高速公路隧道施工技术研究——以广西桂林至三江（桂黔界）公路项目为例

高速公路隧道施工技术研究——以广西桂林至三江（桂黔界）公路项目为例

尤新

核工业华东建设工程集团公司

摘要：目前，不断发展的社会主义经济使得现代交通建设进入了一个新的阶段，其中，高速公路建设作为一个十分关键的组成元素，引起了人们的极大重视。在路线上高速公路长于一般的公路，再加上高速公路较为广泛的覆盖范围，使得高速公路建设工程施工既是一项复杂系统的工程又要求极高的技术水平，而山体障碍是高速公路建设众多障碍中的最大障碍。开凿隧道是遭遇山体障碍时采用的主要手段，因此，高速公路隧道施工全过程的稳定性以及投入使用后的质量保障是施工单位在施工时要严加控制的。此外，山体坍塌等灾害现象在隧道施工中也应当重点关注，充分运用高速公路隧道施工技术，对高速公路隧道施工技术和质量进行严格把控极其重要，使得隧道工程质量符合预期的目标。本文结合广西桂林至三江（桂黔界）公路项目分析了高速公路隧道施工的特性，接着对高速公路隧道施工技术进行仔细的阐述，并提出了改进高速公路隧道施工技术的几点措施，希望为高速公路隧道工程的长远发展提供一些应用价值。

关键词：高速公路；隧道工程；工程概况；施工技术；措施

我国幅员辽阔，地形地貌差异在各个地区都有存在，穿越丘陵及山区在建设高速公路时不可避免，因此，在高速公路交通中，隧道交通占据着重要的位置，而隧道工程施工难度大，改进高速公路隧道施工技术是提升隧道施工质量水平的重中之重，强化隧道工程施工的安全及质量控制，使得高速公路隧道工程的使用性能能最大程度地发挥，推动现代隧道交通事业的不断发展。

1工程概况

广西桂林至三江（桂黔界）公路项目包括特长隧道工程GSTJ04标段（特长隧道标段）的施工任务：一、第GSTJ04标段（特长隧道标段）的施工包含以下两座特长隧道的土建主体工程（不包括隧道内机电、通风、照明、消防工程）的施工：（1）龙胜4#隧道（右线K66+180〜K69+295，长3115m，左线ZK66+165〜ZK69+260，长3095m）；龙胜4号隧道位于桂林市龙胜各族自治县龙胜镇境内，该隧道为分离式特长隧道，隧道最大埋深约450m。（2）弄中隧道（右线YK122+075〜YK126+640，长4565m，左线ZK122+105〜ZK126+646，长4541m）；弄中隧道位于柳州市三江县八江乡布央村、同乐乡弄底村境内，该隧道为分离式特长隧道，隧道最大埋深524.6m〜532.4m。

2高速公路隧道施工的特性

多山是我国的地形特点之一，因此，在高速公路建设中，要把隧道工程作为重点工程看待，但是隧道施工的特性决定着它具有较高的复杂性和极强的施工难度。高速公路隧道施工的特性主要有以下几点：

（1）恶劣的施工环境。进行隧道工程施工建设时经常处于半封闭的空间内，即使在施工过程中利用有关手段进行通风处理，但是开挖等工序仍可能产生严重的污染；另外，高速公路隧道工程各工种相互交叉，而隧道施工工序繁复，例如开挖、支护、预埋件和防排水等，再加上在相对狭小的范围进行隧道施工，还有可能会遭遇较差的隧道围岩条件等地段，使得施工时所遇到的问题更加突出，恶劣的施工环境现象仍然是隧道工程的特性之一；

（2）较多的隐蔽工程。高速公路隧道工程的结构特点加上它是一项地下工程以及隧道工程具有时效性，在检验时对于施工工序上的质量问题难以发现，并且不能有效利用各种方法进行及时补救，隧道施工的前一道工序完成后才能继续进行下一道工序，使得高速公路隧道工程存在着较多的隐蔽工序，严重影响了隧道工程的整体质量；

（3）较大的隧道施工风险。在隧道工程施工时，塌方事故等严重的安全隐患时有发生是由于不能准确预测和预报隧道工程整体的地质变化现象

（4）较多的不可预见因素。在高速公路隧道施工过程中，不可预见的地质条件增加了施工的难度。一般来说，进行高速公路隧道工程时无法预见围岩变化、泥石流、地下水、瓦斯地层及溶洞等不良的地质现象是一种普遍现象，施工前期也较难对全部的地质状况进行准确掌握；

（5）显著的时效性。隧道工程施工过程整体拥有较强的时效性是由于围岩经常在高速公路隧道施工的同时发生各种变化，再加上较复杂的水文地质条件，因此，在进行开挖工序时，就要马上采取相应措施进行处理。

3高速公路隧道施工技术要点

3.1明洞、洞口施工技术

洞口设计在隧道工程的土坡开挖工序的开端，在开挖前期，由于洞口设计是隧道施工中关键的首要工序，要做好一连串的洞口准备工作，工程人员要详细了解和调查周围环境、水文条件、山体层和范围地质结构，及时分析各种已获取的勘测信息，在隧道施工的工作开展前，要具备一定的前瞻性，评估各种范围内可能存在的安全隐患，采取相应的应急手段和补救方案应对可能产生的安全隐患。结合人力和挖掘机等机械设备，以放线数据洞口施工的前提，进行洞口的规范性操作，例如科学放线明洞的边仰坡、边坡，设置合理的截水沟位置等。在隧道施工开展过程中，强化支护工作在明洞设计中的重视程度，因为岩体结构及一些外力因素的影响，使得塌方情况在洞口位置极易发生，支护工作能大大加强岩体结构的稳定性和承载力，及时支护岩体有利于为避免安全问题的产生，采取规范洞口施工技术的有效措施对提高高速公路隧道施工技术水平有很大的帮助。

3.2防水与排水施工技术

在高速公路建设中，隧道的重要性不言而喻，交通量比重的增加考验着高速公路的运行功能，但隧道工程面临的问题极多，例如隧道的防排水系统极易因为外部环境变化而出现问题，隧道积水情况经常产生。加强隧道工程的防水与排水系统有利于确保通车质量，施工人员进行隧道的防排水系统建设过程中，要对隧道的实际结构做好充分的考虑，建立一个大型水沟在中心位置处，如果不能保证水沟的位置处在冻结水平下，就会造成水流出现冻结情况，使得地下水不易及时排出。随之产生内部积水在隧道中出现，还紧密联系者隧道的渗漏问题，因此，及时在施工时填充和修补施工缝、变形缝有利于防止避免隧道渗漏问题的产生。

3.3混凝土喷射施工技术

在隧道工程施工中，混凝土也是关键环节之一，有效控制设备质量、施工材料能对混凝土的喷射质量进行控制，混凝土喷射质量控制的重要手段是严格及时控制混凝土的规格、质量等。另一方面，为了使喷射的均匀性与连续性达到理想的效果，要严加控制喷射机的喷射参数。如何对混凝土的喷射技术进行科学控制也是施工人员必须把握的内容。目前，我国混凝土喷射技术主要采取潮喷、湿喷等主要的喷射方法，在进行混凝土喷射选择时，要依照隧道区域内的环境条件及地质条件，科学选择合理的喷射方式。使用潮喷技术能在较短时间内凝结混凝土，能通过节约凝结剂的使用来促进施工成本的降低。借助湿喷机来开展湿喷技术有利于混凝土黏稠度的大大增强，这种技术能有效地支护围岩，使得支护性能得到提高。

3.4钻爆施工技术

钻爆主要是对隧道进行钻爆作业。它作为高速公路隧道施工中常用的施工技术，开展前期钻爆施工要根据岩体的结构和符合施工设计要求的前提下对钻爆方式科学选择。同时，钻爆使用的工具和设备还要进行合理的选择，如硝铵炸药及支护装置等。现阶段，在高速公路的隧道施工开展前期，爆破施工的岩体选择以硝铵炸药为主的爆破材料。结合岩体的实际结构，进行支护方式的合理选择是一项重要的任务，如果目标岩体为软围岩，防止围岩的松弛性的工作必不可少；如果在目标岩体为硬围岩的情况下，要降低对岩体的损伤必须有效而及时支护所遗留的岩体。提前做好支护准备有利于在钻爆工作开展时提升隧道工程的安全稳定性。

3.5锚杆施工技术

在众多高速公路隧道施工技术中，锚杆施工技术也是一项关键的任务，在开展锚杆钻孔施工作业中，在预设点位置利用岩凿机来设定，清理其中含有的铁锈、杂质、污垢等，在符合行业清洁度标准下对锚杆的孔洞进行针对性的清洁。此外，要在前期准备好药包，当在孔洞中放置时，为了使得药包能固定在孔洞内，要对药包的顶入力度进行合理控制，还要注意药包绝对不能出现泄漏情况。还有为了钢筋网、杆体能渐渐焊接为一体，要在把杆体插入到岩石的孔道内时特别注意。施工人员在实际施工中做好锚杆施工技术不仅能使隧道工程更好地达到预期效果还有利于保障整体工程的质量。

4改进高速公路隧道施工技术的措施

4.1超前对隧道实际地质进行预报

隧道施工属于地下开发工程项目，地质条件严重限制了隧道范围内地质状况的全面准确掌控。现场勘察结果显示众多不确定因素在隧道施工图设计时期经常出现，现场实际状况不同于预期设计数据的现象时有发生，超前对隧道实际地质进行预报有利于减少勘查地质时期中缺陷的存在。利用地质雷达的手段在施工过程中探测前方40m范围的岩层情况，再加上按照实际状态对岩围的级别进行鉴定工作，监理、设计、建设等单位进行会同，商议并研究出有效的解决方案来应对支护参数较为软弱的断面。

4.2图纸的审核工作要做好

在高速公路隧道施工前，图纸的审核工作一定要做好，施工图纸中的问题一经发现，要及时采取措施进行修改，全面考虑施工现场环境和会造成影响的外部因素来进行图纸设计。图纸和实际施工情况相一致是施工企业必须要保证的。一旦发现图纸在施工时与现场实际状况不吻合，就要做出相应的调整，如果高速公路隧道施工前期的图纸产生纰漏，不仅工会产生极大的人力、财力及物力的损失，还可能严重影响工程整体的进度。

4.3强化监控测量工作的组织实施

监控测量工作对于实际隧道施工阶段有着极其重要的意义，为了避免外包现象的产生而造成的严重安全隐患，必须要把测量单位的管控工作放在关键的位置。检测工作力度的大大加强有利于监测人员能够及时提出报告，使得施工单位提供的安全管理或者修改设计有一定的依据支持；老旧的检测设备的淘汰需要与设备的选择同时进行，只有在有关部门严格标定的情况下才能选择。监控测量仪器制定一套流程来进行质量监督不仅有利于各个施工任务能更好地符合施工标准，还能推动每一个施工环节的顺利实施。

4.4隧道工程的施工质量要加强

高速公路隧道施工开展时，有效施工现场管控措施的建立有利于确保隧道工程维持良好的质量。其一，在施工开始之前，自检工作是施工单位要特别关注的重点，施工技术人员，要在每一项施工工序满足工程标准的前提下，做好各类施工资料的归整及检查；监理单位的监督管理职能必须要完善，现场的监理人员在开挖、支护、初喷等每一个施工环节特别是关键部分都要加强管控；其二，分项工程检查和抽检任务是业主联同监理单位要做好的，如果在检查时发现问题存在，责令整改要及时，返修一定要严格依据施工标准；其三，检测前期的支护质量要邀请第三方检测机构进行。做好检测工作按照要求分为以下几个方面：检测支护的厚度质量和隧道的初期支护内容；检测二次衬砌厚度以及空洞的质量，在相隔断面中的两侧拱要、边墙、拱顶之间的位置分别设定三条检测线。及时修补初期支护检测中存在的不合格的厚度，如果确定空洞出现不密实的现象或者有不符合施工标准的位置的出现，采取对其的注浆处理工作必不可少，之后再进行一次复测。

4.5确保隧道施工工程安全管理

安全管理在任何工程项目中都具有重要的意义。如果工程项目出现质量问题不仅影响企业施工管理水平，甚至严重损害企业的形象。所以，施工单位必须安全管理问题视为首要任务，企业管理者要制定完善的安全管理制度，还要定期对全体施工人员进行针对性的安全培训教育，提高施工现场人员的安全意识，依据正确的施工要求规范上岗、开展工作。从各个方面防止安全隐患的发生，使施工人员的生命安全得到确保并且避免施工成本的增加。

5结束语

综上所述，隧道工程随着我国高速公路事业的不断发展具有越来越重要的意义，但如何使隧道工程更好地发挥其功能成为了施工单位关注的焦点。因此，施工企业不断改进高速公路隧道施工技术，科学部署和规划施工技术中的明洞及洞口施工、防水与排水施工、混凝土喷射施工、钻爆施工及锚杆施工等方面，提高隧道施工的安全控制及质量控制的关注度，把施工人员的专业技能培训放在重要的位置，建立起一整套安全系数较高的施工流程，从而确保高速公路隧道工程的性能化，有效地提升隧道工程整体的质量水平，使得我国高速公路隧道工程施工技术向国际领先水平迈进并且推动社会主义经济的大力发展。

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