摘要：随着我国社会经济的快速发展，高速公路建设成为我国土木工程建设的重点，高速公路的隧道施工质量和高速公路的质量有着直接联系,我国相关部门也对高速公路隧道施工质量越来越重视,高速公路隧道的施工技术的不断升级,科学的工艺对施工水平的提升,可以使得高速公路的质量更上层楼,本文主要结合工程实例分析高速公路隧道施工技术方案。
关键词：高速公路；隧道；施工技术；方案
1工程概况
石峡隧道地跨北京市昌平区和延庆县，进口里程K30+364.5；出口里程K36+111，隧道双线全长11625.5m（左线长5746.5m，右线长5879m），土建7标段施工起始于K32+320，由竖井、1#、2#、3#斜井至石峡隧道出口施工，施工左线长度3791m，右线长度3867m。斜井桩号K0+017-K1+346.64，左洞桩号ZK32+020-870,右洞桩号YK32+110-965.
2地形地貌
该隧道整体位于断块抬升控制的中低山地貌单元，从小里程向大里程穿越的次级地貌单元有：南洞口段为山地沟谷地貌单元，隧道洞身段为中低山地貌单元与山间沟谷地貌单元更迭区，北洞口为山麓斜坡地貌单元。本工程穿越地段由于长期受断块抬升构造作用影响，奉化剥蚀严重，沟谷切割强烈，眼线地形变化、形态复杂，整体形成了“四沟夹三山”的地形格局，四沟按照小里程到大里程的方向依次是：浇花峪沟、石八盘沟、花家窑沟、石峡沟，以上4条沟谷在地形上均呈现为宽缓的“U”型谷。隧道沿线最高点标高高于1000m,最低点标高低于500m,相对高差达500m以上。
3地质及水文地质
隧道区域大地构造单元位于燕山台褶带（Ⅱ1）之密怀中隆断（Ⅲ2）-八达岭中穹断（Ⅵ6）四级构造单元中，沿线构造主要表现为断裂发育，同时侵入岩脉体的侵入活动对其周围岩体的影响也较大，许多沿既有断裂构造发育。
本工程拟建隧道主要穿越的含水岩组为火山碎屑岩、火山岩裂隙含水岩组与碳酸盐岩岩裂隙含水岩组两大类。
4隧道施工技术方案
4.1隧道洞口段和洞口施工
根据设计图纸显示石峡隧道出口为削竹式洞门，采用明挖法施工，采用挖掘机分段、分层开挖，拱上部采用放坡开挖，拱下垂直边坡开挖，必要时辅以微震动爆破开挖，人工配合挖掘机刷边（仰）坡。按设计要求紧随开挖进行防护，采用砂浆锚杆、挂钢筋网、湿喷混凝土及型钢横撑防护。隧底开挖完毕后进行隧底地质勘探，根据地质勘探结果进行必要的地基处理，然后进行仰拱施工。根据监控量测结果及时施做明洞衬砌，明洞衬砌按洞外混凝土结构要求进行施工。衬砌外缘采用复合防水板加土工布，防水层铺止墙顶开挖或墙脚泄水孔处，外侧施工3cm的M10水泥砂浆保护层，以防回填时扎破防水层。待衬砌强度达到设计后进行洞顶回填，最后进行洞顶种植绿化。
4.2截水沟施工
根据设计，边仰坡施工前先人工在开挖边缘线5～10m开挖并施作洞顶截水天沟，待进洞后及时施作洞门和两侧排水沟，与洞顶截水沟相连形成完整排水系统。由于截水天沟设计横断面尺寸不大，开挖到预定尺寸后，即进行浆砌片石的砌筑，以便为下部开挖工作面起到临时排水的作用。
4.3隧道边仰坡防护
每开挖一层台阶，均要及时做好边仰坡防护，然后再进行下部台阶开挖。尽量减少开挖和刷坡范围，保护好洞口附近的地表植被。具体防护措施为：
（1）打设Φ22水泥药卷锚杆
锚杆长度为3米/根，间距为1.2×1.2m，梅花型布置。
（2）挂网喷锚
铺挂φ6.5（20×20cm）钢筋网，并于锚杆固定牢固。
（3）喷射混凝土
喷射C25混凝土，厚度10cm。
洞口应加强防排水，防止积水长时间浸泡墙脚和隧道底部，造成边墙围岩失稳。
4.4石峡隧道洞口施工
针对石峡隧道出口围岩差、埋深浅，且位于山体冲沟内，进洞难度大。采用大管棚进洞，具体作法如下：
洞口施工2m长C30导向墙，导向墙范围为130°，导向墙厚度为0.5m，导向墙内设置4榀I18a型钢拱架，间距50cm，导向墙外侧140°范围焊接φ133×4mm钢管作为导向管，导向管中对中间距50cm，导向管倾角为1°-3°，插打φ108×6mm钢管，钢管采用内套丝连接，φ108×6mm钢管间隔进行打孔并注浆。
洞口开挖完成后，采用5榀型钢钢架紧贴仰坡放置，间距0.5m，纵向Φ22mm钢筋连接，经测量检查，同隧道洞口开挖断面一致后，与仰坡锚杆焊接固定，浇注挂板混凝土固结，形成洞室轮廓。进洞采用单侧壁导坑施工，坚持自上而下、宁强勿弱、宁大勿小的原则。
4.5斜井洞口施工
洞口开挖完成后，采用4榀I14型钢钢架紧贴仰坡放置，间距0.5m，经测量检查，同隧道洞口开挖断面一致后，与仰坡锚杆焊接固定。钢拱架之间用Φ22mm钢筋连接，环向间距为1.0m，钢拱架底部设扩大拱脚，增加受力面积。
拱部120°范围施作φ42mm双层超前小导管预支护，内层导管根数23根，喷射混凝土形成洞室轮廓。小导管壁厚3.5mm，长度3.5m和5.0m，交错布置，一排外插脚为10度～15度（长3.5m），一排外插脚为30度（长5.0m）。挂模喷射C25混凝土22cm。
4.6进洞施工
石峡隧道出口为Ⅴ级围岩，围岩较差，拟采用大管棚超前支护集合洞口边仰坡支护进洞。
大管棚采用Φ108热轧无缝钢管，壁厚6mm，环向间距0.5m，长30m，外插角1-3度，钢管与钢花管交错布置，压注水泥浆。
4.6.1机具
超前大管棚钻孔采用DK300管棚钻机，该机械采用顶驱双作用冲击及回转，把套管及钻具同时冲击回转钻入软弱围岩内，钻孔时采用大扭矩回转套管钻进穿孔，提高了孔向精度及钻深能力，钻架配置两度液动夹头，方便夹紧及卸拧钻具丝扣，减少劳动强度，内置液动注水泵，简化清孔排渣及洗孔工序。采用高压注浆泵注浆，浆液由注浆拌和机拌制。
图1 超前大管棚施工工艺流程图
4.6.2施工工艺
超前大管棚施工工艺流程如图1所示。
（1）顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转，钻入隧道顶板前端设计要求孔深。
（2）钻孔完毕，将套管内孔注水清洗干净，然后将钻杆拔出，套管仍留在孔内护孔。
（3）事先加工好带有注浆眼的钢管插入套管内，钢管节与节用丝扣联接，钢管终端密封。
（4）管插进后，取出套管。
（5）上述步骤将其余管棚施钻安插完毕，然后施做止浆墙。
（6）用高压泵将水泥浆压入钢管内，浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，采用导管编号注浆，先注“单”号孔，待1至2天固结后，再注“双”号孔。注浆参数：水泥浆液（添加水泥浆液体积5%的水玻璃），具体通过现场试验确定合理的注浆参数。水泥浆水灰比为1:1，水玻璃浓度：35Be ，模数2.4 ，注浆压力为初压1.0Mpa，终压2.0 Mpa～2.5 Mpa。
（7）注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强钢管的刚度和强度。
4.6.3注意事项
（1）大管棚施工前编制详细的专项施工方案。
（2）钻孔前，按设计精确画出钻孔位置。
（3）控制钻孔角度，尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。
（4）注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。
（5）创造良好的照明条件，施工时专人统一指挥。
（6）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理。
5结束语
综上所述，高速公路隧道施工是一项非常复杂的工程，隧道施工有其特殊性，这样的特性对隧道施工提出了更高的要求。隧道施工质量关系着高速公路的整体水平，所以不断提高高速公路的施工技术，是目前高速公路建设的主要问题。优化施工技术，加强隧道施工工程质量的监管，保证隧道施工工程的安全性，从而提高高速公路隧道施工的质量。
论文作者:卢玉敏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
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