谈公路隧道开挖及初期支护施工及质量控制

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1、谈公路隧道开挖及初期支护施工及质量控制摘要：我国是一个地域辽阔，多山岭重丘的国家。改革开放以来，我国公路建设快速发展。随着公路建设等级的不断提高以及西部公路建设速度的加快，公路隧道的建设将越来越多。本文结合笔者多年的工程实践经验，介绍了公路隧道开挖与初期支护的施工方法，并对施工中的出现的质量问题及防控措施进行了分析和研究，提出了有关建议。关键词：公路隧道、开挖、支护、质量控制中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：从上世纪80年代我国修建高速公路以来,公路隧道也迅速发展,公路向山区、向水下延伸,公路隧道建设的增长量达每年100

2、余km。隧道长度由过去的3km发展到现在的7、8km,甚至18km的超特长隧道。从隧道形式看,从过去的2车道隧道到今天的3车道隧道、4车道隧道、连拱隧道、小间距隧道、分岔隧道,公路隧道的建设、防灾、监控、养护等技术已取得丰硕成果。随着公路建设的进一步发展,我国公路隧道还将持续发展,公路隧道的建设和施工过程的质量控制也将面临新的课题。本文将着重讨论隧道公路隧道开挖与初期支护施工及质量控制问题71、开挖1.1、开挖方式开挖方式及其优缺点比较见下表:1.2、开挖方法根据地形地质条件、人员技术素质、施工机具配备水平等可以采用传统法(矿山法

3、)和新奥法等不同概念选择开挖方法。主要有以下三种。1.2.1、全断面法全断面法就是将全部设计断面一次开挖成型，再修筑衬砌，一般适用于Ⅳ—Ⅵ类围岩，可采用深孔爆破法。因施工工序少，作业面净空大，互相干扰小，便于施工组织与管理。钻爆施工效率高，一次出渣数量多。1.2.2、台阶法台阶法可以说是全断面开挖法的变化方案，即是将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成型；或采用上弧形导坑超前开挖，然后再中核开挖及下部开挖。一般适用于Ⅳ—Ⅱ类围岩，要求上下台阶之间的距离应能满足机具正常作业，并可减少翻渣工作量。当顶部围岩破碎，施工支护需紧跟时

4、，可适当延长台阶长度，减少施工干扰；台阶不宜多分层，装渣机械应紧跟开挖面，以减小扒渣距离。1.2.3、导坑法7导坑法适用于Ⅲ—II类围岩，下导坑适用于探查开挖面前方地下水情况；中央导坑适用于处理膨胀压力地层；上导坑适用于洞口段辅助开挖。各工序安排应紧凑，支护及时，保证施工安全。2、支护方式隧道施工，除完整稳定的围岩外，必须配合开挖及时支护，确保施工安全。对不同类别的围岩，应采用不同结构形式的施工支护。Ⅵ类围岩自稳能力及抗风化能力强，不需支护。一般对整体围岩，宜采用喷射混凝土或锚喷混凝土支护；对层状围岩，宜采用锚喷或喷混凝土支护，有

5、可能失稳的层状岩体及软硬互层岩体，则必须以锚杆为主；对块状岩体，宜采用锚杆加铺钢筋网喷混凝土或钢筋网喷混凝土支护；对散状体和软弱岩体，宜采用锚杆钢筋网喷混凝土支护，必要时加钢拱架。常用喷射混凝土厚度，一般为5—20cm，最厚的可达25cm。锚杆间距一般不宜大于其长度的1/2。Ⅳ类和V类围岩中锚杆间距宜为1.Om左右，且不得大于规范规定的最大间距。对于大跨度隧道，可以考虑采用预应力锚杆和预应力锚索等先进技术。当地质条件差，围岩不稳定时，可采用构件支撑支护。支护方式可分为先挖后支(适用于Ⅳ类以上围岩)、随挖随支(适用于Ⅱ、Ⅲ类围岩)及

6、先支后挖(适用I、Ⅱ类围岩)。7工程实践证明，由于锚喷支护能及时有效地控制围岩变形，及时封闭岩隙，充分发挥围岩的自承能力，因而具有较大的优越性。锚喷支护的优点：能节省混凝土、木料、劳动力，加快施工进度，工程造价可有效降低，有利于机械化施工与降低劳动强度；锚喷混凝土支护是有一定应用条件的，当围岩自立能力弱，有漏水及大面积淋水处，地层松软处，因喷混凝土难以成型而不宜使用。膨胀性地层、不良地质围岩以及能造成衬砌腐蚀的地段，严寒地区有冻害地段不宜采用锚喷支护。常用的锚喷支护类型主要有：①喷射混凝土(钢纤维混凝土)支护；②加铺钢筋网喷混凝上

7、支护；③锚杆喷混凝土支护；④锚杆加铺钢筋网喷混凝土联合支护；⑤锚喷加设钢拱架或设置仰拱。3、衬砌隧道衬砌的作用7是为了承受围岩、地下水的压力，限制围岩向隧道内变形和防止隧道围岩的风化，有时还要承受化学物质的侵蚀，地处高寒地区的隧道往往还要承受冻害的影响等。衬砌结构一般由临时初期支护以及二次衬砌所组成。围岩情况良好时，则可仅做初期支护。公路隧道一般应衬砌，衬砌可采用整体式衬砌!装配式衬砌或复合式衬砌。传统的整体式衬砌施工较困难，有逐渐减少的趋势。装配式衬砌可以在预制厂或工地预制场内以工业化方法制备装配式衬砌构件，然后运至现场装配，并

8、在其后压注砂浆，使其立即稳固地层，可达到施工快速，降低成本的目的。初期支护加二次衬砌构成了复合式衬砌。复合式衬砌由外层(即初期支护)和内层(即二次衬砌)复合而成，其外层为柔性支护，可采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网、纤维网、钢支撑等支护形式，单一或组合