摘要：高速公路的隧道建设工程对于我国的高速公路建设来说具有极为重要的意义，其在建设过程中的质量，将在一定程度上影响到其在后续使用过程中的质量问题，在我国当前的高速公路建设工程中，主要分为全断面法、台阶法、中隔法和CRD法，下面本文将对于以上四种方法在高速公路隧道中的施工工艺进行逐一介绍。
关键词：高速公路；隧道施工；围岩施工工艺
1.影响围岩稳定性的因素
1.1岩体的结构体征
岩体的结构特征是长时间的地质结构运动的产物，同时岩体的结构特征也是岩体抗破坏能力的关键因素。单从岩体的稳定性来分析，岩体的结构特征可以使用破碎成都和完整性来表示。在一定程度上这两个性质反应了岩体受到地质结构影响的程度。通过科学研究发现，围岩的破碎程度与围岩稳定与否具有较为重要的关系，在岩体性质相同的情况下，岩体的破碎成度越低，其稳定性便越低。
1.2岩石的力学性质
通过对于岩体的研究发现，决定围岩稳定性的决定性因素便是岩石的力学性质，例如岩石的强度等。在通常的情况下，岩石的强度越高，则整个岩体的稳定性越高。在工程当中，通过对于岩体的强度进行计算，便能够得出岩体的相应的稳定性，进而采取对应的施工方式。
1.3结构面的性质和空间组合
岩体的结构分为块状和层状，而岩体的软弱结构面和相应的空间组合又对于岩体的稳定性起到了决定性的作用，对于高速公路中的隧道来说，若是围岩当中只是单一的存在软弱面，在一般情况下不会对于岩体的稳定性造成影响。若是当结构面与隧道轴线之间的关系出现冲突的时候，即出现两组或者两组以上的结构面的时候，便会形成容易脱落的分离岩块。
2.高速公路隧道不同围岩施工工艺及对策研究
2.1全断面法
2.1.1工艺原理
对于隧道断面进行开挖，并且一次成型，随后在进行支护措施，充分保证其使用过程中的质量，避免其发生坍塌事故。其主要的优点便是能够减少在开挖过程中对于围岩的反复挖掘，进而减少对围岩的破坏程度，并且还能够利用围岩的天然承载力，支撑起隧道的负载。而其缺点便是对于施工现场的地质环境要求比较严格，并且对于围岩的稳定性、强度等要求较高。
2.1.2工艺流程
高速公路隧道围岩施工当中，全断面法是极为常用的一种方法，其主要采用凿岩车钻孔，随后进行光面爆破或者是预留光爆层进行爆破。然后在根据围岩的实际情况，做出临时支护措施。在进行施工支护的时候需要根据围岩的实际情况采用紧跟开挖或者是滞后一定的距离，与开挖进行平行作业。全断面法施工工艺流程图如图1。
图2-1全断面法施工工艺流程图
2.1.3全断面法施工要点：
（1）在开挖的过程中，根据揭露围岩的实际情况对于钻爆的参数进行技术的调整，同时选择合适的施工进尺。随后视围岩破碎的具体情况对于施工的工序进行调整，充分确保在施工过程中的安全。
（2）在工程开挖阶段，需要使用断面检测仪来对于开挖的断面尺寸进行检测，随后将检测得到的数据信息进行及时的反馈，进而对于开挖施工做出调整，从而确保在开挖过程中的尺寸符合具体的设计要求。
（3）在开挖完成之后，要根据围岩实际的破碎情况进行支护施工，充分确保整个工程的安全。
2.2台阶法
2.2.1工艺原理
在施工的过程中，主要便是采用上下台阶预留核心土对于较大跨度的台阶进行施工，其施工的原理为，将洞的断面分成为上部环形拱部、上部核心土、下部弧形拱部、下部核心土、仰拱等五个方面，由于在开挖的过程中有下部核心土支挡，所以能够保证在开挖过程中的安全问题，并且能够及时的做出拱形初期支护[1]。通过这种方法，能够保证开挖工作面的稳定性，同时能够对于施工的安全做出保证。
2.2.2工艺流程（见图2-2）
图2-2台阶法工艺主要统一流程
2.2.3施工准备
（1）对于施工图纸进行充分的熟悉，随后根据图纸采取科学的施工方案
（2）施工之前在地表设置检测点，随后对于该处的施工原始数据进行准确的测量并记录。
（3）对于地质情况进行科学、合理的分析，例如洞内的稳定性如何等，随后便需要制定进洞前的辅助加固措施。
（4）合理安排施工队伍和人员，对于施工人员进行安全培训，同时对施工所需的设备和材料进行准备。
2.2.4挖掘施工
（1）挖掘顺序：首先从1步开始挖掘，随后是2步、3步、4步、5步，在进行1、3步的时候需要采用光面爆破后的装载机出土到下台阶，在2、4、5步的挖掘过程中采用挖掘机开挖，15T的自卸卡车对于外出的土进行运输，随后要保证上下台阶之间的距离控制在15-30之间。下图2-4为开挖顺序图。在开挖过程中循环尺寸与设计性钢间距需要保持相同。
图2-3开挖顺序示意图
（2）注意事项：①采用易性较好的混凝土材料，同时将其坍落高度控制在8-15cm。②对于风压进行掌控，标注值为±0.1Mpa，风量为10m3/min。③在进行喷射的过程中，需要对于喷嘴的方向进行有效的控制。
2.3中隔法
2.3.1施工原理
中隔法又称为CD法，其首先分部开挖隧道的一侧，随后施作中隔壁，然后采取分部开挖的方法对于另外一侧进行挖掘，通过这样的方法能够保证在开挖工作中的安全问题[2]。
2.3.2施工工序（如图2-4）
图2-4中隔法施工工序图
2.3.3中隔法（CD法）施工控制要点
（1）在进行隧道施工过程中采用CD法，应该坚持“弱爆破、短尺寸、强支护、早封闭”的原则，并且保证每一个工序的施工质量，避免在施工过程中造成人员伤亡。
（2）在进行开挖的过程中需要采用弱爆破或者是人工开挖的方式，若是采用爆破的方法使，需要对于炮眼的深度以及装药量进行严格控制，避免造成质量问题。
（3）工程主体结构的支护钢架应该根据施工的具体情况来设置，随后对于进行分节调整。
（4）缩脚小导管的设置需要根据实际的情况进行合理的设置，进而确保在进行下台施工过程中的安全。
（5）每个台阶的开挖深度在2-3m之间为最佳，同时在第三部台阶开挖的过程中，应该及时采用仰拱操作。
（6）针对于两侧开挖的质量，其中一侧应该滞后于另外一侧20m左右，并且保证在开挖时候的工程进度。
（7）导坑的挖掘孔径和台阶的高度需要根据施工当中的具体需要，例如施工机械、工作人员安排等方面的因素进行合理的调整。与此同时，还需要使钢架之间的纵向连接保持牢固。
2.4 CRD法
2.4.1工艺原理
CRD法在进行高速公路隧道施工的过程中，其主要采用预留核心图的方式，随后将大断面隧道分成四个相对来说较为独立的小洞室进行分别施工。在施工的过程中CRD法主要遵循“小部分、短台阶、短循环、快封闭、强支护”等方面的施工原则，同时在施工的过程中需要采取从上到下，分块成环的施工方式，在施工的过程中随挖随撑，及时做好在施工初期的防护支撑措施，并且等到初期支护的拱顶沉降和收敛等基本稳定之后，便可以由上而下的对于初期支护结构进行拆除工作，同时采取临时中墙壁和临时仰拱的方式，然后再进行下一步的施工。
2.4.2工艺流程（如图2-5）
首先对于1部开始挖掘，随后以此开挖3、5、7部，在进行1部和3部挖局的过程中，需要采用人工配合小型机具进行开挖，在挖掘的过程中需要采用自卸式装载机对于挖土进行运输。同时对于开挖的循环尺寸与设计钢架教案的距离还需要进行控制，通常每次开挖的进尺距离为0.5m。
图2-5 CRD法施工工艺流程
2.4.3 CRD施工注意事项
（1）安全问题。在进行隧道施工的过程中，由于隧道围岩的土质强度较差，所以便要求施工人员在进行施工的过程中严格重视隧道施工中的安全管理制度，并且还需要工人严格按照操作标准进行施工。针对于施工的安全设备，施工企业需要加大对于施工安全设备的投入，进而确保工程中的安全问题。
（2）成本控制。CRD法通过合理的应用与科学的设计能够有效的提升高速公路的社会经济价值和本身的经济效益。所以，在施工的过程中可以根据具体情况科学、合理的方式节省施工材料、减少相应的施工设备和施工人员的投入、有效缩短工期等方面的措施来实现成本的控制，当然这些措施都是建立在保证整体工程质量的前提下。
（3）施工技术控制。①对于隧道的围岩支护的稳定性结构给予技术保证。在开挖边墙是采取左右开挖的方式，防止上部支护的机构面断裂而是两侧的拱脚出现悬空的现象。②在CRD施工的过程当中强调每一个施工段之间的安全距离。为确保施工过程中的安全，两个相邻掌子之间的距离需要控制 在8m-10m，每个导坑上下台阶之间的距离控制在3m-5m。③在CRD施工的过程中对于隧道工程当中的围岩进行技术性的保护。各个施工部门在进行开挖的过程中要注重对于隧道内软弱破碎带围岩的保护工作，在最大程度上减少对于围岩的破坏。
参考文献
[1]牟智恒，严涛，田明杰，等.邻路基变坡条件下浅埋偏压隧道施工工法及合理开挖工序研究[J].土木工程学报，2017（S2）：203-208.
[2]向彩林.隧道施工对围岩应力变形的分析[J].公路工程，2017，42（3）：187-191.
论文作者:谌慧娟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/4
标签：围岩论文; 过程中论文; 隧道论文; 断面论文; 稳定性论文; 台阶论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;