对隧道施工技术管理的探究

对隧道施工技术管理的探究
隧道工程是当前国家铁路建设重点的施工项目，其施工质量的好坏对交通运输及人们的生命财产具有重要影响，因此，如何对隧道施工过程进行有效管理就成为相关建设部门普遍关注的话题。

在隧道施工过程中，必须加强隧道施工技术管理，制定最优的施工技术方案，并保证其充分落实，从而才能在隧道工程建设中提供高效、优质的项目，以保证企业在激烈竞争的市场中处于不败之地。

本文通过工程实例探讨了隧道工程建设的施工工艺与技术，并从中分析了施工技术管理措施，为施工技术的实施提供了有效保证。

标签：隧道工程；施工技术；技术管理
引言
随着我国交通建设的高速发展，隧道建设越来越多，隧道施工技术管理是隧道项目管理的重要个部分，对项目管理质量、进度、安全、成本具有重要的作用。

在隧道工程建设中，由于施工技术应用不到位，以及对施工质量控制不力，隧道出现渗水等病害，给隧道的运营环境造成了一定的影响。

因此，必须充分发挥施工技术的应用，加强施工监督与施工技术管理，严格施工质量控制，从而保证隧道完工可以安全运营。

1.工程概况
本工程为某地隧道工程，本隧分三个工区：包括进口工区1365m，出口工区1255m，横洞工区1960m以Ⅲ级围岩为主，横洞长242m，位于DK43+600处，断面尺寸5.5m×6.5m。

2.横洞进正洞施工方案
本隧道工程的横洞进正洞施工主要分为过渡、挑顶和正洞扩挖3部分。

从HDKO+020处横洞按19%的坡度开始爬坡，横洞上台阶开挖支护到与正洞交接处后，施工临时门架支撑过梁及边柱，过梁施工完毕后，正对横洞在正洞内施工横向导坑，导坑初支大于永久初支；横向导坑施工完毕后，为正洞施工提供作业空间，便于正洞安全施工。

正洞上部台阶开挖长度（小里程）超过5m，方能进行横洞下台阶开挖，然后施工交岔口处正洞中部台阶；待正洞中部台阶向小里程（贵阳方向）施工一定距离后，按设计开挖横洞底部，并及时施做初支。

最后短进尺施工正洞下部台阶，形成正常的台阶法施工工序。

2.1横洞过渡段施工技术
本隧道在横洞开挖快到正洞左边墙位置时，在横洞洞底HDKO+019.3-014.3范围设置5m加强段，在加强段和正洞之间设置7m的渐变过渡段，通过过渡段完成初支拱架由垂直于横洞中线到平行于正洞中线的过渡。

加强段支护采用116
钢架，间距1m，φ22锚杆，长度3.5m，间距1.0m×1.0m，梅花型布置；φ8钢筋网，网格间距0.20m×0.20m；喷射C20混凝土，厚度22cm。

根据横洞与正洞的相交角度，右侧以间距1m，左侧以间距0.46m安装I16异型拱架。

2.2横洞进入正洞内的导洞施工技术
横洞拱顶从HDK0+020处以19%的坡度开始爬坡，与正洞外轮廓线相交，横洞侵入正洞的部分，拱架采用I20b工字钢。

横洞拱顶与正洞拱部相交处架设第一榀门架，钢架采用I20b工字钢。

第一榀门架安装完成后，按照矩形断面采用小断面向正洞的右线开挖，断面宽度4m。

开挖顶部高程为正洞开挖拱顶高程与工字钢高度之和。

支护采用I20b门式钢架结合网片锚喷支护，钢架间距1m，锚杆采用4m长φ22mm砂浆锚杆，间距1.0m×1.0m，梅花型布置；钢架之间用φ22螺纹钢连接，间距0.5m。

采用20cm×20cmφ8的钢筋网；喷射C25混凝土，厚度28cm。

支护施工中要严格按施工要求进行，以有效地确保锁脚锚杆和纵向连接筋的施工质量。

3.施工通风、排水
3.1通风
为确保施工环境满足劳动卫生标准的各项要求，确定采用压入式通风方式，以满足最小风速的风量，稀释爆破有害气体的风量，洞内作业人员所需的新鲜空气，稀释洞内机械排出的废气风量。

3.2施工排水及洞内布置
当隧道是顺坡施工时，开挖掌子面至仰拱铺底可通过隧道两侧临时排水沟顺坡排水，自然排出洞外污水处理池，处理后排放。

在隧道施工时，为配合开挖、运输、初支及二衬等作业需进行辅助作业，管线布设包括压缩空气供应管路、施工供水与排水管路、施工供电及照明线路、施工通风管路。

4.隧道工程施工技术工艺
4.1洞口浅埋地段施工
洞口浅埋地段采用台阶分步开挖法，φ89×32管棚进行超前支护。

坚挣“管超前、短进尺、弱爆破、急封闭、勤测量”的施工原则。

尽量减少对围岩的扰动，当采用爆破开挖时，采取短进尺，弱爆破的方式进行。

同时严格控制每循环进尺，一般不宜超过一榀钢架间距，最大不超过 1.0m，严格控制台阶长度，采用短台阶法施工。

此外，还应认真做好钢拱的拱脚处理，必要时可在拱脚处安设加强錨杆或注浆管进行加固。

开挖成形后及时进行初期支护，扣紧工序衔接，尽早施作仰拱闭封成环；若初期支护变形过大又不宜加强支护时，可对隧道环向3-5m范围内围岩进行系统注浆加固，以改善支护的受力条件，限制其过大变形。

4.2岩爆地段施工
加强预测预报，结合超前地质预报技术，用隧道地震仪对掌子面及前15-20m 的地段进行监测，用地震波速推算岩石强度，进行岩石强度室内试验，并根据岩石强度及有关经验公式，结合岩爆发生三要素判定存在岩爆的可能性。

Ⅲ级岩爆采用正台阶法开挖，Ⅲ级岩爆采用台阶分步法开挖。

（图1为台阶法开挖施工步骤示意图）在改变围岩性质，超前应力释放措施隧道爆破后，对于Ⅰ级微弱岩爆地段，直接在开挖外露布洒水以软化表面，促使应力的释放和调整，Ⅲ级岩爆地段采用在设计断面外，通过超前锚杆、导管钻孔注水，或开挖段锚喷支护锚杆注水降温释放能量等措施。

开挖后及时进行初喷混凝土，同时掌子面进行喷混凝土厚度5cm左右。

对喷混凝土面进行系统锚杆、超前锚杆联合加固施工，加密挂钢筋网，进行复喷混凝土。

4.3初期支护
喷混凝土的性能（强度、密实度、粘结力）、回弹率、粉尘浓度应符合国家现行标准，喷混凝土因施工方法及环境条件的不同，其性能的要求也不同。

配合比应满足设计强度和喷射工艺的要求，并通过试喷确定。

喷混凝土应根据现场实际情况，优先采用湿喷工艺，为确保喷射质量，尽快完成喷射作业，宜选定大容量的喷射机和喷射机械手。

喷混凝土前检查开挖断面净空尺寸，设置控制喷混凝土厚度的标志，受喷岩面的处理应满足一定要求，喷混凝土施工前，应对受喷岩面进行处理。

一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面；喷混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷混凝土。

受喷面的小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷混凝土。

喷射作业应连续进行，喷射作业应分层、分段、分片，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。

分层喷射时，一次喷混凝土的厚度不小于40mm，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再喷射，应先用风水清洗喷射表面。

此外，在喷边墙下部（台阶法施工上半断面拱脚）及仰拱时，需将上半断面喷射时的回弹物清理干净，防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”，而降低支护能力。

4.4锚杆
钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩等情况选择。

按设计要求定出孔位，其允许偏差为+150mm，钻孔应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直。

钻孔应圆而直，锚杆的钻孔直径应大于杆体直径15mm。

锚杆钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm。

砂浆锚杆深度的允许误差应为+50mm。

同时，灌浆作业应满足要求，灌浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路。

灌浆注浆管应插至距孔底50-100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应进行补注。

灌浆压力不得大于0.4MPa。

安装垫板和紧固螺帽应在砂浆体的强度达到10MPa后进行。

4.5钢筋网
钢筋网施工应符合国家现行的规定，钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。

钢筋网应在初喷混凝土后安装，钢筋网应与锚
杆连接牢固，砂层地段应先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷混凝土。

开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并不断调整喷射角度。

喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。

4.6二次衬砌
二次衬砌施作一般应在围岩和初期支护变形趋于稳定后进行，变形趋于稳定应符合：隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；在隧道洞口段、浅埋段、围岩松散破碎段，应尽早施作二次衬砌，并應加强衬砌结构。

进行二次衬砌的作业区段的初期支护、防水层、环纵向排水系统等均已验收合格；防水层表面粉尘已清除干净。

防水层铺设位置应超前二次衬砌施工18-24m。

此外，仰拱超前防水层铺设的距离宜保持1-2倍以上二次衬砌循环作业长度。

仰拱的整体浇筑应采用防干扰作业栈桥等架空设施，以保证作业空间和新浇筑混凝土结构不受损坏。

仰拱开挖后应及时施作仰拱混凝土，仰拱或底板混凝土应整体浇筑，一次成形，填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后进行。

仰拱施工缝和变形缝应作防水处理，填充和底板混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100%后允许车辆通行。

5.施工技术管理措施
5.1做好开工准备
在开工前，应熟悉设计文件内容，对设计中存在的问题及时提出，并做好技术交底。

同时，在选择施工方法时应根据地质条件，结合隧道长度、断面、结构类型、工期要求、施工技术、安全生产、机械设备、材料等情况进行合理确定，做好隧道前期施工支护所需材料的准备工作，材料采购应选择供应能力强、质量合格、价格优惠的供应厂家。

材料进场前应严格进行检查验收和取样送检，试验合格经认可后方可进料，杜绝不合格材料进入现场。

此外，隧道施工的钻爆、运输、支护、模筑衬砌等作业均宜安排专业化队伍进行施工。

5.2加强施工中的技术控制
坚持“弱爆破、短进尺、多循环”的施工原则，严格控制装药量，采用控制爆破，提高开挖质量，减少爆破对围岩的扰动，确保结构稳定和施工安全。

开挖成型后，及时施作喷混凝土等初期支护或边开挖边支护，步步为营，尽量使初期支护封闭成环，按规范施工，保证初期支护质量。

开挖后对稳定能力差的地段，应采用超前支护或超前加固围岩，即坚持先护顶后开挖的原则组织施工。

喷射混凝土与围岩密贴，并保证喷混凝土强度、锚杆孔的长度、间距符合设计要求，在杆孔内的砂浆饱满。

同时，采用超前小导管注浆加固地层的辅助施工措施时，要加强注浆工艺控制，钢筋应在洞外下料加工，弯制成型，洞内绑扎，并加强钢筋制作、安装的质量控制。

6.结束语
综合上述，隧道工程施工条件复杂、对工期、质量与安全的要求非常严格，施工风险高，施工可变因素多，成本控制难，如果对施工技术的管理不到位，很可能会导致大亏小盈的现象。

因此，必须加强施工技术管理，不断提高施工质量，及时发现与解决施工中存在的问题，对施工现场要进行严格的掌控，保证施工技术符合规范要求，从而确保隧道工程完工可以安全运行。

参考文献
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[2]郭旺梁.浅谈隧道施工技术的应用及管理[J].山西建筑，2010（21）：12.
[3]吴莎莎.浅谈隧道施工的质量控制[J]，科技向导，2011（91）：112.
作者简介：何修胜（1969-），男，四川人，本科，工程师（一级注册建造师），主要从事铁路、公路施工管理工作。