摘要：对于大跨径受断层影响的隧道加宽段施工，如果施工方法选择不当，最容易出现的就是变形难以控制，容易出现水平和侧向位移，无法保证安全、质量和进度。因此对于这类隧道施工，选择安全可靠、经济可行的施工方法是施工的前提。基于此，本文主要对公路隧道加宽带开挖与控制技术进行分析探讨。
关键词：公路隧道；加宽带；开挖；控制技术
1、工程概况
某高速公路路基隧道长3.0公里（全长4.7公里，其中河北段1.7公里），分上下行洞设计，其中右洞YK121+020～YK124+022.26，长3002.26米，最大埋深约464.6米；左洞ZK121+050～ZK124+031.41，长2981.41米，最大埋深约460.9米。设计为双幅三车道隧道，其Ⅲ级围岩段紧急停车带为加宽带，开挖断面跨度达到18.7米，开挖断面达到195m2，路面以上设计开挖半径9.6m。初期支护形式设计有120a型钢拱架、Φ25中空注浆锚杆、φ8钢筋网和27cm厚C25喷射混凝土等。隧道二衬设计为C25钢筋混凝土，厚度为60cm，二次衬砌内轮廓半径989.5cm，衬砌完成后路面以上断面有效面积125.1m2。
2、隧道施工技术
该隧道加宽段原设计采用的双侧壁导坑法施工。该方法采取分部开挖，每部开挖断面小，开挖断面封闭早，利于围岩稳定，安全可靠，但施工作业空间太小、大型机械施工作业困难，同时由于工序繁多、施工进度缓慢。在充分调查研究的基础上，结合以往施工经验，制定了三台阶预留核心土施工工法。该工法的特点是开挖空间大，利于机械化作业，同时工序简单，利于提高施工进度，降低工程成本，但施工风险较大，因此，施工时应加强施工控制和施工量测。台阶法施工根据长短有长台阶、短台阶和超短台阶之分。对于大跨径隧道宜采用短台阶。
短台阶虽然会造成各工序间不同程度的相互影响，但有利于早封闭，有效阻止变形发展，满足施工安全。在选择了正确的施工方法的同时还应在施工过程中坚持“明地质、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、速反馈”的原则。
2.1施工工艺流程
三台阶留核心土开挖步序见图1
图1 三台阶留核心土施工方案设计图（单位：m）
开挖支护顺护说明：
1、拱部开挖
Ⅱ、拱部初期支护（安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土）
3、上台阶核心土开挖
4（6）、中台阶左右侧开挖
Ⅴ（Ⅶ）中台阶左右侧初期支护（安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土）
8、中台阶核心土开挖
9、下台阶开挖
Ⅹ、浇注仰拱
Ⅺ、全断面模筑二次衬砌混凝土
2.2施工控制原则
（1）明地质：该实体工程采用TSP203超前地质预报进行的超前地质预报，这种预报方法有很多的优点，例如时间短、精度比较高和效果非常好，在施工的过程中还不会收到干扰，这种方法非常精密，能够及时预测出隧道前方地质的不良状况，正式这种技术的应用为隧道的安全施工提供了强有力的保障。
（2）短进尺：隧道的围岩加宽段，在隧道开挖的过程中要严格控制开挖的尺度。循环施工段的长度不超过1.6m。隧道的开挖有两种方法，一种方法是采用爆破的方式，另一种方式是采用人工配合挖掘机的方式。当利用机械开挖时动作要慢、轻，开挖之后要进行适当的调整。开挖调整之后检测合格后，要立即喷射混凝土进行封闭，并且要支立钢架，还要挂设钢筋网片，最后利用混凝土进行加固。
（3）弱爆破：在隧道施工中应用光面爆破施工工艺，严格控制爆破炸药使用量，能最大限度地减少爆破开挖对围岩的扰动，充分利用围岩的自稳能力，确保施工安全。
（4）强支护：由于隧道开挖断面较大且在F6断层上，围岩结构不太完整，自承力差，施工必须采取支护措施防止变形过大。本工程的支护为钢拱架、锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成的复合型支护方式，承载能力大，稳定性好。在围岩开挖后应及时支立钢拱架，钢拱架安装严格控制垂直度、拱架间距、拱架间纵向连接钢筋、钢筋网片、系统锚杆、锁脚锚杆以及拱脚支承的施作质量。
（5）早封闭：围岩的稳定性比较差，所以，在围岩的施工之后要立即对其进行封闭，因为钢架长时间处在自由的状态，很容易发生下沉等现象，最终导致坍塌。面对这样的情况时要缩短台阶的长度。
（6）勤量测：新奥法施工容许围岩发生一定量的变形，促使围岩内部应力重分配，使围岩和支护结构共同受力，但变形不允许太大，因此监控量测极其重要。监控量测包括围岩应力量测和变形量测。本工程应力量测通过预埋JMZX-50XX系列弦式数码压力盒，测量围岩对拱架的压力，以了解支护结构的受力变化情况，来判断支护的安全性。变形量测包括拱顶沉降和水平收敛量测，拱顶沉降量测采用精度较高的水准仪进行量测，水平收敛采用JSS20-30型收敛仪（测量精度为0.01mm）进行量测。根据设计要求并结合实际情况，变形量测每10m布置一个断面，每个断面2～3对观测点。拱顶下沉及周边收敛量测设在同一个断面，采用相同的量测频率。如位移出现异常情况，加大量测频率。
（7）速反馈：隧道开挖过程中的检测数据要及时整理，并且要及时进行处理，利用计算机技术将检测的数据进行绘制来预测变形发展的趋势。根据相关的施工规范和施工章程，并且根据相应的施工经验制定检测变形管理表，通过这个管理表来知道隧道的施工。施工的过程中出现异常时要及时对变形管理表进行修复。每次测量后要及时调整数据，并且绘制量测数据时态曲线和据开挖面关系图。对这些图形要进行分析，推测出可能发生的情况，要及时采取相应的措施。当数据出现异常情况时要根据具体的情况采取加固或者采取增加钢架的方式来加固。
3、公路隧道加宽带施工控制要点研究
（1）隧道施工中的地址预报非常关键，对于地质预报要制定方案，形成制度，并且要派专人来负责，在施工过程中要特别注意开挖不要超出预报范围，对于地质预报的资料要进行细致的分析。当地址预报中出现不良的情况时要提前加固，并且做出相应的应急预案。
（2）隧道施工中，要严格控制开挖的长度，机械开挖的动作要小，开
挖的尺度要比设计时的尺度小，要特别注意机械开挖过程中对岩体的扰动。必须要坚持初喷，避免围岩长期处于暴露状态而风化，还要增强围岩的稳定能力。
（3）锁脚锚杆应切实施作，保证锚杆的数量（每片拱架拱脚至少不少于2根）和长度，锚杆应与钢架进行可靠焊接。必须要采取相应的方法来提高拱脚的承载能力。可以通过扩大拱脚开挖的方式来增加拱脚的承载能力。
（4）要切实操作锚杆，要保障锚杆的长度和数量，要使锚杆和钢架焊接的非常牢固。在利用混凝土加固时要保证混凝土和围岩紧密相连，混凝土和拱架之间不能出现空穴。隧道施工中出现的塌方等要利用混凝土进行填充。
4、结语
本文以隧道施工实体工程为主要研究对象，针对实体工程的开挖面尺寸、围岩质地等相关特点，结合相关实体工程施工技术，确定公路隧道紧急停车加宽带施工及控制要点，为公路隧道紧急停车加宽带施工提供了坚实的理论依据和实践经验。
参考文献
[1]刘伟.西平铁路大断面黄土隧道三台阶七步开挖施工技术.中国铁路，2010(5):66-69.
[2]初厚永.短台阶弧形导坑法在浅埋大断面黄土隧道中的应用.铁道标准设计，2008(11).
[3]霍玉华.大断面黄土隧道快速掘进施工方法研究.铁道标准设计2007(z1).
论文作者:彭七八
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/17
标签：围岩论文; 隧道论文; 断面论文; 台阶论文; 量测论文; 混凝土论文; 锚杆论文; 《基层建设》2018年第2期论文;