摘要：本文認為加強隧道施工工藝控制是確保隧道工程質(zhì)量的重要方法。

　　前言

　　近年來(lái)，隨著(zhù)我國西部大開(kāi)發(fā)力度的加大，在快速發(fā)展的公路建設中，在多山的地區，隧道工程在公路工程中就變成一個(gè)重要的組成部分。而且隧道工程相對路面，橋梁工程來(lái)說(shuō)有它的特殊性：一般地質(zhì)條件都比較復雜而且很難預測，完工后隱患不易察覺(jué)，這就須在施工過(guò)程中加強施工管理，做好工藝控制。

　　隧道施工主要包括開(kāi)挖和支護兩大部分。在勘察設計過(guò)程中，根據實(shí)際地質(zhì)，地貌，符合路線(xiàn)順接要求的基礎上，本著(zhù)路線(xiàn)最短，成本最低的原則確定具體的施工線(xiàn)路。施工就要嚴格按照設計方案，保證每一步驟實(shí)現設計的意圖。

　　1、開(kāi)挖

　　開(kāi)挖是隧道施工的龍頭，質(zhì)量，進(jìn)度，安全，效益等無(wú)不與之密切相關(guān)，開(kāi)挖符合要求，支護才有一個(gè)順利的保證基礎。

　　1.1開(kāi)挖的輔助手段開(kāi)挖的最大困難是隧道圍巖、地質(zhì)構造、滲水等情況復雜多變，很難完全了解。為了及時(shí)掌握變化的情況，指導施工，就要重視測量和地質(zhì)超前預報。

　　1.1.1測量某省最長(cháng)的一座3.3km的公路隧道，為上、下行分離式隧道，從兩頭同時(shí)對向開(kāi)挖，四個(gè)開(kāi)挖工作面，測量用同一系統控制，保證兩端有同一目標，而且每二個(gè)月通過(guò)三角網(wǎng)或精密網(wǎng)對導線(xiàn)點(diǎn)校核一次，避免在施工過(guò)程中誤差累積而產(chǎn)生較大的偏差。隨著(zhù)隧道開(kāi)挖的進(jìn)程加大，單洞單幅導線(xiàn)就象一根甩出的繩子，越長(cháng)越容易偏離控制的中軸位置，也可以通過(guò)聯(lián)絡(luò )洞，把測出的導線(xiàn)值代入后相互驗證，當隧道開(kāi)挖長(cháng)度超過(guò)500米時(shí)，兩端如不能相互連通糾偏，就須在一條洞中建立兩條獨立的導線(xiàn)以便相互糾偏。

　　1.1.2地質(zhì)超前預報隧道開(kāi)挖過(guò)程中，每前進(jìn)一步都有意想不到的情況發(fā)生，所以超前預報就顯得尤為重要，目前我們能夠采用的地質(zhì)超前預報手段有：打超前探孔法，地震波法和超聲波探測法，也可以借鑒有經(jīng)驗的地質(zhì)專(zhuān)家根據地貌特征，掌子面巖石產(chǎn)狀，地質(zhì)構造特征對前方地質(zhì)情況的判斷。

　　1.1.2.1超前探孔法在掌子面最少布三個(gè)鉆探孔，如右圖：詳細記錄每個(gè)孔的進(jìn)鉆速度，每種不同粉塵的出現部位及鉆粉巖性，鉆孔涌水量的大小。根據進(jìn)鉆速度可以判斷不同部位的巖石強度及裂隙，節理發(fā)育情況；根據鉆粉巖性可以判斷不同巖性的里程樁號；根據涌水情況就可以知道不同區域的含水情況；由1，2，3號孔的布孔位置，可以計算出巖石在整個(gè)面上的發(fā)育情況，這種方法一次可以預報20米，操作簡(jiǎn)單有效，一般施工單位通常喜歡采用。

　　1.1.2.2地震波和超聲波探測法根據波速在不同強度的巖體，空氣，水等介質(zhì)中傳播速度差異來(lái)判斷前方圍巖情況。這種方法做出的結論在離發(fā)射波30米以?xún)葴蚀_性較高，但隨著(zhù)距離漸長(cháng)漸差，而且投入人力物力相對較高，業(yè)主曾在隧道施工中進(jìn)行過(guò)幾次超前探測。

　　專(zhuān)家預測有時(shí)準確性高，有時(shí)也會(huì )產(chǎn)生較大的出入，因為影響產(chǎn)生地質(zhì)變化的因素很多，而個(gè)人經(jīng)驗不同，主觀(guān)傾向性不同可能會(huì )得出不同的結論。如果幾種方法綜合使用，相互映證，準確性就會(huì )提高。以超前預報來(lái)指導開(kāi)挖，就可以避免一些可能的塌方。

　　1.2開(kāi)挖掘進(jìn)，開(kāi)挖一般采用爆破的方式，但特殊地段須用風(fēng)鎬或鋼釬等撬挖。

　　1.2.1 Ⅲ類(lèi)以上的圍巖，都采用全斷面爆破形式的開(kāi)挖，為了保證不欠挖，少超挖，控制光面須采用光面爆破，周邊光爆孔孔距為50cm左右，采用不偶合裝藥，不偶合系數為1.25～2.5（按硝銨炸藥考慮），中間偏下布掏槽孔，掏槽孔按錐形布置效果最好，如圖一，但這種布置在實(shí)際當中上部和下部造孔施作不方便，所以一般采用“八”字掏孔，如圖二。光爆孔和掏槽孔中間布輔助孔，以掏槽孔為圓心呈環(huán)向布置，間距75～100cm，在孔深小于2米時(shí)光爆孔，輔助孔，掏槽孔軸向深度相同，如深度超過(guò)2米時(shí)掏槽孔深度在軸線(xiàn)方向適當加深10～30cm，因為掏槽孔的起爆率一般為85%左右，所以具體加深深度根據不同圍巖的起爆率不同而定，把握的標準是起爆后三種爆破孔的孔底在同一掌子面上為宜，掏槽孔的裝藥量相對光爆孔和輔助孔都高，單耗為4～7kg/m³.視圍巖強度、整體性、風(fēng)化程度差異而調整，鉆孔深度可控制在0.8～3.5米，裝藥連線(xiàn)采用由內向外分圈擴散，響炮采用毫秒雷管微差逐級引爆，掏槽孔、輔助孔、光爆孔逐級爆破的時(shí)間間隔為0.05～0.1秒，當中間拉出臨空面后周邊依次向里面爆破，每一輪爆破的強力沖擊波都向中部的臨空面方向，這樣減少對圍巖的震動(dòng)破壞。

　　1.2.2 如果說(shuō)Ⅲ類(lèi)以上圍巖主要強調光面爆破效果的話(huà)，那么Ⅱ～Ⅲ類(lèi)圍巖在此基礎上還要加強安全施工，防止掉塊或掉塊而引發(fā)的塌方，因為Ⅱ類(lèi)圍巖是處于強烈擠壓破碎帶圍巖，有明顯的滑動(dòng)面，而且滑動(dòng)面在失去支撐后會(huì )產(chǎn)生相對滑動(dòng)，所以對隧道穩定帶來(lái)嚴重威脅。開(kāi)挖時(shí)布孔方式同1，周邊孔有必要采用預裂爆破，而且整體要短進(jìn)尺，弱爆破，每循環(huán)掘進(jìn)不應超過(guò)80cm，單位體積耗藥量適當減少，以免引起大的震動(dòng)，對圍巖的整體穩定造成更大的破壞。

　　1.2.3 Ⅱ類(lèi)弱或Ⅰ類(lèi)圍巖可以撬挖，這種圍巖是大型斷層帶的擠壓的斷層泥或斷層充填物，大型褶皺的軸部巖石，當失去支撐后完全沒(méi)有自穩能力；這種圍巖開(kāi)挖方式有：留核心土法開(kāi)挖，小導洞法開(kāi)挖（又叫眼睛法），上部分臺階法開(kāi)挖。

　�。�1）留核心土法開(kāi)挖掌子面核心的部分先不動(dòng)，在周邊環(huán)向用風(fēng)鎬或鍬撬挖寬約1米的圓環(huán)，支撐鋼架，噴鋼纖維混凝土施作初期支護，再開(kāi)挖下一格柵鋼架的位置，邊掘進(jìn)邊擴大環(huán)向開(kāi)口，掘進(jìn)幾個(gè)循環(huán)后機械配合挖掉一部分核心土，再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

　�。�2）小導洞法開(kāi)挖（眼睛法）

　　兩側開(kāi)挖寬約2米，高2米的導洞，開(kāi)挖后先支護兩邊，在從兩邊向拱頂擴挖，邊挖邊支護，等挖到一定深度后，一般4～5米，在挖中堵墻，依此推進(jìn)。

　�。�3）上部臺節法開(kāi)挖在下部筑封堵墻，拱部人工開(kāi)挖高1.5～2米的前導洞，先支護拱頂，頂部挖出一定深度后，再向兩邊依序下挖支護，這種開(kāi)挖方式導洞不易過(guò)深，因為人工開(kāi)挖，速度較慢，而且空頂太長(cháng)，頂部沉降變形太大。

　　這種圍巖在地下水的作用下還可能產(chǎn)生吐泥涌水現象，更為嚴重會(huì )吐泥通頂，甚至引發(fā)整個(gè)隧道垮塌，。大風(fēng)埡口隧道下行線(xiàn)K254+871樁號就發(fā)生了突泥現象，可計算的突泥量達2000m³，地表蘭溪河灘也產(chǎn)生了塌陷，是一次隧道涌泥的典型事故。

　　開(kāi)挖這種圍巖，就不可避免地遇到支護的問(wèn)題。

　　2、支護支護包括超前支護、初期支護和二次支護。

　　2.1超前支護超前支護在兩種情況下必須用到，一種情況是隧道在開(kāi)始成洞時(shí)須用超前支護，另一種情況是遇到較寬軟弱帶，斷層或褶皺等地質(zhì)構造帶，因為遇到這兩種情況時(shí)就不是只采用短進(jìn)尺就能避免坍方，還須提前采取支護措施，打超前小導管或大管棚。

　　2.1.1 小導管一般有3m、4.5m.、6m等不同長(cháng)度，具體長(cháng)度根據滑裂面的深度和圍巖破碎情況而定，導管孔直徑42mm，孔壁打梅花形小孔，以便進(jìn)入圍巖后注漿用，這種支護相對施工條件簡(jiǎn)單，循環(huán)快，但支護深度淺，如果滑裂面較深時(shí)會(huì )遭遇整個(gè)小導管垮塌的現象。

　　2.1.2 大管棚一般長(cháng)度20m，管徑φ105，φ135，φ150，管孔選擇可以根據現有的施工條件而定，一般都能滿(mǎn)足要求。大管棚一般用在大型斷層帶內施工，拱頂以50～75cm間距順洞軸線(xiàn)方向打入，然后注漿，如遇到涌水嚴重可加速凝劑（又名水玻璃），可以起到堵水和固結頂部圍巖的作用，使得前方待開(kāi)挖的圍巖20m內形成一個(gè)3m左右厚的固結圈，再進(jìn)行下一步開(kāi)挖。在隧道開(kāi)洞時(shí)，因為洞口埋深較淺，加之地表巖石風(fēng)化破碎，如不進(jìn)行大管棚超前支護，一般都會(huì )在頂部產(chǎn)生邊挖邊塌的現象，甚至引起邊坡的大面積失穩，對施工造成很大的威脅。如果超前支護過(guò)程中，前方圍巖完全松軟呈塑性狀，整個(gè)掌子面不能保證穩定的情況極有可能引發(fā)突泥涌水。前面舉例某隧道下行線(xiàn)K254+871處，由于進(jìn)行了地質(zhì)超前準確預報，開(kāi)挖之前及時(shí)采用大管棚超前注漿。但當突泥發(fā)生后只用大管棚作超前支護也不能保證施工的正常進(jìn)行，就須采用最強的一種超前支護形式：掌子面澆筑封堵墻，實(shí)行全斷面注漿，注漿管的分布形式可以參照全斷面開(kāi)挖過(guò)程中放炮孔的布孔形式，注漿完畢后，再根據圍巖效果采用分臺式開(kāi)挖，留核心土開(kāi)挖或眼睛法開(kāi)挖。

　　2.2  初期支護初期支護包括噴鋼纖維混凝土，工字鋼架和錨桿支護幾種形式。適用不同種類(lèi)的圍巖。

　　2.2.1  Ⅲ類(lèi)以上圍巖的支護形式在圍巖好的情況下，可以在開(kāi)挖后直接噴混凝土，噴射厚度10cm～14cm，為了保證噴射混凝土的標號達標，回彈率在控制的范圍以?xún)�，必須使用濕噴機噴射，鋼纖維采用佳密克絲RC6535BN型，摻量為30Kg/m³.噴射的平均厚度要大于設計值，最小厚度大于6cm.徑向用WTD25錨桿鎖固，長(cháng)3～3.5m，因為Ⅲ類(lèi)以上圍巖在光爆開(kāi)挖后的松動(dòng)圈厚度為1m左右，所以完全可以滿(mǎn)足初期支護的要求。

　　2.2.2  Ⅱ～Ⅲ類(lèi)圍巖的支護在噴鋼纖維混凝土后架設格柵鋼架，間距100cm左右。

　　這兩種支護形式的圍巖在開(kāi)挖過(guò)程中的預留變形量為0～8cm，根據圍巖的變形情況而定，以免開(kāi)挖后的拱頂在二次穩定變形后收縮侵入凈空。

　　2.2.3  Ⅱ類(lèi)以下圍巖的支護形式中，噴射混凝土厚度增至18～22cm，鋼纖維摻量根據情況可增至35Kg/m³，格柵變成工字鋼，可用16～22cm鋼架，鋼架間距在50～80cm之間，預留變形量8～18cm，錨桿長(cháng)度可采用3.5～6m的規格，必要時(shí)也可用張拉錨桿，以減少穩定變形。如遇到大型斷層帶，在初期支護完成后，還須加強邊墻的穩定強度，可打4.5～6m長(cháng)的徑向小導管，間距80～150cm，梅花形布孔，進(jìn)行固結灌漿，以代替徑向錨桿。

　　在整個(gè)初期支護的過(guò)程中，如有富水段，須打排水管進(jìn)行引水，然后噴射混凝土。一般來(lái)說(shuō)，初期支護完成后，不允許噴射混凝土有開(kāi)裂，拱架不許有較大變形，不能有成線(xiàn)狀的漏水現象。

　　2.3 二次支護二次支護是一次支護的加強，徹底防止水滲漏的重要保證。

　　2.3.1  二次支護的條件初期支護完成后，進(jìn)行二次支護、襯砌和仰拱澆筑，撐控支護的時(shí)間，直接關(guān)系到襯砌結構的安全，過(guò)早施作會(huì )使二次支護和初襯承受較大的圍巖壓力；過(guò)晚支護又不利于初期支護的穩定，施工時(shí)應滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)：

　�。�1）監控量測的位移速率明顯減慢，圍巖基本穩定。

　�。�2）產(chǎn)生的位移已達預計總位移的80%～90%.

　�。�3）邊墻的位移速率小于0.1～0.2mm/d，拱頂的下沉速率小于0.07～0.15mm/d.

　�。�4）穩定性很差的圍巖，在較長(cháng)時(shí)間不能達到以上要求，噴混凝土后出現大量明裂縫，應用較強的二襯支護形式及早施作二次襯砌，以改善圍巖的變形條件。

　　2.3.2 仰拱澆筑仰拱的圓心在隧道公路的垂直平分線(xiàn)上，半徑是隧道拱頂半徑的2～3倍，增大半徑主要考慮減少開(kāi)挖和回填澆筑量，仰拱厚度一般為40cm ，布雙層鋼筋，上下保護層各5～6cm.上面填充路基混凝土。這樣可以同二襯混凝土形成一個(gè)圓形環(huán)，我們知道在承受周邊擠壓時(shí)，環(huán)形是最理想的形狀，仰拱施作主要就是基于這一點(diǎn)考慮。所以大風(fēng)埡口隧道在Ⅲ類(lèi)以下圍巖都設有仰拱。但在Ⅲ類(lèi)以上的圍巖支護中，由于圍巖自身穩定性好，出于節約成本考慮，可以不設仰拱。

　　3、二襯混凝土

　　二襯混凝土是起到對初襯的加強和徹底防止滲水的作用，如果說(shuō)開(kāi)挖和初襯的隧道只是個(gè)半成品，那么二襯后就基本為成品了。二襯包括土工布，防水板和二襯混凝土。

　　3.1 土工布，規格350g/m²，鋪設在初襯混凝土上，主要起到一個(gè)對防水板的保護作用。

　　3.2 防水板，厚1mm，它主要起到防止二襯漏水的作用，是二襯中很重要一環(huán)，沿隧道延伸方向的粘結，搭接長(cháng)度不能小于50cm，環(huán)向搭接不能小于10cm，膠結必須密實(shí)，不能有漏洞或斑眼。

　　3.3 二襯混凝土為鋼筋混凝土，厚度因圍巖類(lèi)別不同有所不同，范圍35～50cm厚，通過(guò)矮邊墻、仰拱和路基混凝土連為一體，形成完整的環(huán)向拱。

　　在初襯和二襯之間，須要把引出的排水管從土工布后面引到排水溝，二襯的環(huán)向部位在同一樁號設完整一道排水管，正常情況最少每15m設一道，在特別的富水區域可以根據實(shí)際情況增設，以利于順暢排水。每?jì)啥味�襯混凝土的連接縫處必須設一道止水帶，以防接縫處漏水。

　　隧道的整個(gè)施工過(guò)程中，開(kāi)挖是主要控制規格，初期支護和二次支護的主要目的是變被動(dòng)支護為主動(dòng)支護。以達到堵水、引水、排水、防止滲漏。