淺析隧道工程洞身開挖工藝技術(shù)
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【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)秩序也逐漸形成并完善，城市基礎(chǔ)建設(shè)不斷完善、優(yōu)化。在城市文明建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步中，公路作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程，不僅是交通運(yùn)輸行業(yè)的核心心臟，更是其他行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。無論是在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中還是在日常生活使用要求的地位毋庸置疑。隧道工程理所應(yīng)當(dāng)?shù)脑诟叩燃?jí)公路中出現(xiàn)。從安全性能方面分析，隧道工程洞身開挖工藝要求極其精細(xì)，安全性較高。本文深入研究隧道工程洞身開挖工藝技術(shù)的各項(xiàng)內(nèi)容。
【關(guān)鍵詞】隧道工程；開挖工藝；技術(shù)分析
引言
隨著歷史的不斷發(fā)展和變革，國(guó)家經(jīng)濟(jì)硬實(shí)力不斷發(fā)展并提高，我國(guó)公路交通行業(yè)基礎(chǔ)公路建設(shè)也不斷拓寬，不同地區(qū)的公路橋梁工程全面開展并且取得成功。而隧道工程洞身工程建設(shè)的影響和作用也越來越大，人們對(duì)它的關(guān)注度也越來越高。由于不同地區(qū)隧道工程的地質(zhì)情況、資金投入，施工設(shè)備條件等不同，因此洞身開挖方法技藝也因此會(huì)有所差異。因此，對(duì)隧道工程洞身開挖工藝要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃和技術(shù)分析。
1隧道施工臨時(shí)設(shè)施的布置
明確三臺(tái)階七步的開挖作業(yè)的工藝流程標(biāo)準(zhǔn)、操作要點(diǎn)分析和相應(yīng)的工藝實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，能夠規(guī)范隧道開挖施工的過程，盡可能地減少超挖現(xiàn)象出現(xiàn)，保證隧道的開挖作業(yè)能夠安全展開、同時(shí)保證開挖工作的質(zhì)量。隧道開挖，要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作。隧道開挖前，首先完成洞口截水溝、洞口土方及邊仰坡的防護(hù)施工。洞口土方采用挖掘機(jī)配合裝載機(jī)的設(shè)備要求，施工方法要選擇自上而下進(jìn)行分層施工的方法。當(dāng)進(jìn)行大型自卸汽車運(yùn)輸時(shí)，需及時(shí)做好坡面的防護(hù)準(zhǔn)備工作，開挖一段臺(tái)階，并且及時(shí)對(duì)一段臺(tái)階進(jìn)行防護(hù)工作。洞口明洞采用明挖法施工，開挖至明暗分界線后，先施做護(hù)拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，隨后立即做好明洞襯砌，并進(jìn)入暗洞施工，待明洞混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后再進(jìn)行明洞洞頂回填。由于施工計(jì)劃在規(guī)劃時(shí)，建議推進(jìn)單端掘進(jìn)工程在隧道進(jìn)口處進(jìn)行，且隧道施工的臨時(shí)設(shè)施，又要求安排規(guī)劃在隧道出口的右側(cè)。不同地區(qū)，根據(jù)洞口地形的條件，在出口的右側(cè)路基外，使用供風(fēng)機(jī)，工作設(shè)備需要布置完好。蓄水池建議：如果地理?xiàng)l件允許的話，要將其設(shè)在洞頂，并且其左邊距離到洞口長(zhǎng)短約80m的位置。這樣的安排設(shè)計(jì)，是可以對(duì)機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后，立即進(jìn)行洞口的土石方工程地基部分的施工，開挖提供便利。并且，在一定程序上，對(duì)施工洞的頂仰坡式截水溝，可以進(jìn)行仰坡錨噴坡工作的臺(tái)面進(jìn)行加固，以便做好進(jìn)洞開挖的前期準(zhǔn)備工作。典型事例：老山隧道是位于老山的國(guó)家級(jí)森林公園，是目前我國(guó)國(guó)內(nèi)建成最長(zhǎng)的雙向通車的六個(gè)車道通車的公路隧道。單洞長(zhǎng)度總長(zhǎng)6005m，最大開挖寬度達(dá)到了19.2m，其中軟弱圍巖部分所占比竟高達(dá)一半以上。但是，隧道洞口路段的埋深工程深度較淺，并且比較特殊的是，以軟弱的泥巖為主要成分，開挖的跨度較大，圍巖的自我穩(wěn)定能力比較差。施工過程中需要注意，不僅要在加深洞口處采取明洞暗做的方式處理整體，而且，還要使用套拱、護(hù)拱和超前管棚等其他設(shè)備，對(duì)其提前進(jìn)行規(guī)劃。
2現(xiàn)行隧道工程技藝
開始施工時(shí)先采用機(jī)械施工對(duì)隧道洞口開挖模擬，洞身開挖過程中大多數(shù)使用簡(jiǎn)易的自行拼裝完成的臺(tái)車進(jìn)行鉆眼工程，引爆時(shí)采用多段毫秒的爆炸雷管。根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，為了有效提高周邊眼的光面的爆炸效果的目的，周邊眼施工過程中必須使用專業(yè)用具，即效果好的導(dǎo)爆管引爆。隧道出碴工序進(jìn)行時(shí)，采用裝載機(jī)設(shè)備進(jìn)行裝碴工作，自行卸載汽車在旁邊工作配合，進(jìn)行運(yùn)碴處理。隧道的其他工序，如二次的襯砌混凝土澆筑工序，一般最好采用長(zhǎng)度為12m專業(yè)的整體式形態(tài)的大模板臺(tái)車。另一方面，混凝土最好可以在拌和站進(jìn)行集中的拌制工作，接著混凝土運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)送工作，將其泵送入專用模具。最后邊側(cè)溝施工時(shí)，最好采用組合鋼模板。另外，視圍巖等級(jí)不同，施工方式也不同。大體的施工程序如下：首先是開挖及支護(hù)、其次是仰拱，最后是二襯工序。開挖及支護(hù)：開挖方式是根據(jù)不同地區(qū)設(shè)計(jì)圍巖等級(jí)程度以及開挖方式的不同決定的。比較常用的全斷面，臺(tái)階法，分部法，預(yù)留核心土等。開挖方式不同，相對(duì)應(yīng)的支護(hù)方式也不一樣，比如圍巖較好時(shí)，直接進(jìn)行打錨桿掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片處理，然后噴射混凝土。接著，架設(shè)鋼拱架或者格柵拱架，焊接連接筋，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，打設(shè)錨桿及其超前錨桿，噴射混凝土，等其他工程。如果是搭設(shè)的中空注漿錨桿，還需要進(jìn)行注漿。如果不是全斷面開挖，下一步就是施作下導(dǎo)，具體的和上道工序相差不多。仰拱：首先開挖，因?yàn)閲鷰r情況的不同，開挖深度也會(huì)不同。當(dāng)圍巖很差時(shí)必須架設(shè)鋼拱架，然后再噴射混凝土，強(qiáng)度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求之后，再綁扎仰拱鋼筋，澆筑混凝土，待強(qiáng)度到了就可以進(jìn)行澆筑仰拱填充工藝。當(dāng)然，如果圍巖很好的時(shí)候是沒有仰拱的。也不用架設(shè)鋼拱架，有時(shí)直接是素混凝土。二襯：首先是掛設(shè)土工布，然后是防水板，視設(shè)計(jì)圍巖情況綁扎鋼筋，再就是推二襯臺(tái)車定位，堵頭，澆筑混凝土。
3洞口開挖技術(shù)工藝
采用機(jī)械施工方式方法是目前我國(guó)洞口開挖及加固的主要途徑。不同地區(qū)，不同土地性質(zhì)，擇優(yōu)選擇，最后決定可以先按路基土，石方施工的方法進(jìn)行第一步開挖。當(dāng)挖至洞口石方段時(shí)，為了盡可能的減少對(duì)其破壞，不僅是洞口仰坡，還有路基邊坡的擾動(dòng)破壞影響，對(duì)于此種情況，必須采用弱爆破，或者選擇預(yù)裂爆破的方法進(jìn)行開挖工程。在安全性能方面，洞口仰坡最好可以采用掛網(wǎng)的噴混凝土加強(qiáng)牢固性能處理，以便工作設(shè)備機(jī)械可以安全進(jìn)洞。在其他方面，洞口處進(jìn)行圍巖淺理路段的開挖與支護(hù)工作措施。在施工方法選擇上，最好采用臺(tái)階法進(jìn)行施工工作的推進(jìn)。并且，上臺(tái)階施工方法采用超前的中空注漿錨桿更加先進(jìn)，科學(xué)性更高的上張導(dǎo)坑環(huán)行進(jìn)行開挖留核心的施工方法和要求，當(dāng)出現(xiàn)開挖每循環(huán)進(jìn)尺且與型鋼拱架的間距相同時(shí)，需在開挖后期及時(shí)進(jìn)行施工作業(yè)的初期支持和護(hù)理。下臺(tái)階開挖落后，與上臺(tái)階之間間距要控制在8~10m之間，開挖后及時(shí)對(duì)施工作業(yè)進(jìn)行初期的支護(hù)和必要的仰拱，最后，即可對(duì)中間巖柱進(jìn)行注漿加固的處理和處置方法。
4施工工作精細(xì)合理化
由于城市建設(shè)、高級(jí)公路的發(fā)展，所以對(duì)隧道工程洞身開挖工藝技術(shù)分析也越來越到位。施工時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定做好圍巖測(cè)量，并且地質(zhì)審核，地質(zhì)狀態(tài)在前期需要準(zhǔn)備好。其次，當(dāng)兩相對(duì)進(jìn)程工作完成，加強(qiáng)貫通時(shí)，兩邊施工組多聯(lián)系并統(tǒng)時(shí)進(jìn)行，更為重要的是隧道開挖要嚴(yán)格控制超欠挖。開挖后，設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)要采用全站儀式的測(cè)量，檢測(cè)開挖斷面，繪制實(shí)際開挖斷面和設(shè)計(jì)工程部分進(jìn)行對(duì)比。施工過程中，要注意錨桿數(shù)量及其長(zhǎng)度，超前小導(dǎo)管數(shù)量及其長(zhǎng)度，鎖腳錨桿長(zhǎng)度，有需要注漿是否有注漿，初期支護(hù)混凝土噴射厚度，網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度，拱架間距。仰拱開挖深度是否夠深，防水板掛設(shè)是否平順，松弛度是否夠，焊接是否牢固，環(huán)向、縱向排水管安裝與否，止水帶有沒有安裝好且順直與否，二襯厚度鋼筋綁扎情況是否合理。因此，施工工作過程中要精準(zhǔn)化即“精工出細(xì)活”。設(shè)計(jì)中往往受工程造價(jià)、價(jià)格預(yù)算，工作場(chǎng)地的限制，造成橋頭路堤在設(shè)計(jì)上出現(xiàn)一定的不合理性，排水系統(tǒng)，橋的寬度，高度，以及其他基本參數(shù)掌握不全面就開始施工，沒有仔細(xì)推敲打磨方案。在設(shè)計(jì)中要深刻認(rèn)識(shí)到土地基底的重要性，并投入大量物力，財(cái)力，人力去研究。因此，施工工作一定要精細(xì)化，并符合要求，合理借用。
5結(jié)語
不管是危險(xiǎn)程度低的開挖施工還是后面工序較復(fù)雜的爆破等高危險(xiǎn)工作，隧道施工安全始終都是隧道施工的重點(diǎn)。因此，在整個(gè)隧道施工過程中，在隧道工程洞身開挖工藝技術(shù)研究中，要注意安全施工，從而提高隧道工程洞身工藝的精細(xì)度，并順利完成隧道工程洞身的開挖工程。
參考文獻(xiàn)
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作者：程熙 單位：四川中力建筑工程有限公司