J].中外公路，2007，27（5）：89-92.

[5]田莹莹，梁启启.公路施工中隧道的施工技术[J].技术与市场，2013，（9）：117-117.