高速公路隧道施工技术及控制关键点研究

摘要：隧道施工是高速公路建设中的重点与难点，而且存在较多的风险性，容易对施工安全和质量产生影响。强化对隧道施工技术的控制，可以使各个施工环节和流程得到优化，确保技术应用符合行业标准，以达到预期质量控制目标，提高高速公路工程项目的整体效益。隧道施工的环节较多，因此技术控制的难度也较多，应该结合过往施工经验进行不断总结，提升技术应用水平。本文将对高速公路隧道施工的特点进行分析，探索高速公路隧道施工技术的应用措施，对高速公路隧道施工技术控制的关键点进行研究，为实践工作提供参考。

关键词：高速公路;隧道施工;技术控制;关键点

中图分类号：U455.4

高速公路建设是一项周期较长的工程，尤其是在隧道段的施工当中，地质状况、水文条件和气候环境等都会产生不同程度的影响，如果围岩出现失稳状况，则会对施工质量和安全形成威胁。在恶劣天气下也容易发生意外伤害事故，导致施工质量、进度、成本等受到影响。传统施工技术和工艺存在一定局限性，需要根据新时期高速公路建设的标准和要求加以全程控制，从多个角度出发对技术体系予以改善，为高速公路隧道安全投运创造条件。除了应该加强技术创新与改进外，还应该结合隧道的实际情况编制可行性方案，做好施工组织规划工作，确保各项工作有条不紊的推进。针对不同环节的施工技术，制定相应的质量控制措施，体现技术优势。

一、高速公路隧道施工的特点

隧道施工的风险较大，尤其是在施工中会发生地质条件的改变，当出现暴雨天气时容易造成滑坡和泥石流、崩塌等事故，引起施工安全事故，严重时造成人员的伤亡。高速公路的建设周期较长且规模较大，因此在隧道施工中的影响因素也呈现出多元化和丰富性的特征，需要综合考量人员、材料、设备和环境等，以消除对施工质量和安全的威胁。施工事故具有突发性的特点，容易在短时间内造成严重的损失【1】。此外，隧道施工中存在大量的隐蔽工程，这也是加大施工难度的主要原因。只有在确保上一道施工达到标准要求后才能开展下一道工序，如果缺乏对隐蔽工程的关注，则容易影响进度和質量。围岩会随着时间的变化而发生改变，因此需要做好实时性的监测工作，针对围岩情况来制定施工方案。尤其是在隧道开挖施工中，需要对围岩进行全面支护，以构建完善的支撑体系，防止出现边坡失稳的情况。土质情况和水文条件的影响较大，恶劣的施工环境和繁杂的工序都对施工人员提出了更高的要求。

二、高速公路隧道施工技术的应用措施

（一）明洞及边仰坡开挖技术

明洞及边仰坡开挖是隧道施工的基础内容，开挖效果会影响后续施工作业情况。施工人员应该确保测量放样的精确性，对明洞边坡和仰坡顶线加以确定，防止出现严重的偏差。将截水沟设置在坡顶位置，实现对积水的有效控制，采用分层开挖的方式处理边仰坡，按照由上至下的顺序保障开挖的安全性和高效性【2】。做好现场环境的全面勘察，构建完善的防护体系，防止边仰坡暴露时间过长而对其力学性能造成影响。施工人员要合理调整锚杆的间距，以增强支护的强度和稳定性，此外也可以控制混凝土的喷射厚度和钢筋网密度，提高整体防护效果。在施工前应该对挖掘机的性能状况进行检测，防止在开挖中出现故障和意外伤害事故。为了更加及时的获取边仰坡的情况，包括了沉降量和位移情况等等，还需要设置相应的监测点【3】。

（二）钻爆技术

钻爆处理是加快隧道施工进度的关键，由于在施工中会用到大量的炸药，而且会对边坡稳定性造成一定程度的影响，因此施工难度和风险性更高。针对隧道施工的具体要求选择性能可靠的爆破设备，乳化炸药在实践中的应用效果较好。针对施工区域的岩石性质进行分析和评估，制定切实可行的爆破设计方案，在做好测量放线的基础上，保障良好的成孔质量【4】。明确爆破的强度要求，由专业爆破人员对爆破炸药量和爆破点进行设置，加强对施工人员的安全防护，避免落石等造成威胁。做好装药量的计算工作，在严格检查钻孔质量并确保其达到标准要求后进行装药和堵塞【5】。在起爆前应该做好警戒，实现对危险区域的有效划分，完成爆破后应该及时通风。为了做好预测及控制工作，还应该通过虚拟试炸的方式获得更加详细的爆破参数，利用计算机进行反复模拟和评估。

（三）锚杆施工技术

锚杆施工技术的应用，可以为支护体系的建设提供可靠保障，有利于改善岩体的力学性能，降低施工中的风险。明确预设点，确保凿岩机的正确就位，针对施工中的杂物加以清理，防止对锚杆质量造成影响。为了对孔位偏差加以控制，应该采用先短杆后长杆的方式，借助于锚杆钻机和人工钻孔的方式提高施工灵活性，提高钻孔的质量效果。孔径要超过锚杆直径的10mm左右，对各类材料和设备的准备情况进行核查。水泥砂浆强度应该在M20以上，砂子直径不能超过3mm，止浆塞的深度在30cn以上，严格检查注浆泵、锚杆、注浆管的连接情况【6】。在明确工艺流程的基础上，还应该对施工中的各个要点加以把控，孔位偏差不同超过50mm，对孔轴方向进行检查，确保锚杆机的良好固定效果。在确定孔深时，其偏差不能超过50mm。

（四）混凝土喷射施工技术

混凝土喷射施工也是隧道施工的关键技术工艺，包括了潮喷和湿喷两种方式，为了创造良好的施工环境，在施工中可以采用潮喷的处理方式，有利于降低施工成本。湿喷施工技术对于黏结性的改善效果较好，能够使围岩承载力得到提升，起到良好的支撑作用。气密剂在喷射用混凝土中应用时，应该确保透气系数不超过10-10cm/s，在模筑用混凝土中应用时，其透气系数应该不超过10-11cm/s.加强对混凝土配合比的严格控制，确保用水量误差在1%以内，气密剂和水泥盘误差在2%以内。砂、水泥和气密剂的搅拌质量会对混凝土的喷射施工质量造成影响，将时间控制在1-1.5min之间，石子和水加入后的搅拌时间在2min左右【7】。做好混凝土的养护处理，确保养护时间在28d以上。混凝土喷射施工流程如图1所示。

（五）防排水施工技术

积水是影响隧道施工的主要因素，因此还需要构建完善的防排水系统，加强对积水的及时处理。在进洞前，可用混凝土喷射施工工艺做好封闭，针对岩层裂缝问题进行改善，通过水渠的设置对低洼位置的积水进行排出。在洞口上方设置截水沟，为了确保其良好的防水效果，在施工中还应该进行砌筑。针对边坡坡面可以通过防水混凝土加以强化，对于渗漏水问题的预防作用显著。在初期支护环节也应该构建防水体系，通过压浆法对脱空位置进行强化，应该注重对围岩的有效防护，避免造成巨大的扰动【8】。设置止水带时应该确保良好的平整度，根据施工要求合理设置止水带长度，针对接头位置做好密封处理。

（六）案例分析

在某高速公路隧道施工当中，钻孔时采用自制开挖台架进行配合，保障全断面能够一次成型。在装碴时运用侧翻装载机与挖掘机，运碴时采用自卸汽车。在拱架施工中主要应用工字钢架与格栅钢架，在加工时应该满足施工要求及相关规定。主爆药采用爆炸性能、抗水性能、安全性能较好及环境污染小的2号岩石乳化炸药，规格为Φ32mm×200mm。周边眼采用直径Φ25mm×200mm低爆速的光爆药卷。运用混凝土湿喷机开展喷射工作，及时清理其中存在的杂物与粉尘，初喷混凝土厚度值为4-6cm。

三、高速公路隧道施工技术控制的关键点

（一）做好技术交底

在施工前应该做好技术交底工作，帮助施工人员了解各项施工技术的应用要点和难点，防止操作不当引发的质量问题。引入先进的VR技术，通过三维立体模型的构建，保障技术交底的可视化，提高施工人员对施工技术的理解程度，有助于提升整体施工水平。比如在光面爆破施工当中，则应该做好超前地质预报工作，帮助施工人员了解地质情况及变化趋势，根据实际情况确定爆破参数，防止存在较大的安全隐患【9】。在钻眼施工中要根据设计图纸进行精准定位，通过复测的方式检查其相关参数，为后续装药及爆破奠定保障。

（二）创新施工技术

先进的施工技术可以起到事半功倍的效果，因此应该加大在先进技术方面的投入力度，在提高工效的基础上，对施工建设成本加以控制。超前地质预报系统在施工中逐步得到应用，能够融合红外线探水仪、地质雷达和TSP超前地质预报系统等，对隧道施工区域的地质情况进行评估，以便在获取多种信息的技术上，为施工人员提供参考，降低意外因素的影响。机械手湿喷混凝土技术的应用效果也较好，能够使作业环境得到优化，而且具有施工效率高的特点，能增强混凝土的强度【10】。水压爆破技术在爆破施工中的应用，能够降低爆破施工的风险，增强围岩的稳定性，炮眼利用率也明显提升。

（三）监督技术操作

在施工现场应该对技术应用及操作过程进行严格监督，这也是提高高速公路隧道施工质量的关键。分部施工技术在实践总的应用效果较好，可以针对松散软弱地层进行处理，以改善围岩的稳定性。应该在施工中做好超前支护工作，借助于锚杆、钢管和钢板等对围岩力学性能加以改善和优化，可以外开挖面施工创造条件。尤其是运用管棚法进行超前支护时，能够预防非粘性砂土层对施工质量造成的威胁。此外，也可以采用超前灌浆技术处理隧道中的松散围岩，应该确保灌浆压力在2MPa左右。引進BIM技术，对施工中的复杂情况进行模拟，在可视化的三维模型中强化技术管控效果。

结语

高速公路隧道施工具有复杂性、风险性和影响因素众多的特点，这也是引发施工质量及安全事故的主要原因，因此需要通过技术要点的控制，来促进工程项目的顺利实施。在施工实践当中，明确明洞及边仰坡开挖技术、钻爆技术、锚杆施工技术、混凝土喷射施工技术和防排水施工技术的关键点，掌握技术流程及操作规范，在隧道施工中建立完善的技术保证体系。同时通过做好技术交底、创新施工技术和监督技术操作等措施，提高技术质量控制水平，防止技术因素对工程造成的负面影响。

参考文献

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作者简介：俞振源（1994-1）男，藏族，籍贯：甘肃省武威市，本科

助理工程师，主要从事工作，公路隧道施工监理。