试析公路隧道工程的支护及衬砌施工技术

陈名峰

四川路桥盛通建筑工程有限公司 四川成都610000

【摘要】为探讨公路隧道工程的支护及衬砌施工技术，结合实际案例，分析支护和衬砌施工技术的应用要点。分析结果表明，在进行公路隧道工程施工中存在很多不确定性的影响因素，这些因素对隧道施工的安全性，以及隧道结构的稳定性有很大影响。隧道工程穿越山体地理位置和岩土性质不同，围岩的稳定性以及等级也存在较大差异，这就需要结合隧道围岩的实际情况，采用有效的支护和衬砌施工技术，来保证隧道结构的稳定性和安全性，以促使公路隧道工程施工任务能够顺利完成。

【关键词】公路隧道；支护；衬砌；超前长管棚

1、工程概述

某公路隧道工程项目，总长度为1.26km，为典型的分离式隧道工程，隧道不同段，围岩级别存在较大差异，隧道围岩级主要为Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。分别占隧道总长的17.6%、36.1%、46.3%。为保证隧道围岩结构的稳定性，通过综合分析对比，选择超前长管棚作为本隧道支护技术，并用专用的衬砌台车进行隧道衬砌，取得了良好的效果，值得类似工程参考。

2、公路隧道工程支护施工技术

本隧道工程在支护施工中采用了超前超管施工技术，对规格为108mm×6mm的热轧无缝钢管作为支护管棚，通过现场测量放线，控制每根管棚之间的环向间距在40cm时支护效果最佳。为保证实际的钻孔方向和设计图纸相互一致，在支护施工中，于明洞衬砌外布设了一套厚度为70cm，长度为200cm的C30钢架混凝土套拱。但由于现场施工条件复杂，再加上测量误差的存在，实际钻孔方向和设计方向之间难免会存在一定的误差，要求最大误差不超过3°，具体的施工要点如下：

2.1套拱施工

当隧道明洞段上部台阶开挖完成之后，需要将隧道洞口仰坡上的杂物、危石等清理干净，并按照设计要求对隧道洞口仰坡位置位置进行喷锚支护，待混凝土形成一定的强度之后，及时施作混凝土套拱。套拱施工和导向管安装之前，需要先进行测量放线，确定套拱和导向管安装的具体位置，以保证安装位置、方向和设计图纸的要求相互一致。保证直径为14mm的固定钢筋能够和133mm孔口管以及I20b工字钢之间形成一个稳定的连接体系，为保证连接的牢固性，焊缝的长度不能小于钢筋直径的5倍。针对无孔口管的钢拱架，需用直径为22mm的纵向钢筋连接，并且相邻钢筋之间的换向间距需要控制在100cm左右。此外，为给后期钻孔施工、注浆施工等提供一个良好的条件，还需要在明洞开挖环节提前布设好预留平台，以更好的满足管棚和套拱施工对作业高度的要求。

2.2钻孔

在钻孔前需要通过测量放线的方法，确定好每根导向管的具体位置，并进行编号，再用钻机按照从下到上的顺序钻孔。并用全站仪和经纬仪相互结合的方法，对钻孔作业的质量进行检测，控制钻孔的偏斜率低于1/2000，每完成一个钻孔，要及时完成一根钢管顶进和注浆，依次完成所有钻孔的注浆【1】。在钻孔阶段，需要始终关注钻机的偏斜度，当偏斜度超过设计要求时，及时调整，以保证钻孔的深度、方向、孔径等全部都能满足设计要求。

2.3清孔

钻孔达到设计深度后，钻头在地质岩芯钻杆的作用下，对孔底进行清扫，以去除孔底的浮渣。并用高压风机来清理孔底沉渣，以免出现堵孔问题，提升公路隧道工程支护质量。

2.4管棚制安

本工程超前长管棚在施工现场进行分节加工，相邻管棚的接头需要用长度为15cm的丝扣来保障连接的牢固性和紧密性。为提升支护效果，需要保证同一个断面内的结构数量不能超过接头总数的50%，而且相邻接头需要至少错开1m以上【2】。编号的奇数孔位为注浆管，偶数孔无注浆，详细记录每个孔位的信息。在进行超前管棚安装施工中，需要先进行有孔钢花管安装，再进行无孔钢花管安装，其中无孔钢花管的主要作用是检查注浆质量。

2.5注浆

本工程注浆材料采用水泥浆液，控制水灰比为1:1，采用KBY-50/70注浆机进行高压注浆，初始注浆压力控制在1MPa左右，终压可适当提升，其压力可控制在2.0MPa~2.5MPa之间。为提升总体支护效果，在整个注浆过程中，需要对注浆压力和注浆量进行严格控制，当注浆全部完成后，要及时清楚掉钢管内部的残余浆液，再进行下一根超前长管棚注浆，依次完成全部管棚注浆。

3、公路隧道工程衬砌施工技术

本工程在衬砌施工中采用专用的衬砌台车进行衬砌施工，共计投入了3台衬砌台车，衬砌台车的长度为12m，为保证衬砌质量，通过对夹端模来固定二衬环向止水带。在进行二次衬砌钢筋施工中，由于施工现场无法布设钢筋加工平台，选择了预制钢筋，钢筋在工厂按照设计要求预制完成后，运输到施工现场进行焊接绑扎。在钢筋运输和焊接绑扎时，要加对钢筋的保护，以免钢筋被污染，若钢筋不可避免的发生了锈蚀，需要除锈后方可使用。衬砌所用的混凝土在隧道之外的拌合站集中拌合，再通过混凝土运输罐车运输到施工现场泵送入模。

在案例工程衬砌施工中，严格按照设计图纸的要求，当超前长长管棚支护完成后，再进行二次衬砌施工。并且在二次衬砌施工前，需要先对隧道的开挖断面、防水以及排水系统进行全面检查，保障各项标准全部符合设计要求后，由现场工程监理进行检验审核，审核通过后才能正式开展二次衬砌

【3】。

在公路隧道工程衬砌混凝土浇筑中，必须对水化热进行严格控制，以防止出现裂缝，影响衬砌的质量和隧道的美观性。为降低水化热，本工程在衬砌混凝土浇筑中，采用了水平分层浇筑技术，严格把控好每层混凝土浇筑的厚度，最大不宜超过1.0m。混凝土浇筑完成后，距离浇筑的高度不宜超过1.5m，以防止在混凝土时出现离析问题，影响最终的衬砌质量。在混凝土浇筑时要尽量保证连续均匀性，要提前和混凝土拌合站取得联系，计划好混凝土拌和量，以及混凝土运输罐车的数量，以保证混凝土供应的连续性。若因为机械设备工作、停电工作、天气因素等被迫中断浇筑，尽量将中断的时间控制在20min以内，若不得已超过20min，需做施工缝处理，以保证混凝土浇筑质量。混凝土边浇筑，边振捣，选择插入式振捣器进行均匀、连续振捣，振捣的频率、速度、时间等都要符合混凝土配制参数的要求，在振捣时要控制好振捣器到模板以及预埋件之间的距离，以免相互碰撞，影响最终的衬砌质量。

在进行混凝土灌注施工中，要采用全断面一次灌注成型工艺，当混凝土灌注到隧道墙拱位置时，需要至少停歇60min，为边墙混凝土的沉实提供足够的时间。隧道拱圈封顶衬砌施工中，拱圈混凝土浇筑完成后，要及时进行振捣操作。本工程衬砌结构采用了钢筋混凝土衬砌结构，钢筋在构件加工厂内制作完成，人工在钢筋抬架上进行钢筋安装，在进行钢筋安装操作中，要控制钢筋安装的位置和混凝土保护层厚度不小于55mm【4】。当隧道衬砌混凝土的强度达到5MPa以上时，才能进行衬砌拆模操作。并按照隧道内的湿度情况，在12小时内开展养护，养护时间要以混凝土强度达标为准，为混凝土的凝固硬化营造良好的条件，以免形成裂缝，影响衬砌效果。

【结束语】

综上所述，结合实际案例，分析了公路隧道工程的支护及衬砌施工技术，分析结果表明，支护和衬砌长期以来都是公路隧道工程施工的难点和重点，支护和衬砌施工技术的应用效果，直接关系到公路隧道工程施工的质量和安全性。因此，在施工中需要结合隧道围岩的等级，以及地质水文条件，选择合适的支护和衬砌施工技术。超前长管棚支护技术和台车衬砌技术在施工效率、质量、安全性等方面有显著优势，而且适用范围比较广，可满足绝大多数公路隧道工程对支护和衬砌施工的要求，值得推广和应用。

【参考文献】

[1]赵文学.高速公路隧道工程中超前支护施工技术的实践[J].运输经理世界,2022(18):102-104.

[2]崔正国.新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用[J].交通世界,2022(13):65-66.

[3]谢斌福,刘雪东,田发,王垚,陶益胜.铁路隧道工程中支护与衬砌的施工技术[J].智能城市,2021,7(23):131-132.

[4]王磊.公路隧道工程二次衬砌使用钢模衬砌台车施工技术[J].工程机械与维修,2021(06):132-133.