高速公路隧道施工技术及控制要点分析舒美华

高速公路隧道施工技术及控制要点分析舒美华

舒美华

湖北兴达路桥股份有限公司湖北咸宁437100

摘要：作为现代社会交通建设的重要组成部分，高速公路建设显得尤为重要。相对于整个工程而言，高速公路隧道施工建设相对难度较大。由于我国土地面积广阔、土地情况复杂，在高速公路经过的区域，常常会出现山体障碍的情况，因此必须要开凿隧道来完成施工。提高高速公路隧道施工技术与质量控制，有助于提高高速公路隧道工程的安全性，从而提高高速公路整体水平。本文通过分析高速公路隧道施工的工程特点，深度解析高速公路隧道施工的技术要点，进而提出高速公路隧道施工技术与质量控制的强化措施。

关键词：高速公路；隧道施工；混凝土喷射；工程监管

引言

随着社会的进步与经济的发展，我国的交通运输事业获得了良好的发展空间，高速公路的建设规模与数量不断扩增，在路线与覆盖面上有了很大幅度的提升。由于高速公路具有较长的路线，在实际施工中会遇到山体障碍等因素的制约，这就需要开通隧道，确保工程的顺利实施。现阶段我国在隧道施工技术方面尚有不足，导致隧道开通的难度较大，一旦出现安全问题则会造成严重的损失，因此做好高速公路隧道施工控制至关重要。

1高速公路隧道施工的特征分析

作为高速公路施工中的重点与难点，隧道施工直接影响到工程的整体质量。通常高速公路隧道施工具有如下特点：（1）实效性强：在隧道施工中，围岩的主要特点就是变化性较大，地质水文的条件相对复杂，在隧道开挖施工后需采取合理的措施与科学的技术进行作业，因此隧道施工在实效性方面具有较高的要求；（2）隐蔽工程多：隧道工程作为地下工程，各施工环节的联系十分密切，不能打破各环节的施工顺序，因此施工中会存在许多隐蔽工序，极易影响隧道施工的安全及质量；（3）施工环境恶劣：施工人员在隧道施工中要进行地下施工操作和交叉作业，但由于施工工序较为繁琐，作业空间十分狭窄，在很大程度上增加了施工的难度，如支护、开挖、防排水、预埋件等环节的施工质量与规定标准不相符，则会影响工程整体质量和人员的人身安全；（4）风险大：在预测隧道施工现场的地质变化时，如果施工人员操作不当，则可能引发塌方事故。

2公路隧道施工技术要点分析

在公路工程隧道施工过程中，需要严格控制施工技术要点，有效提升隧道的施工质量，避免施工事故的发生。在实际的施工过程中，需要对以下施工技术要点进行严格的控制。

2.1边仰坡和明洞开挖技术

在边仰坡和明洞开挖施工之前，需要做好测量放线工作，对明洞仰坡和边坡的顶线进行准确测量，科学把握放线精确度，并将截水沟设置在坡顶；施工时应尽量缩短边仰坡的暴露时间，若出现紧急情况则应增加支护力量。值得注意的是，施工中的支护多是对锚杆之间距离的调整、喷混凝土厚度的增加、钢筋网的加密等。隧道开通中经常会用到挖掘机，需要通过人力配合进行刷坡，利用风钻进行打孔，采用少量炸药进行爆破；同时选择恰当的角度来加强位移测定与仰坡沉降量，确保观测点的稳定性。

2.2地质探测技术

在高速公路隧道施工过程中，如果能够有效探测出施工地区的地质条件等情况，有利于降低隧道施工过程中不可预知的因素对施工的影响，加快隧道施工的推进速度，进而提高隧道施工过程中的安全性。现阶段我国高速公路隧道施工正在采用的方法有电磁法、红外线法、械钻探法等。

2.3开挖施工

图1高速公路隧道开挖施工

导洞挖槽在初支施工以后进行，混凝土初喷后嵌入预制拱架，使其与洞外钢格栅形成整体，安装钢筋网后再进行喷浆以形成一个棚架。中导洞进尺要求不超过0.5-1.2m范围，并随开挖的不断成型生成中线与水平检查，以满足设计要求。在对左右洞实施开挖的过程中，可采用台阶法，其中上部台阶要包含拱部整体。为便于施工，上部台阶还可分为两个进程，先对环形导坑进行开挖，然后再开挖中核。台阶实际长度为5-10m，上部台阶人工开挖，下部台阶开挖按先中槽后平台的顺序进行。其中，下部台阶中槽开挖进尺为5-8m，在对跳跃式边墙进行开挖时，净距不能超过3m，仰拱和边墙可同时进行开挖，并且通过对边墙的有效锚杆加固，能很好的保证支撑厚度，最终形成良好整体支护，如图1。

2.4钻爆施工技术要点

在隧道施工中应该从施工实际情况出发，合理选择爆破设备进行爆破施工，严格控制钻爆施工技术，严禁盲目施工，以免发生较大的危险。钻爆施工之前要对隧道内岩石的性质进行调研分析，以岩石性质为基础确定爆破强度；在施工中安排专业技术人员安装使用设备，实时监控施工过程，做好相关的安全防护措施，以免落石对人员造成伤害，提高施工的安全性。除此之外，在钻爆施工过程中，必须要结合施工程序来科学选择施工技术，加强施工的质量及效率，保证隧道运行和建设的安全性。

2.5明洞与洞口施工技术要点

隧道施工开始阶段往往就是进行隧道的破土动工，也就是进行隧道的洞口施工。隧道的洞口施工一般是整个隧道工程施工的第一步，因此在施工过程中一定要重视这一环节的施工，确保隧道洞口的施工质量。在进行隧道的洞口施工之前，需要先对隧道所在区域的地质情况进行全面充分了解，对于工程的地质结构、水文情况进行全面充分的勘测，从而在进行施工开挖时能够根据地质水文情况制订科学合理的施工方案。在隧道洞口施工的过程中，一定要根据具体的施工放线情况来对隧道的截水沟位置进行确定，并且对明洞的边坡位置以及变仰坡位置进行准确放样确定，然后在人工与设备的配合下进行洞口的具体开挖。在完成了洞口开挖以后，要及时做好相应的支护防护措施，避免洞口出现塌方。

2.6防排水施工技术要点

在进行公路工程隧道施工的过程中，防排水施工同样是一个极为重要的施工环节。施工过程中存在较多的不确定因素，因此在隧道开挖的过程中经常会挖出岩体内的结构水，这时候需要及时将挖出的水分排出，否则将会对隧道的施工产生一定的影响。在进行隧道的防排水施工时，应当综合应用防、排、堵等各方面的措施，在施工过程中根据施工的具体情况来选择最合适的施工方案，最大程度上确保防排水工程的施工质量。在施工过程中一定要结合隧道的实际情况来科学地构建隧道的中心水沟，确保水沟位置在冻结线之下，确保水分能够顺利排出。

2.7锚杆施工技术要点

近年来，锚杆施工技术在公路隧道施工中的应用越来越广泛。在工程施工过程中，一定要根据工程施工的具体情况来选择具体的施工方法，并且控制好关键环节的施工质量，最大程度上确保工程的整体施工质量。在进行锚杆施工的过程中，因为需要使用岩凿机施工，因此不可避免地会留下一定的油污、岩石、铁锈等杂物，在施工完成后一定要及时对这些杂物进行清理，否则会导致工程锚杆施工质量受到影响。另外在锚杆施工的过程中，在进行药包入孔的过程中，一定要控制好入孔的力度，避免力度过大或者过小，确保杆体插入孔道的力度适宜，最大程度上确保药包的完整与深度适宜，如图2。

图2锚杆施工技术

2.8混凝土喷射技术要点

在隧道施工过程中，混凝土喷射技术是一项极为重要的施工技术。应用混凝土喷射技术能够有效提升隧道的施工质量，提升隧道的强度。在实际的施工过程中，应用混凝土喷射技术一定要注意以下几点。

2.8.1科学选用混凝土喷射技术

目前在混凝土喷射施工中常用的喷射方法有干喷、湿喷以及潮喷，在隧道施工过程中，需要根据隧道的具体情况来选择不同的混凝土喷射方法，最大程度上确保施工的质量。

2.8.2科学选择施工材料与设备

在隧道混凝土喷射施工过程中，一定要科学选择施工的材料以及设备的种类。混凝土质量将会直接影响到施工的整体质量，因此一定要严格控制混凝土的种类与质量。此外，设备的型号与种类也会对工程整体施工产生一定的影响，对此一定要注意，避免设备选择不当影响工程的整体施工质量。

2.8.3做好施工前的清理

在进行混凝土喷射施工之前，一定要对隧道的内部进行清理，确保在进行喷射之前断面的清洁，不存在杂质。一般而言对于隧道往往会选择使用高压水枪进行冲洗，最大程度上确保内壁的清洁，确保混凝土喷射施工质量。

2.9初支施工

隧道初支结构大多选用超前小导管，施工所用小导管管径一般为50mm，壁厚在5mm左右，以热轧无缝钢管为基础每段加工500cm，钢管两端分别为钢箍和加热性锥头，钢管上400mm处是止浆段，沿管壁进行钻探，每排注浆孔错开布置，注浆孔的直径通常不小于8mm，按照150mm严格控制注浆孔间距。钻孔过程中，应整合设计环间隔距离贴紧开挖面支撑，并将10cm作为基准确定孔眼的具体位置。外插角钻孔大多在钢支撑外部实施，小导管之间的距离为：左右两侧导管间隔250cm，相邻中导管间隔320cm，孔深不能超过导管长度。安装导管的过程中，往往要先使用高压风进行清孔，然后在按要求安装小导管。导管就位且检查无误后使用牛角泵开始注浆，注浆持续15min或有浆液溢出后停止。

在锚杆施工过程中，常用的锚杆主要有两类：若进出口处与中导洞设有临时支护可使用22mm螺纹杆，左洞与右洞使用25mm中空锚杆。施工中需注意：锚杆使用前要根据其长度设计适当加丝，完成下料以后使用套丝机套出长度为12cm的螺纹。混凝土初喷后，根据设计要求布置梅花形标记，以便及时确定锚杆孔位。钻孔时使用高压气体清孔，注浆后立即插入锚杆，同时设置螺栓与垫板固定锚杆。中空锚杆要先进行安装再注浆。锚杆安装完成后需养生至少3d，养生期间不得敲击锚杆或在杆端悬挂重物。

3高速公路隧道施工的控制要点

3.1施工方案的优化

根据高速公路隧道施工的实际情况，进行多维度的调查和了解，综合各种条件，然后才能制定施工方案。而在施工方案定稿前，仍需要由专业人员针对整个工程的实际情况进行多方讨论与修改。当出现设计方案不能满足实际条件的情况时，应及时对施工方案进行调整，避免由于最开始的设计失误，造成严重设计问题，进而延误施工工期。

3.2详细审核设计图纸

在高速公路隧道施工过程中，如果设计图纸出现问题，不仅会浪费施工施工、延误施工工期，还会给工程造成不可估量的损失，这就需要施工人员在施工之前详细审核设计图纸，一旦发现图纸存在问题，则及时进行修改与回报。对于工程设计图纸，应该综合分析工程施工环节，施工中出现设计图纸与现场实际情况不符的情况时，要及时进行调整，保证隧道工程的顺利施工。

3.3完善隧道施工工艺

近年来，随着技术的发展与进步，工程的施工技术也在不断更新发展。因此，在进行公路隧道施工时，相关的施工技术人员应当对于隧道的施工工艺进行不断更新与完善。在施工过程中，施工人员要不断探索，借鉴一些国内外的先进施工技术。在过去的隧道工程施工过程中，往往会以先拱后墙的施工方法来进行隧道施工，但是在长期的施工中发现该方法更适用于一些复杂地带。通过研究与摸索施工技术人员发明了台阶法，台阶法施工能够有效提升工程施工的安全性与稳定性，并且能够降低工程的施工成本，能够有效提升工程的施工质量，得到了广泛的应用。

3.4做好工程监督工作

施工材料、施工工艺、施工技术和其他因素等都会影响高速公路隧道施工的质量，因此必须要加强工程的管理和监督工作，重点管理好易造成污染的原料或易燃易爆的材料，保证施工现场材料的保存与运输。施工中存在较多危险性工作，一旦出现错误则会导致人员伤亡，这就需要及时进行救护工作；同时积极执行监管制度，科学组织人员进行监督，详细设计施工质量的全部方面，采取针对性强的控制来消除安全隐患。另外，施工单位可引进专业的管理咨询机构和先进的监管设备，如网络技术和嵌入式技术等，制定专门的解决方案，从而提高监督效率与施工质量。最后，加强施工安全控制。在高速公路建设中应严格按照“质量第一、安全第一”的原则，严格执行系统管理，罗列全部可能出现的危险因素，事先研究和预防隧道周围的危险隐患，注意环境的变化，增强人员面对突发情况的应急反应能力，以此减少事故发生几率。

3.5确保隧道结构稳定

隧道工程质量控制的要点是混凝土工程质量和混凝土施工质量等。混凝土施工前期需进行基地清洁工作，确保混凝土浇筑基地的清洁度，实际混凝土施工中要严格控制混凝土浇筑的连续性，以及混凝土拌和质量，为确保混凝土拌和质量需定期检查拌和设备，严格按照工程实际情况和相关规范控制混凝土拌和时间。同时，在混凝土实际浇筑施工过程中，要格外注意混凝土浇筑顺序。浇筑施工结束后，为确保混凝土施工质量，需做好混凝土的养护工作，在混凝土表面加盖一层塑料薄膜，定期洒水作业，保持表面湿润，预防裂缝出现。

3.6光面爆破质量控制要点

3.6.1在开展爆破施工作业前，需做好超前地质预报作业，保障爆破参数的精确性和准确度，确保爆破施工的顺利开展。

3.6.2作为光面爆破作业的重要环节之钻眼施工，其

质量控制的好坏直接影响到整个过程的质量好坏。故为保障钻眼施工作业的质量，需从以下方面进行控制：严格按照设计需求和施工实际情况进行钻眼布设位置的精确判断，依照设计需求和实际施工作业对钻眼数量、钻眼深度进行精准确定，依据本工程情况，可精确判断钻眼深度达2.5m。若实际施工作业发生意外情况，如开挖面凹凸度差别较大，需对钻眼深度合理的修正。钻眼施工作业结束后，为保证钻眼施工质量，需定期采用科学合理、有效的方法进行钻眼布设及其他相关参数的复查和试验并认真记录相关检查结果。遇到复查和试验结果参数不合格的钻眼，需勒令施工作业者重新进行钻眼作业，只有所有检查结果均达标后，才可以开展装药和爆破施工作业。

3.7确保锚杆支护质量

3.7.1隧道围岩选用超前小导管和锚杆进行支护，在灌浆过程中注浆顺序是由上到下，先边后中，灌浆施工前期需认真调试注浆机械设备，严格检查钢管质量及清洁性，确保投入注浆过程中钢管质量合格，严格把控注浆速率和时间。

3.7.2型钢支护拱架采用统一定制，选用资质合理的加工厂架构定制；格栅钢架也采用统一定制的方式在钢筋加工厂的大样台架上进行加工定制，统一加工定制的材料一定要确保加工精度，合格后才可运输至现场投入使用。

3.8把握施工安全的责任要点

高速公路隧道工程建设的重点在于安全性和质量，需要以此为原则来构建完善的安全质量管理体系。施工团队以风险因子为重点进行控制，对现场实际施工可能发生的问题进行预防，减少安全事故发生的可能。同时，施工管理人员也需要时刻警惕环境的变化，强化对施工的应急反应能力。在平时，也需要强化对施工人员的安全教育，避免常规性的问题发生。除此之外，还需要结合高新技术来强化监督监测，提高隐患的反应速率，尽快控制，减少损失。

结语

综上所述，作为我国高速公路建设的重要组成部分，高速公路隧道建设基于其自身的特殊性，在整个工程施工中占有着重要的地位，对于整个高速公路建设施工工程而言也有着举足轻重的意义。为突破这一重点、难点，在进行高速公路隧道建设过程中，应提高对其的重视程度、制定合理方案、改进施工工艺、加强施工监管等。同时不断地对现有的地质探测技术、明洞施工技术、钻爆施工技术、锚杆施工技术、混凝土喷射技术、防排水技术等进行优化与升级，以提高我国高速公路隧道施工的工程质量，进而提升高速公路整体水平。

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