趙云強(qiáng)

浙江交工集團(tuán)股份有限公司鐵路分公司 浙江杭州 310000

當(dāng)前，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)高速公路的需求不斷增加，越來越多的高速公路建設(shè)項(xiàng)目落成，隧道數(shù)量也在不斷增加。在公路建設(shè)過程中，隧道是公路建設(shè)中的難點(diǎn)，也是公路建設(shè)必不可少的組成部分。高速公路建設(shè)路線比城市公路更復(fù)雜、更長。施工過程中的一些潛在障礙會(huì)阻礙整個(gè)施工進(jìn)度[1]。而更加完善更加符合實(shí)際的施工技術(shù)有助于解決這一問題，基于此，本文做出以下討論。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本項(xiàng)目起點(diǎn)樁號(hào)K0+000 為龍慶高速公路白馬畈樞紐，路線往西北行進(jìn)，經(jīng)柘坑村、東音村和毛塢兒村，設(shè)八都互通后，沿八都鎮(zhèn)南側(cè)經(jīng)官山兒村、樟溪村、八字排，路線左彎經(jīng)五都垟北側(cè)，設(shè)置五都垟互通，穿油山頭后在328 省道左側(cè)臨山布設(shè)，終點(diǎn)位于浙閩兩省交界處，接福建省浦城至建寧聯(lián)絡(luò)線浦城段高速公路，終點(diǎn)樁號(hào)YK23+192．096，路線全長為23．22km。

本合同段起點(diǎn)樁號(hào)為YK18+700，終點(diǎn)樁號(hào)為YK23+192．96（以右線計(jì)），全長4．492Km；其中主線大橋911．5m/3 座（以半幅計(jì)），隧道6301m/6 個(gè)（以單洞計(jì)），路基挖方14．3 萬m3，路基填方24．1 萬m3，臺(tái)背回填1．9 萬m3，上路床透水性材料0．7萬m3，漿砌片石（C20 片石砼）擋土墻1．5 萬m3，蓋板涵通道302m/7 道，4cmAC-13 細(xì)粒式瀝青砼581．5km2，6cmsup-20中粒 式 瀝 青 砼585．4km2，8sup-25 粗 粒 式瀝青 砼293．7km2，20cm 水泥穩(wěn)定碎石基層325．43km2，32cm 水泥穩(wěn)定碎石底基層339．42km2，15cm 級(jí)配碎石墊層189．07km2；主線按四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h，整體式路基寬26m，分離式路基寬13m，汽車荷載等級(jí)為公路- Ⅰ級(jí)。

1.2 沿線氣象、水文

本項(xiàng)目范圍內(nèi)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，全年季風(fēng)影響顯著、季節(jié)分明。年降水量充沛，每年4-6 月為梅雨季節(jié)，7-9 月為臺(tái)風(fēng)季節(jié)，臺(tái)風(fēng)季節(jié)常出現(xiàn)降雨、暴雨，可誘發(fā)滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生。區(qū)域內(nèi)年平均降水量1699mm；年平均氣溫17．6℃，月平均最高溫34．2℃，月平均最低溫2．4℃。

1.3 交通狀況和水、電供應(yīng)

本合同段線路基本上沿053 省道線設(shè)置，交通較便利，可直達(dá)龍泉市區(qū)及福建境內(nèi)。沿053 省道有一趟10kv 高壓線，但由于電纜線過細(xì)，無法承擔(dān)施工負(fù)荷，且花橋村段桿線位于路線范圍內(nèi)，需對(duì)高壓線遷移和升級(jí)改造。

本合同段沿線范圍內(nèi)地表水和地下水水源豐富，可直接作為施工用水，生活用水接當(dāng)?shù)刈詠硭?/p>

2 施工方案及設(shè)備

2.1 施工方案

為確保工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，項(xiàng)目部將充分發(fā)揮機(jī)械化施工優(yōu)勢(shì)，科學(xué)合理地安排施工方案，精心編制施工計(jì)劃，采取先進(jìn)的施工方法，做到路基、橋梁、隧道施工同時(shí)鋪開，使整個(gè)工程形成縱向分段、豎向平行、交叉配合，互相協(xié)調(diào)的施工場(chǎng)面，以促進(jìn)工程順利進(jìn)展[2]。

整個(gè)合同段施工分設(shè)路基工區(qū)、橋涵工區(qū)、隧道一工區(qū)、隧道二工區(qū)、預(yù)制場(chǎng)工區(qū)、路面工區(qū)共六個(gè)工區(qū)，路基工區(qū)負(fù)責(zé)合同段內(nèi)的路基挖方、填方、防護(hù)和輔助設(shè)施的施工；橋涵工區(qū)負(fù)責(zé)全線橋梁下部及蓋板涵施工；隧道一工區(qū)負(fù)責(zé)油山頭隧道進(jìn)口的施工，隧道二工區(qū)負(fù)責(zé)油山頭隧道出口、排頭隧道、花橋隧道的施工；預(yù)制場(chǎng)工區(qū)負(fù)責(zé)全線橋梁預(yù)制、安裝及橋面系施工；路面工區(qū)負(fù)責(zé)全線路面施工。

整體施工計(jì)劃從2013 年7 月1 日正式開工，2015 年12 月30 日完工，總工期30 個(gè)月。

2.2 施工設(shè)備

根據(jù)本工程的工程量情況，結(jié)合本工程的開工日期，本著抓進(jìn)度、重質(zhì)量的原則，由于本工程的路基交接可能存在不連續(xù)性，在具體的施工中，合理的利用特殊時(shí)間段（機(jī)械保養(yǎng)時(shí)間、晚間休息時(shí)間、陰雨天氣等），是在實(shí)際施工中項(xiàng)目經(jīng)理部優(yōu)化時(shí)間管理的重點(diǎn)，也是確保本合同按期完工的必不可少的因素[3]。另外，機(jī)械設(shè)備的完好率，將是高質(zhì)量完成本工程的保障，為此，項(xiàng)目部為滿足本工程需要，投入的主要機(jī)械設(shè)備有：WBC500（產(chǎn)量500t/h）粒料拌和機(jī)2 套、德國進(jìn)口ABGT423 攤鋪機(jī)4 臺(tái)、壓路機(jī)8 臺(tái)、灑水車6 輛、裝載機(jī)6 臺(tái)、載重汽車30 輛等。

3 項(xiàng)目工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)

本工程隧道位于低山丘陵區(qū)，地勢(shì)起伏較大，高程一般在300-605m 之間，相對(duì)高差一般在60-250m 之間，山體多呈北東、北北東向展布，受區(qū)域構(gòu)造影響，山體完整性相對(duì)較差，沖溝較為發(fā)育。隧址區(qū)的基巖主要為片麻巖、花崗巖及石英片巖，巖質(zhì)較硬，構(gòu)造發(fā)育，共揭露多條斷層，擠壓破碎較為強(qiáng)烈[4]。油山頭隧道埋深較大，隧道圍巖以中- 微風(fēng)化巖為主，總體完整性較好，局部斷層及節(jié)理密集帶處，巖石破碎完整性較差。其余短隧道埋深淺，巖石受構(gòu)造作用及影響較為強(qiáng)烈，全- 中風(fēng)化層厚度大，隧道圍以全- 中風(fēng)化巖為主，工程地質(zhì)條件較差。隧道施工嚴(yán)格按各分項(xiàng)工序進(jìn)行。

其主要呈現(xiàn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)為：

（1）施工難度大。橋梁、隧道、蓋板涵結(jié)構(gòu)物的比例高達(dá)60．4%，橋梁跨越53 省道及花橋村，隧道有6 個(gè)洞口存在偏壓，且排頭隧道及油山頭隧道出口為小凈距隧道；

（2） 工期任務(wù)緊。 油山頭隧道左洞長2824m， 右洞長2800m，且油山頭隧道進(jìn)口右洞需挖30842m3 才能進(jìn)洞，左洞需挖除左側(cè)六級(jí)邊坡74044m3 后才能進(jìn)洞，出口右洞明洞（含半明半暗及護(hù)拱法半明半暗）達(dá)30m，且存在偏壓墻處理，出口左洞外是ZK21+877 蓋板涵，填土高度達(dá)16 米，蓋板涵完成前路基無法填筑，導(dǎo)致其也因沒工作面無法施工，油山頭隧道是我合同段控制性工程。

（3）政策處理難。油山頭隧道進(jìn)口的國防光纜、桿線，排頭橋、路基K22+500-800 段、花橋分離左右線、花橋隧道進(jìn)口有大量廠房、民房、菌室、桿線，且也有國防光纜，政策處理難度之大可想而知，將直接影響項(xiàng)目按期進(jìn)場(chǎng)與過程的正常施工。

（4）施工場(chǎng)地缺。標(biāo)段沿線是山谷與溝壑，且多處橋隧相連，無論是紅線內(nèi)還是紅線外，沒有平整的地塊可用作梁板預(yù)制場(chǎng)等施工場(chǎng)地，將對(duì)項(xiàng)目施工進(jìn)度產(chǎn)生影響。

（5）三改工程多。項(xiàng)目改路改溝達(dá)1956．8m，若不及時(shí)完成三改工程，到汛期山水將沖淹工地，造成人員與經(jīng)濟(jì)損失，且標(biāo)段內(nèi)53 省道改路、53 省道改溝、排頭橋改溝、花橋分離改溝將直接影響主線橋梁、路基的施工。

（6）缺電

根據(jù)目前工地附近的電力狀況，其附近的電網(wǎng)根本無法提供電力，而龍泉指揮部加裝的電網(wǎng)最快要到7 月底。

4 隧道主要分項(xiàng)工程及施工工藝

4.1 施工安全距離

①開挖與初期支護(hù)：Ⅴ級(jí)初期支護(hù)必須緊跟開挖面，Ⅳ級(jí)圍巖開挖面與初期支護(hù)間距控制在5m 以內(nèi)，Ⅲ級(jí)圍巖開挖面與初期支護(hù)的距離控制在15m 以內(nèi)；②開挖與混凝土襯砌：隧道開挖后根據(jù)監(jiān)控量測(cè)情況對(duì)于圍巖已穩(wěn)定的地點(diǎn)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行襯砌施工，二者最大間距不得超過200m；③開挖與仰拱：最大間距不得超過50m；④開挖與墊層：為保證隧道有較好的通車環(huán)境，對(duì)于無仰拱地段應(yīng)及時(shí)進(jìn)行墊層施工，與開挖面最大距離不得超過80m；⑤防水層與混凝土襯砌：保持三個(gè)臺(tái)車的距離。

4.2 洞口仰坡及明洞開挖工藝

洞口仰坡及明洞開挖邊坡防護(hù)需根據(jù)設(shè)計(jì)要求自上而下緊跟開挖進(jìn)程，下臺(tái)階必須在上臺(tái)階支護(hù)完備后進(jìn)行開挖，嚴(yán)禁大挖大刷，爭取早進(jìn)洞，同時(shí)也應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況確保圍巖穩(wěn)定[5]。在明洞拉槽開挖前結(jié)合路基事先做好排水工作，洞頂環(huán)形截水溝進(jìn)行先期完成；明洞口樁號(hào)規(guī)定是不可改變的，暗洞口樁號(hào)是允許改動(dòng)的，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和項(xiàng)目部共同確認(rèn)后進(jìn)行調(diào)整。

4.3 分離式隧道Ⅴ級(jí)圍巖開挖方案

4.3.1 “七步開挖作業(yè)法”

“七步開挖作業(yè)法” 即在隧道開挖過程中，在三個(gè)臺(tái)階上分七個(gè)開挖面，以前后七個(gè)不同的位置相互錯(cuò)開同時(shí)開挖，然后分部同時(shí)支護(hù)，形成支護(hù)整體，縮小作業(yè)循環(huán)時(shí)間，逐步向縱深推進(jìn)的作業(yè)方法。

這種開挖作業(yè)法吸收了上下導(dǎo)坑法，側(cè)壁導(dǎo)坑法，臺(tái)階法甚至全斷面開挖法的內(nèi)在特點(diǎn)，集各法之精髓而采用的新型施工方法，見圖1：

該法的具體實(shí)施，包括以下內(nèi)容：①開挖掘進(jìn)以三個(gè)臺(tái)階七個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行。②初期支護(hù)先上后下，分布實(shí)施，然后連成整體形成一個(gè)承載拱。③依據(jù)圍巖量測(cè)的結(jié)果調(diào)整支護(hù)參數(shù)（噴C25 砼厚度、鋼支撐間距等），來決定每一循環(huán)進(jìn)尺，并視圍巖破碎程度控制在0．5-1．0 之間。“七步開挖作業(yè)法” 是介于正臺(tái)階與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法之間的施工方法，可以用于Ⅳ級(jí)圍巖起的任何圍巖的施工。

4.3.2 分離式Ⅲ級(jí)圍巖開挖方案

Ⅲ級(jí)圍巖為巖石穩(wěn)定性好，石質(zhì)堅(jiān)硬，采用全斷面開挖法開挖。

采用全斷面開挖，Ⅲ級(jí)預(yù)留變形量4cm，II 級(jí)預(yù)留變形量0cm 開挖前按設(shè)計(jì)開挖半徑加上預(yù)留變形量。在開挖面上準(zhǔn)確畫出開挖輪廓線。定人定位對(duì)周邊眼由經(jīng)驗(yàn)豐富的司鉆工司鉆，嚴(yán)格控制炮眼間距，誤差不得大于5cm，方向相互平行，嚴(yán)禁相互交錯(cuò)，爆破后中硬巖殘眼率達(dá)70% 以上。軟巖開挖輪廓要圓順，符合隧道設(shè)計(jì)輪廓線尺寸的要求，嚴(yán)格控制鉆孔外插角度，相鄰的兩茬炮眼之間錯(cuò)臺(tái)不得大于15cm，同時(shí)根據(jù)眼口位置，掌子面巖石的凹凸程度，調(diào)整炮眼深度，以保證眼底在同一垂直面上，保證下一循環(huán)開挖面能較平整，開挖完成后及時(shí)量測(cè)，對(duì)欠挖超標(biāo)部位進(jìn)行補(bǔ)炮或鑿除處理。

4.4 人行道、車通開挖施工方案

人行橫通道、車行橫通道處于Ⅲ、IV 級(jí)圍巖中，圍巖穩(wěn)定性好。但其斷面小，工程量亦較小，擬不再作鑿巖臺(tái)架及模板臺(tái)車。

人、車行橫通道用全斷面法開挖，采用組合鋼模板二次襯砌，先挖主線隧道后及時(shí)施作初期支護(hù)，再開挖人、車行通道，施作初期支護(hù)，最后作主線隧道和人、車行通道二次襯砌。

出碴采用側(cè)卸式裝載機(jī)裝碴后退至正洞裝車（車行橫通道）和用人工小推車出碴至正洞后裝車（人行橫通道），兩通道可在洞身開挖超過通道一定距離后進(jìn)行開挖，有利于隧道通風(fēng)[6]。

5 結(jié)語

本文在分析龍浦高速公路隧道技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過研究明挖隧道關(guān)鍵技術(shù)和分離式隧道V 級(jí)圍巖開挖等技術(shù)，有效地確保了圍巖穩(wěn)定。不僅降低了預(yù)算成本，縮短了工期，也為隧道順利施工提供了有效的安全保障。