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高速公路隧道開挖安全施工技術

文檔作者：張學勤文檔來源：中鐵十一局集團第一工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月23日
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建 材 與 裝 飾 2017年 3月
高速公路隧道開挖安全施工技術
張學勤
（中鐵十一局集團第一工程有限公司湖北省襄陽市441104）
摘要：近年來我國公路建設得到了快速的發(fā)展，公路隧道的建設也日益增加。為了保證高速公路隧道工程施工安
全，需要結(jié)合隧道的具體情況，按照"管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測"的原則來進行施工，選擇合理的施
工方案，確保高速公路隧道開挖工程可以順利完成。本文以實際工程為例，對隧道工程的力學特點進行了分析，然后對隧
道工程的安全施工技術進行了分析。
關鍵詞：高速公路；隧道開挖；參數(shù)設計
中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-0038（2017）10-0246-02
在高速公路隧道工程施工過程中，由于施工比較隱蔽，在進
行設計和施工時有比較大的盲目性。在施工時經(jīng)常會出現(xiàn)涌水、
塌方、涌砂等災害事故。如果出現(xiàn)災害事故，輕則對施工工期造
成影響，重則損壞施工機械，造成人員傷亡。因此，在進行隧道工
程施工時，要合理的選擇施工技術，保證隧道施工安全。
1 工程概況
廈沙高速公路國寶隧道采用單洞雙線隧道，左線和右線之間
的間隔距離為5m。隧道全長為745m。隧道位于半徑為9000m 的
左偏曲線上，隧道主要為V 級圍巖、IV 級圍巖和Ⅲ級圍巖。隧道
所在地區(qū)整體呈東高西低，少部分基巖裸露在外。掌子面圍巖為
玄武巖，節(jié)理發(fā)育，巖體具有良好的完整性。對地質(zhì)進行超前預
報后證明，地質(zhì)具有良好的穩(wěn)定性，隧道最大埋深為32m，最小埋
設深度為5m。隧道ZK73+980~ZK74+025 段洞身處在玄武巖風
化帶，巖體破碎，具有較高的坍塌風險。
2 隧道的力學和施工的特點
2.1 隧道的力學特征
①由于高速公路隧道的斷面較大，所以這種隧道具有跨度
大、拱頂高的特點，從而使拱頂區(qū)域的圍巖會受到拉應力的作
用；②強度相對較高的圍巖或者地基，會在隧道拱腳以及邊墻腳
位置集中形成較大的應力；③由于輔助設施所受到的松弛壓力
大，因此對淺埋隧道的填埋深度和范圍有著更高的要求；四是在
隧道開挖之后，會使隧道周圍圍巖出現(xiàn)大面積的塑性化和變形。
2.2 隧道施工的基本要求
高速公路大斷面隧道因為施工環(huán)節(jié)多，所以在具體的施工過
程中難度較大，只有在嚴格遵守有關原則的前提下開展施工，才
能夠保證工程施工的順利推進。其中要謹慎處理堆積體、破碎地
帶以及洞口區(qū)域，隧道施工方案的確定，必須建立在確保隧道安
全和穩(wěn)固的基礎上[1]。
3 保證隧道施工安全的主要技術方法和措施
3.1 主要的技術方法
隧道施工進行監(jiān)控量測是為了獲得拱頂下沉、周邊收斂和地
表沉降的實際狀態(tài)信息，同時獲得工作面的工程地質(zhì)和水文地
質(zhì)的信息，以此作為地質(zhì)素描的主要依據(jù)。通過觀察開挖面附近
的初期支護狀態(tài)，來判斷圍巖和初期支護的可靠性。在監(jiān)控量測
過程中應重視以下方面的工作：①讓監(jiān)測管理和監(jiān)測實施計劃
作為生產(chǎn)計劃中的一個重要組成部分，并必須保證為檢測工作
設定時間與空間；②制定具有可行性的檢測實施方案以及相應
的埋設保護方案，且將之寫入工程施工的進度控制計劃中；③施
工監(jiān)測與施工步驟緊密結(jié)合，確保每一施工步驟對周邊圍巖和
支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響都得到有效監(jiān)控，以此作為施工方案優(yōu)化
的主要依據(jù)[2]。
3.2 地質(zhì)的超前預報
該段鉆探采用的是電氣自動化控制系統(tǒng)，為了準確掌握隧道
前方的地質(zhì)情況，每次在上臺階時，首先要在拱頂和左右兩側(cè)拱
腰位置分別鉆一水平狀態(tài)的探孔，要求探孔的孔徑為42mm，深
度為6m，借此了解隧道頂部的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況。然后
利用有關的地震波地質(zhì)預報系統(tǒng)和回聲測量原理，對開挖區(qū)域
的地質(zhì)資料作進一步核實。預報結(jié)果顯示：在隧道ZK74+140~+
260 段的圍巖巖性比當前掌子面巖性好，該段圍巖的巖性比較穩(wěn)
定，發(fā)生地質(zhì)突變的可能性不大，局部存在節(jié)理裂縫發(fā)育，但均
已閉合發(fā)育為主，個別部位圍巖存在破碎現(xiàn)象，ZK74+190 位置
存在有少量的裂隙水。
3.3 本段斷面的具體設計參數(shù)
本施工段的斷面設計要求：達到一定抗震能力的復合式襯砌
結(jié)構(gòu)，并在預留斷面的基礎上加寬15cm，根據(jù)以往同類工程的經(jīng)
驗，該隧道每挖進1m 其總挖量能夠達到150m3。開挖高度：軌面
以上為10m 左右，軌面以下為3m 左右，最大挖寬為15.26m。
3.4 支護參數(shù)要求
（1）超前支護參數(shù)。在ZK73+980~ZK74+008 段的超前支護
要求為：大管棚增設45°大外插角小導管設計。參數(shù)標準：導管外
徑為108mm、壁厚6mm、孔口管要求為熱軋無縫鋼管，且外徑為
133mm、壁厚為5mm；管距應保持在40cm；外插傾角一般應按照
1~3°設置，也可依據(jù)實際情況進行調(diào)整；注漿材料可采用M35 水
泥漿或者水泥砂漿；拱部角度應控制在150°的范圍內(nèi)；管棚的單
管長度應為35m；管棚總數(shù)量為50 根；要求外插小導管外徑為
42mm、壁厚為3.5mm、單管長度為4m，管距為0.4m。
在ZK74+008~ZK74+025 段的超前支護要求為：中管棚增設
45°角大外插角小導管設計。其具體參數(shù)為：導管外徑為76mm、
壁厚為6mm；環(huán)形管距應保持在0.4m；外插傾角保持在10~15°
為宜，也可按照實際情況需要進行調(diào)整；可采用M35 水泥漿或者
同標號的水泥砂漿作為注漿材料；拱部角度同樣需要控制在
交通建設
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萬方數(shù)據(jù)
2017年 3月 建 材 與 裝 飾
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150°的范圍之內(nèi)；中管棚的長度設置為8m，每環(huán)設置總數(shù)為50
根；外插小導管的外徑為42mm、壁厚為3mm、管長為4m。
（2）初期支護參數(shù)。該段的斷面初期支護參數(shù)要求：鋼架選用
22A 型鋼、間距保持在0.6m、鋼架間使用準22 鋼筋錯位連接；使
用準8 鋼筋編制成間距為20cm 的方形網(wǎng)格；拱墻錨桿的長度為
4m、環(huán)向和縱向間距均為1m；拱部應設置中空注漿錨桿，且每環(huán)
要求為18 根；初支護的設計厚度為28cm；在上下臺階的每側(cè)拱
腳以上50cm 位置安裝兩根直徑為42mm 的鎖腳錨管，錨管長度
為4.5m，且與鋼架采用L 型鋼筋進行焊接。
（3）臨時性支護要求。臨時支護應采用I18 工字鋼充當，且每
兩榀設置一處，其與鋼架連接位置應設置有一定規(guī)格的鋼墊板。
（4）變形量測。在隧道施工過程中，要準確掌握支護結(jié)構(gòu)和圍
巖結(jié)構(gòu)的受力特征，準確了解施工反饋信息，并建立安全管理準
則，對施工方法和支護參數(shù)進行修正。開挖時對拱頂下沉和洞內(nèi)
水平收斂進行測量，如圖1 所示。
從圖1 可以看出，隧道開挖后累計變形很小，變形比較穩(wěn)定。
證明隧道開挖后對圍巖產(chǎn)生的干擾比較小，施工后期很快進入
穩(wěn)定，達到隧道開挖空間和開挖時間空間效應要求，證明隧道開
挖方法是合理的。
4 結(jié)束語
綜上所述，本隧道工程在施工時，通過嚴格按照“管超前、嚴
注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則進行施工，對開挖
進尺進行了合理的控制，并科學的選擇了爆破參數(shù)，嚴格按照規(guī)
范要求進行施工，保證了隧道施工安全，順利完成了隧道施工，
值得類似工程借鑒和參考。
參考文獻
[1]郝金印，劉楊.淺埋暗挖雙聯(lián)拱大跨隧道下穿既有線綜合施工技術[J].
價值工程，2012（14）：71~73.
[2]朱澤兵，劉新榮，張永興.大跨超淺埋輕軌車站隧道開挖方法研究[J].巖
石力學與工程學報，2005（2）：290~295.
收稿日期：2017-2-17
作者簡介：張學勤（1976-），男，湖北襄陽人，助理工程師，大專，
從事工程安全技術工作。
圖1 斷面測點變形圖
公路工程試驗檢測工作對工程質(zhì)量的影響
陳海冬
（石柱土家族自治縣公路工程試驗檢測室重慶石柱409199）
摘要：試驗檢測是對公路工程進行質(zhì)量檢測的一種有效的手段，試驗檢測的結(jié)果能夠?qū)こ藤|(zhì)量進行直接的判斷，
提高確保工程質(zhì)量具有十分重要的意義。本文主要結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，首先論述公路工程試驗檢測對工程質(zhì)量的影
響，之后分析了目前公路工程試驗檢測工作存在的問題以及應對措施。
關鍵詞：試驗檢測；公路質(zhì)量；樣品；影響
中圖分類號：U415.1 文獻標識碼：A 文章編號：1673-0038（2017）10-0247-02
引言
隨著我國公路建設事業(yè)的不斷發(fā)展，公路質(zhì)量已經(jīng)得到了越
來越多的重視，試驗檢測是確保公路施工質(zhì)量的有效手段之一，
必須加強對其重要性的認識。通過試驗檢測，能夠不斷的提高公
路工程施工質(zhì)量和水平，促進公路建設事業(yè)的進一步發(fā)展。如何
加強試驗檢測力度、提高公路工程質(zhì)量，值得廣大同行共同探
討。
1 公路工程試驗檢測對工程質(zhì)量的影響
質(zhì)量是公路工程的生命，試驗檢測是進行公路工程質(zhì)量控制
和管理的重要手段之一。準確的試驗檢測數(shù)據(jù)和結(jié)果，能夠為公
路工程建設質(zhì)量進行科學的指導、控制和評定。試驗檢測作為公
路工程質(zhì)量管理的重要組成部分，是公路工程質(zhì)量控制和竣工
驗收評定中的一個不可或缺的環(huán)節(jié)。只有通過科學的試驗檢測，
才能夠為公路工程質(zhì)量評價提供科學和準確的依據(jù)。在公路工
程試驗檢測中，根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對公路施工中的每一道
工序的全面控制，從而確保工程質(zhì)量。
通過試驗檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)對當?shù)厥┕げ牧系某浞值睦?，?
僅能夠確保工程質(zhì)量，還能夠降低工程造價；通過試驗檢測，加
強新技術、新工藝和新材料的應用，鑒別其有效性、可行性、適用
性和先進性，從而推動技術進步、提高工程質(zhì)量；通過試驗檢測，
能夠?qū)Ω黝愒牧?、半成品和成品質(zhì)量情況進行評定，得出定量
的檢測數(shù)據(jù)，從而對其是否符合質(zhì)量標準進行檢測，對于提高工
程質(zhì)量具有重要的意義。
由此可見，通過試驗檢測對于提高公路工程質(zhì)量具有十分重
交通建設
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