[浅析大断面公路隧道的施工控制] 中交 最大断面公路隧道

　　摘 要：当今社会的发展，公路隧道对人们生活、出行越来越重要。公路施工是一个复杂的系统工程，隧道施工的过程也就是该系统的运行过程，施工过程中结构的受力状态、安全性能和隧道安全状态是桥梁施工控制的目标，在整个施工过程中，受许多确定和不确定因素的影响，会使实际状态与理想目标状态之间存在一定的差异。因此，对施工状态进行实时监测、预测、调整，从而实现设计目标就成为施工控制的中心任务。
　　关键词：大断面公路；隧道；施工控制
　　中图分类号：U45 文献标识码：A
　　本文通过阐述公路隧道规范的有关规定，从主要的几个方面总结公路隧道防施工控制要点，从而确保隧道工程质量，从根本上消除隧道病害和延长隧道寿命。
　　1 我国公路隧道发展
　　我国是个多山国家，75％左右国土都是山地或重丘，且江河纵横，海域宽阔。近十年来，公路网交通逐渐向崇山峻岭穿越，向离岸深水延伸，山岭公路隧道以年均350公里的速度增长，28座水下公路隧道也已建成通车；同时，在城市建设中，以节约土地和保护环境为宗旨，城市道路隧道方兴未艾，地下互通立交也应运而生。无论从基础理论方面、还是从研究手段方面、勘测设计技术方面、建设规模方面、结构型式方面等。总体来讲，公路隧道的建设已进入快速发展时期，其建设成就表现为基础理论日趋成熟，研究手段日益全面，勘测设计技术日益先进，建设规模日益宏大，结构型式日趋丰富，施工技术迈进机械化，材料日益先进，装备渐趋完备等。同时，由于相关研究的不断深入与工程实践的迫切需要，并伴随着一批新结构型式的开发与实践，也丰富了隧道的结构型式，增强了隧道工程的生命力。
　　2 大段面公路特点、重点、难点
　　公路隧道断面具有面积大、跨度大以及扁平率低等特点，然而对出现的某些特大断面公路隧道的断面形式、支护参数和施工方法等关键因素要通过监控量测与反馈分析，评估大断面公路隧道支护结构的受力性态，完善和优化设计，合理控制工程造价，并解决特大隧道断面形状的选择、不同围岩类别条件下合理隧道支护形式及支护参数的确定等关键问题。为今后类似的大跨度隧道及其他地下工程的设计、施工和造价控制提供定量依据。然而隧道浅埋段覆盖层薄、围岩稳定性差，开挖时易出现坍塌等工程事故，是大断面隧道施工技术的重点和难点。
　　3 大断面公路隧道施工技术与影响程度
　　3.1 施工技术方面：我国交通建设事业的迅猛发展，大断面隧道和地下工程逐渐增多，大断面隧道施工技术也有了较大发展， 以及施工技术研究的深入和机械设备的不断更新，尤其是各种理论体系的日趋完善和先进的施工方法在世界范围内的广泛应用，使大断面隧道施工方法较80年代以前有了很大的改进。传统的挖掘方法已经基本淘汰，取而代之的更快速、更安全、更有效。
　　3.2 现实中大断面公路隧道的现象经常见到。例如这样的事例：新七道梁隧道是甘肃省在建的开挖断面最大的公路隧道，地质条件复杂。了解它们对围岩变形的影响程度有：（1）岩体质量与隧道开挖后围岩的变形成反比；（2）断层破碎带区段围岩变形量大、持续时间长；（3）隧道开挖与不连续面成逆倾向、大倾角时，围岩变形小；（4）地下水引起围岩稳定性下降，变形增大；（5）隧道埋深也是影响围岩变形的因素。
　　4 存在问题及解决方法
　　公路隧道施工很复杂，时常遇到各种困难情况，如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等，尚需采取相应方法。
　　盾构法：采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。盾构是一种圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，中间为支撑环，后端为盾尾。盾构法适用于松软地层，施工安全，对地层扰动少，控制围岩周边准确，极少超挖。日本丹那铁路隧道曾采用盾构法施工。
　　掘进机法：掘进机是一种用强力切割地层的圆形钢结构机械，有多种类型。普通型的掘进机的前端是一个金属圆盘，以强大的旋转和推进力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制刀具，切割地层，圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机，自后部运出。机身中部有数对可伸缩的支撑机构，当刀具切割地层时，它先外伸撑紧在周围岩壁上，以平衡强大的扭矩和推力。掘进机法的优点是对围岩扰动少，控制断面准确，无超挖，速度快，操作人员少。
　　隧道补衬法：隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运营安全，需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构，这种隧道支护结构称为隧道衬砌。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。
　　5 质量控制措施
　　在大断面公路隧道的质量控制中需要采取的控制措施很多，具体就以下方面进行分析：（1）隧道支护质量控制：隧道开挖后要及时支护，限制围岩的变形，似减小荷载并发挥其自承能力。目前公路隧道施工多采用锚喷支护，在围岩较差的地段可采用钢支撑，包括钢格栅及型钢支撑。对于钢支撑的施工质量要检测其加工质量和安装质量。对于锚喷支护，应检测锚杆的加工质量、安装质量及喷射混凝土的原材料质量和喷射施工质量。喷射混凝土的质量检验包括水泥、砂等原材料的检验及喷射混凝土强度、厚度的检验，喷射混凝土与围岩粘结强度检验及施工粉尘、回弹率的检验。喷射混凝土强度检验试块的制取可用喷大板法，即将混凝土喷人模具，或用凿除方法，直接在支护上凿取混凝土块。（2）隧道防排水系统质量控制：公路隧道的防排水要求高，目前的公路隧道防排水系统多为采用夹在两层衬砌之间的高分子防水卷材防水层，和沿隧道壁环向、纵向、横向设置的排水盲管，将渗水引排至纵向排水管集中排除。防排水系统的质量检测评定尚无统一的行业标准规定。防水层的质量检验也应分材料检验，与施工安装检验两部分进行。排水系统的质量检验首先保证排水管的材料质量与规格满足设计要求。对于隧道的集中排水管，可按照管涵的施工质量标准对其管节预制、基础、管节安装进行检验。（3）隧道衬砌质量控制：隧道的初次衬砌即为锚喷支护层。施工中由于围岩松动或其他原因会导致二次衬砌产生裂缝。对于裂缝的检查可采用塞尺或刻度放大镜观测其深度及宽度，并根据情况采取处理措施。另外，在施工中，还可能出现衬砌背后填塞不密实，或衬砌内部存在空洞、蜂窝等情况。对于此类情况，可采用超声波或雷达探测技术进行检测。根据检测的目的选择合适的频率，然后沿隧道断面布置测线。由于施工的原因，拱顶部位的空洞、衬砌厚度不足等问题较多，应加强检测。雷达探测还可以检测衬砌厚度、裂缝、钢拱架埋设等情况，但往往受仪器技术水平所限，精度稍差，需要实际钻孔验证。（4）对于冻害综合防治质量控制：a.加强拱顶围岩注浆;b.选用低温柔性好的防水板;c.喷射混凝土表面降糙;d.采用LV法铺设防水层;e.施工缝设置可排水止水带;f.采用直接通至中央排水管的环向排水管并进行局部保温;g.在衬砌下隅角背后设置保温层;h.在衬砌壁后预埋电热带穿线管等，取得了良好的综合防冻效果。
　　结语
　　要成功地完成公路工程项目质量控制尤其是难度较大的隧道工程控制，就必须在项目工的全过程抓好施工项目的工程质量、安全生产、施工进度的控制。这三个方面是一个统一的整体，相互联系、相互影响缺一不可。然而，通过对以上问题的分析，在实际工作中我们严格施工，合理的进行控制是关键。
　　参考文献
　　[1]郭锋锋，王卫邦，郑海龙.公路隧道建设发展与施工质量分析[J].中国高新技术企业.2010(22).
　　[2]张立东.大断面浅埋软弱围岩隧道三台阶法施工技术[J].山西建筑.2009(04).