高速公路隧道施工技术的优化策略分析

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　　摘 要：隧道工程建设直接关系到高速公路工程整体质量。基于此，文章简述了高速公路隧道施工的特点，对高速公路隧道施工技术进行了优化，并详细探讨了高速公路隧道施工具体措施，以保证隧道工程的整体质量。
　　关键词：：隧道施工 围岩加固 锚杆安设
　　我国地域辽阔，高速公路工程建设中，需穿过丘陵山区内部，隧道工程成为高速公路建设的重点项目。近年来，技术的革新发展对高速公路隧道施工技术提出了新的要求，高速公路隧道施工人员需及时采用新技术工艺，科学高效的进行施工。高速公路隧道工程施工难度较大，需相关部门高度重视施工技术，不断优化施工技术，加强施工质量控制，保证工程整体的施工质量。
　　1.高速公路隧道施工的特点
　　高速公路隧道工程施工具有不可预见性，是施工中的难题。工程单位难以全面准确把握施工对象的地质条件，无法确保有效的勘探手段。不能及时预见随时可能发生的突发情况，如围岩变化，泥石流等自然灾害等。
　　实效性显著主要表现在隧道施工常面临较复杂的情况，如岩石变化频繁，隧道工程结束后必须及时做出处理，才能保证隧道工程的实效性。现有施工技术条件下，不能及时掌握施工环境的地质變化情况，易出现塌方事故。施工中存在诸多的交叉作业，工序繁多，加大了施工的难度。操作空间多为半封闭状态，通风措施不能有效改善环境污染问题，因此隧道施工环境较为恶劣。
　　2.高速公路隧道施工的影响
　　2.1水土流失
　　隧道弃渣如不采取措施处理在洞口附近随意丢弃会占用损坏大量水田，渣场上游有一定面积的集水区，降雨及地表径流冲刷极易引起水土流失，流失的渣土进入下游农田对农田产生极大影响。雨季极易造成滑坡等自然灾害，如项目区位于金属矿区，隧道开挖对矿产资源开发有很大影响。
　　隧道施工会使地下水受到破坏，山脉地下水经长期演变逐渐稳定，隧道施工改变了地下水流赋存状态，造成地下水大量流失。隧道施工中可能因水文地质难以确定，造成掘进中出现涌水现象，从而影响工程区域环境。隧道如穿越地下含水层可能会造成含水层疏干。
　　2.2影响周围居民生活
　　隧道施工废水主要污染物有施工中岩石粉及其他颗粒粉尘，隧道工程机械渗漏油等，废水多为偏碱性，如无及时处理会污染附近河流等地表水。隧道施工破爆震动会影响周围的居民，爆破施工释放的能量引起地面震动，传递到建筑物结构，如结构震动过大会使房屋结构受到破坏。
　　3.高速公路隧道施工技术的优化
　　3.1边仰坡施工技术
　　边仰坡与明洞开挖施工前需落实测量放线工作，准确测量明洞阳坡的顶线。在坡定合理设置截水沟。施工中需缩短边仰坡暴露时间，施工中对支护的强化主要针对锚杆间距调整，加密钢筋网。隧道开通中承诺用到挖掘机，刷坡施工需人工配合，采用少量炸药实施爆破。选择合理的角度强化位移测定，提升观测点的稳定性
　　3.2钻爆施工
　　高速公路隧道施工中，钻爆施工需以合理的爆破设备为基础，严格控制钻爆施工技术，施工前勘察分析隧道内岩石的性质与结构。作为钻爆强度的确定依据，施工中安排作业人员负责使用设备安装，做好安全防护措施。
　　3.3锚喷工艺
　　初期支护是隧道开挖后，在围岩稳定力不足时，需加以支护才能使其进入稳定状态。初期支护主要采用锚杆与喷射混凝土支护围岩，初期支护施作后成为永久性承载结构部分。系统锚杆在初期支护受力中，与拱架共同承载受力，系统锚杆将周边围岩牵引至整体，加强了围岩自稳能力。锚喷支护工程具有灵活性，及时性，密贴性等特点，锚杆是用金属材料制作的杆状构件，通过一定的施工操作将其安设在地下工程围岩结构中。锚杆支护在技术及经济方面优越性，使其在建筑领域得到广泛的应用。
　　3.4防排水施工
　　防排水施工是高速公路隧道施工中保证隧道施工顺利开展的必要手段，是保证施工人员安全的有效措施。防排水施工技术主要借助接骨防水实现，结构防水施工设计时需以隧道建造结构为基准，保证施工的顺利技能型。隧道排水施工中需严格控制变形缝的施工质量，在隧道工程设置中心深埋水沟，避免水沟中的水被冻结。
　　4.高速公路隧道施工具体措施
　　4.1施工方案的选择
　　隧道工程最关键的是施工方案的选择，其取决于隧道施工条件、断面形状、施工工期、环境条件等因素。开挖支护方式必须灵活选择，根据围岩变化可采用上下台阶法、双侧壁导坑法等。
　　单侧壁导坑法适用于掌子面不很稳定的工程中，是软弱围岩隧道开挖的有效方法。双侧壁导坑法首先开挖隧道两侧导坑，根据地质情况等因素，开挖剩余部分断面。双侧壁导坑法施工工序复杂，造价较高，双侧壁导坑法将断面分割较小，施工更安全。
　　4.2围岩加固
　　大跨度隧道因断面大，在隧道开挖时常出现掉块，需提前对围岩进行加固。注浆是超前支护的重要环节，在掌子面喷射20cm厚的混凝土作为止浆墙，试验中水灰比1：1，施工中添加适量速凝剂以加速凝固。注浆施工先下后上对小导管进行注浆。
　　为防止围岩暴露时间过长造成坍塌，必须及时支护。采用新奥法施工时，视地质状况使用多种支护手段联合，锚喷支护具有支护及时的优点，有一定的柔性，是临时支护及永久性支护的部分，便于大型掘进机械进洞施工。
　　4.3千枚岩隧道施工
　　地下水隧道施工对围岩的稳定性具有很大的作用，软弱的千枚岩区具有控制的作用，洞身开挖以千枚岩为主使，不久出现滴水，其原因可能是洞身千枚岩层上部实为板岩层，含有层状板岩时岩性较硬的板岩会产生不同方位的贯通裂隙。开挖时围岩产生应力重分布，形成一定的松动区，塑性区范围未接近板岩时不至于使板岩中的地下水进入塑性区，洞身不会出现地下水。
　　超前支护采用φ42 m m小导管，间距25cm。超前注浆排管长度4.0m，注水泥水玻璃双液浆。开挖前采用微震光面爆破，上断面松渣采用挖掘机扒渣，自卸汽车运输。钢支撑采用120型钢，纵向连接钢筋设双层，每层钢筋间距为1.0m. 　　喷射混凝土采用钢纤维混凝土，临时支护喷砼中可添加微纤维，改善施工作业环境。系统锚杆采用ψ32mm管式注浆锚杆，梅花形布置，管式注浆杆采用硫铝酸盐水泥注浆。锚索采用单股钢绞线，特殊地段采用10m长的锚索注硫铝酸盐水泥注浆，初始预应力3t.对喷射混凝土背后可能存在的空洞处进行注浆，位置为拱顶与上断面拱脚。
　　4.4锚杆安设
　　锚杆安设作业应在初喷混凝土后及时进行，中空注浆锚杆在抗弯强度及表面粘结等方面具有優越性，中空注浆锚固施工首先根据设计图纸要求，锚杆对准设计锚孔位置，钻进时可按正常钻进程序进至设计深度。软岩钻进时，应放慢钻进速度。操作者应注意水从钻孔中流出的状况，使水孔畅通，用水或高压风洗孔。
　　4.5混凝土喷射
　　喷射混凝土使用混凝土喷射机，将掺有速凝剂混凝拌合料与高压水混合，喷射后迅速凝固结成支护结构。喷射混凝土可作为隧道施工中临时性及永久性支护，喷射混凝土具有支护及时，施工灵活等优点。
　　喷射混凝土根据工艺流程不同，分为干湿喷，潮喷与混合喷等形式。喷潮混凝土将骨料预加少量水，降低主料拌合与喷射时的粉尘，拌合从喷嘴射出。
　　二次支护在围岩加支护稳定后施作，通过掌握围岩与支护结构的变化规律，确定二次衬砌的施作时间。二次衬砌的施作时间根据设计规定，在围岩基本稳定后进行。二次支护多采用模筑混凝土作为内层衬砌。
　　4.6浇注混凝土
　　浇注混凝土前，对台车，隧道运营时提前埋设的管线进行检查。模板内杂物及钢筋上污垢应清理干净，模板如有非关系应填塞严密。混凝土应分层浇注，充分利用台车开窗分层浇注混凝土，将混凝土通过窗口滑入槽内。混凝土浇注接近拱顶后，将混凝土输送管在拱顶预留的钢管上。
　　5.结语
　　综上所述，高速公路隧道施工是综合性的系统工程，是高速公路工程中的重点项目，施工企业需从施工技术应用出发，切实优化改善施工技术，针对开挖施工、锚杆施工等关键施工环节进行精细化管理，提升隧道施工的质量，促进高速公路工程建设可持续发展。
　　参考文献：
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