公路长隧道施工开挖和支护难点分析及处理对策

引言

公路长隧道是市政工程中的重要建设内容, 其对于社会和经济的发展有着较大的促进作用, 而质量合格的公路长隧道能够保证公共实施使用时的安全。若要保证公路长隧道施工工程的质量, 必须要采用合理有效的施工技术对其进行隧道施工, 且在施工时也需要注意隧道工程方面的施工难点, 并对这些施工难点进行合理的设计, 才能最大程度的提高公路长隧道的施工质量。在公路长隧道开始进行施工开挖时, 不但需要使用合格的施工材料进行施工, 也需要对隧道施工过程进行合理的设计, 以避免隧道施工不合理影响城市发展的建设。公路隧道施工工程建设完成后, 需要对公路隧道进行合理的养护, 并同时也需要进行应急的方案设计, 以防治隧道出现突发情况而影响社会交通。

1. 公路长隧道施工的特点分析

1.1 环境因素较为复杂

隧道施工是公路建设工程的重要组成部分之一, 其包含了公路建设中的主要建设内容, 且对于公路的整体工程有着较大的影响。由于隧道处于公路的特殊部位, 使得其施工难度和复杂程度都高于其他市政建设工程, 而公路长隧道在建设过程中, 对其影响较大的因素主要是自然环境因素。公路长隧道一般建设周期都比较长, 且在建设中难免会存在一些不可控的因素, 如暴雨、暴雪以及泥石流等自然界突发情况, 这些自然因素不但会影响到公路长隧道的施工, 其对公路隧道的施工技术应用不利影响也较多。地质条件不可预见性是目前公路长隧道的施工重要特点, 我国地质条件比较复杂多样化, 且公路隧道建设在不同的地质情况下, 而在对公路施工前对于不可预见性是很难进行掌握的, 这导致在建设过程中对于地下水、泥石流、瓦斯地层和围岩变化都难以进行预估。

1.2 隧道施工风险大

由于对公路长隧道的建设地质情况难以进行具体了解, 使得其在进行建设过程中, 难免会存在一些施工上的危险。我国各地区对于公路长隧道的要求不同, 使得其建设在不同的地质条件地方上, 且这些建设工程在施工中发生施工灾害时, 也无法进行对其提前的进行预防措施。公路长隧道本身就是复杂程度较高的建设工程, 而地质条件的影响, 也使得公路隧道的施工风险被不断的提高, 这导致隧道施工风险大是隧道施工的重要特点之一。

1.3 隧道隐蔽工程多

公路隧道在工程上属于地下建设工程, 其的建筑过程都需要在地下进行施工, 但由于地下环境的复杂性和困难性, 使得公路隧道为了追求建设速度, 而在结束一段施工环节后, 马上开始下一部分的隧道建设, 从而导致了隧道建设存在较多的隐蔽工程。由于公路长隧道的建设处于地下环境中, 使得其对这些隐蔽工程的质量检查难以发现, 而这些隐蔽工程也在一定程度上影响了整个公路建设工程的质量。

1.4 隧道施工的时效性影响

公路长隧道的施工开挖工期较长, 这使得隧道在建设过程中, 其地质条件难免会发生一定的变化。因此很多公路隧道建设方为了加快建设速度, 而在隧道施工后, 对施工地质进行快速的相关处理, 从而使得隧道施工的时效性不断的被提高。

1.5 施工环境恶劣

由于城市公路隧道工程长期处于地下环境中, 使得隧道的施工环境条件非常的恶劣, 且因隧道工程的特殊性, 导致了施工交叉建设作业比较多。为了保证城市的合理建设, 公路的设计宽度都有一定限度, 这使得公路隧道施工环境都比较狭窄, 而在这种狭窄的地下环境中进行开挖和支护施工处理, 难免会使得各种施工环节交叉在同一时段施工, 这在一定程度上提高了隧道施工的难度。

2. 公路长隧道施工技术与控制要点

2.1 隧道洞口及明洞工程施工技术

在对公路长隧道进行施工时, 需要对隧道洞口进行一定的破土施工, 以方便后面的施工环节。由于公路隧道容易受到自然环境的影响, 因此在对隧道洞口进行施工前, 需要对隧道洞口所处的地质环境和周围环境进行相关的分析, 以使得其能够了解隧道施工后的天气情况和地下水情况。若隧道洞口处于雨水较为丰富的地区, 需要对隧道洞口进行相关的排水处理, 防治隧道洞口因雨水冲击而发生质量问题。隧道洞口的施工较为重要, 而为了保证施工人员的人身安全和工程安全, 需要在进洞口施工前, 沿拱部1200范围之内进行管棚施工。在对明洞工程进行施工时, 其对于洞体和仰拱都需要进行明挖, 而对于明洞洞内的施工则需要采取暗挖的施工方式, 且暗挖洞内时需要喷射一定的混凝土, 以提高明洞洞内的结构强度。

2.2 钻爆施工技术

目前的公路隧道基本都是采用钻爆施工技术进行施工, 而不同隧道施工类型对于钻爆施工技术的要求也不同, 因此为了保证公路长隧道的合理施工, 需要采用合理的爆破器材, 以保证隧道的施工质量符合规定要求。硝铵炸药是公路隧道常用的一种爆破器材, 而使用硝铵炸药进行公路隧道钻爆, 需要进行大中空的孔型掏槽, 且在施工前需要由专业的爆破人员进行隧道的施工钻爆检查, 以保证钻爆施工技术能够有效的进行实施。由于钻爆施工技术的施工影响较大, 在进行钻爆施工前, 需要提前对隧道地质环境进行检测, 以防治附近围岩出现危险事故, 且同时也需要对隧道施工工程进行支护安全处理。

2.3 锚杆施工技术

在公路长隧道施工工程中, 锚杆施工是整个隧道施工工程最为重要的部分, 因此必须要着重于锚杆的施工技术, 以保证整体公路隧道施工的质量和安全性。在进行锚杆施工前期, 需要对锚杆进行合理的设计, 并用岩凿机对设计位置进行开挖处理, 并在开挖后对设计位置进行相关的修整, 以将设计点位附近的油污和杂尘清理干净。对于施工过程中的锚杆, 需要仔细的清理锚杆上的杂物, 避免锚杆受到岩屑的污染, 而不能进行正常的施工工作, 同时隧道孔洞中的灰屑也需要进行全面的清理, 使得其能够符合国家的规定要求。在锚杆孔眼清洁程度达到规定要求后, 在对其进行锚固剂施工, 且使用锚固剂进行孔内顶入施工时, 需要注意施工的力度, 防治其因力度问题而出现变形情况。对公路隧道进行合理的锚杆施工, 能够保证锚杆与孔壁之间的粘合程度符合规定标准, 这也有利于加强锚杆的抗拔能力, 一定程度上也利于加强公路隧道的施工质量。

2.4 混凝土喷射施工技术

一般情况下混凝土喷射施工技术主要分为两种, 一种是潮喷施工技术, 另一种则是湿喷施工技术。潮喷施工技术的主要作用是改变隧道的施工环境, 使得隧道使用的速凝剂的用量能够得到减少, 从而以降低公路长隧道的建设成本。湿喷施工技术的优点在于可以提高混凝土的支护性能和粘结性, 且湿喷与潮喷相比, 其的喷射厚度比较符合围岩的承受能力, 其喷射厚度一般不会超过0.1m, 而且其的回弹能力比较低, 利于加强混凝土的支护性能。为了最大程度的提高混凝土的喷射效果, 需要对混凝土喷射的厚度和强度进行合理的控制, 使得混凝土的支护性能和粘性能够得到加强。开挖断面的清洁型对混凝土有着一定的粘性影响, 因此对混合料需要进行合理的配比, 使得其不会对混凝土的强度产生不利影响。喷射机是混凝土喷射施工技术的主要设备, 在使用喷射机对混凝土进行喷射时, 需要选用合理的参数符合混凝土要求的喷射机进行喷射, 以保证混凝土喷射的均匀性和密封性能够符合施工要求。

2.5 防排水技术

防排水技术是公路长隧道施工的重要之处, 这关系到公路隧道的后期使用, 因此必须要保证防排水技术的合理应用。在对公路长隧道进行防排水技术施工时, 需要仔细分析隧道工程所处的地质条件和环境条件, 以使得隧道的防排水设计能够符合隧道的使用要求。防排水技术的施工关键在于防和排以及堵, 而提高公路隧道的排水和防水性能, 主要是在施工材料和施工环节上进行加强, 只有保证施工缝和变形缝的施工材料和施工质量符合规定要求, 才能有效的加强隧道防渗漏的性能。若隧道周围有地下水, 需要对地下水的排放问题进行仔细考虑, 避免其在公路隧道施工完成后, 因排放不及时而出现积压、结冻的情况。

3. 公路长隧道施工开挖的支护难点

公路长隧道施工开挖的支护难点较多, 其主要体现在以下方面:

(1) 公路长隧道的施工洞线比较长, 其为了保证公路长隧道的施工时效性, 经常在同一施工洞线中进行相向施工, 而在这种情况下, 进行精准的测量是非常难以进行的。

(2) 公路长隧道的地质条件较为复杂, 且在隧道施工中对可能发生的地质危险没有精准的预防措施, 使得公路长隧道的开挖和支护都存在较大的难度。

(3) 公路长隧道一般情况下开挖断面都不会很大, 这使得其施工作业空间较狭窄, 难免在开挖支护中出现一些施工问题, 且施工时效性的影响, 也使得公路长隧道的混凝土施工难度不断的被提高。

4. 公路长隧道施工开挖支护难点的处理技术

4.1 钢架开挖支护施工技术

在公路长隧道施工开挖的过程中, 钢架是非常重要的支护工具, 只有对其进行合理的使用, 才能保证公路长隧道的支护安全。对此需要在隧道开挖前, 对钢架进行合理的制作, 以使得其钢管的尺寸和弧度符合隧道施工的规定, 在对钢管进行后分节后, 需要将每节钢管和连接板进行焊接, 并同时使用螺栓将所有连接板焊接成一个整体。制作完成钢架后需要进行钢架安装, 安装前需要对隧道内部尺寸进行测量, 以在隧道中留出一定的沉降量。钢架和围岩之间必然会存在一定的缝隙, 为了保证钢架的安全, 需要使用混凝土将缝隙填整密实, 使得其钢架支护能够和围岩进行紧密的联系, 从而防止围岩变形而影响公路长隧道的开挖工作。

4.2 锚杆开挖支护施工技术

锚杆开挖支护施工是隧道开挖支护过程中的重要环节, 其是隧道施工的基础安全支护保证。锚杆开挖支护施工技术主要是利用岩凿机进行孔位的开凿, 使得其在对孔位进行清理和标注后, 把锚杆按照孔位准确的插入到预留孔位中, 以在锚杆插入后对其进行固定施工。在固定施工完成后, 需要把螺栓和垫板安装在锚杆中, 以提高锚杆的固定程度。一般情况下锚杆都是采用22mm的螺纹钢筋进行制作的, 且其钢筋尾部必须要经过尾丝的处理, 使得其能够将锚杆的杆体进行最大程度的调直。在公路长隧道对锚杆进行施工位置确定时, 其需要根据隧道的地质情况和工程设计进行锚杆的孔位, 使得其能够在地质条件相对稳定的岩层下进行锚杆加固。

4.3 超前小导管支护施工技术

超前小导管在根据公路隧道施工情况制作完成后, 其需要在公路长隧道拱部1200左右的范围进行安装, 且其需要按照环向间距42-52cm的间距和外倾角100左右的标准进行施工。超前小导管支护施工技术主要是在确定后孔位后, 对其进行钻孔的施工操作, 并在确定钻孔达到施工规范后, 再安装超前小导管, 以在最后进行注浆的支护施工。超前小导管在隧道进行支护施工安装时, 会在围岩中存在一定的孔位缝隙, 而为了保证孔位的安全, 需要使用水泥浆液将这些缝隙进行填充, 以使得隧道的开挖面能够形成相对稳定的围岩层。

4.4 隧道混凝土喷射支护施工技术

隧道混凝土喷射支护施工技术是隧道施工的一个重要环节, 其是在公路隧道开挖后, 对混凝土进行一个快速的喷射施工。在使用混凝土喷射支护施工技术对隧道混凝土进行喷射时, 需要根据隧道施工情况合理的选择喷射机, 且喷射机在进行混凝土喷射时, 需要采用分层喷射的喷射方法。隧道在进行开挖施工时, 难免会出现超欠挖的问题, 这使得隧道的开挖面可能出现不均匀的情况, 因此在对开挖面混凝土进行喷射后, 需要加大喷射的用量, 并在混凝土喷射后对其进行合理的养护。

5. 公路长隧道施工的应急事件处理措施

5.1 火灾紧急应急处理对策

公路隧道的施工空间比较小, 且其处于条件条件复杂的地下环境中, 使得其经常会发生一些火灾灾害。

隧道在发生火灾时, 其不但烟雾比较大, 且其的升温速度和传播速度非常快, 一旦处理不合理, 必然会造成较大的损失, 因此在对火灾进行紧急处理时, 必须要对火灾发生情况进行及时的控制, 使得其在控制后再进行救火操作, 避免其造成更大的危害。在对隧道进行火灾应急处理时, 需要开通所有的照明装置, 以及时的将人员和重要物品进行撤离, 并同时开启隧道的风机设备, 以提高隧道的通风度, 防治烟雾往回逆流。隧道火灾的类型有很多, 因此必须要及时的请救专业消防队, 并在消防对到来后, 对消防对进行隧道情况大概的介绍, 使得消防对能够对隧道火灾进行准确的治理。在火灾应急处理结束后, 需要对灾后隧道情况进行检查, 若隧道受损情况严重, 则需要关闭隧道重新进行修建, 不可使用损坏严重的隧道进行公路修建。

5.2 有毒物质泄漏应急处理对策

在遇到有毒物质泄漏事件时, 其需要根据隧道内发生的毒品扩散程度进行防护区域划分, 避免施工人员进入到防护区域中。对于隧道内的毒品应急治理, 需要由专业的救援人员进行毒品治理, 施工人员坚决不能进行自我毒品处理, 防治因毒品应急处理不合理而引起人员伤害。根据有毒物质扩散的情况, 打开隧道内的通风设备, 以保证隧道内的空气流通, 并同时对隧道的泄露情况进行观察, 使得其能够对有毒物质扩散进行及时的堵漏。有毒物质泄漏应急处理后, 需要对施工人员和施工设备以及隧道内部进行相关的洗消, 保证隧道内部安全后再进行隧道施工。

5.3 塌方应急处理对策

在发生塌方后需要及时清理出进入隧道内的通道, 使得其能够对隧道内施工人员和设备进行及时的救助, 且在隧道外相对安全的地方安排一个急救所和急救车位。了解隧道塌方的位置后, 在进行人员搜索和隧道清理时, 需要考虑到二次塌方的危害, 安全有效的进行塌方应急处理。对隧道的电源和水源必须要切断, 防治发生火灾和水灾影响被困人员, 对于难以进行救援的人员需要根据实际情况, 采用安全的方法进行通道救助。塌方的隧道在进行通道设置时, 需要在隧道侧面的靠墙处, 以避免隧道出现再次塌方影响隧道的通道。

6. 结语

综上所述, 社会的发展使得公路隧道进行较多的建设, 而在建设过程中由于对施工质量要求不严格, 使得社会发生了多起的隧道安全事故, 这给社会和经济的发展带来了较多的问题。因此为了保证公路长隧道施工的质量, 需要对施工过程中存在的问题进行合理的解决, 并保证使用合格的材料和合理的施工技术进行隧道建设, 以防止公路隧道因为质量不合格而影响社会发展。公路隧道的施工开挖包含了较多的施工方面, 且每个方面的要求和施工难点都各不一样, 在对这些支护难点进行施工时, 一定要严格规范的进行施工处理, 避免其在施工完成后存在较多的问题。对公路长隧道施工开挖和支护难点进行相关的分析, 不但有利于改进公路隧道施工中存在的不足, 也有利于加强公路隧道施工的质量, 这在一定程度上非常有利于社会和经济的发展。

摘要：随着我国经济和社会发展速度加快, 社会对于公共设施的需求越来越高, 而公路长隧道作为保证社会交通的重要社会设施, 其在我国逐渐开始进行了大量的隧道建设。公路长隧道施工要求较多, 需要运用到较多的施工技术和施工材料, 且其的施工质量对于社会的影响非常大。因此为了保证城市能够进行快速的建设, 市政工程能够以高标准的质量满足社会发展需求, 需要对公路长隧道施工开挖的支护难点进行相关的分析, 以了解公路隧道施工方面的技术, 使得其能够合理的对施工难点进行相关的解决。针对此本文主要详细阐述了公路长隧道施工的施工技术, 以及对其开挖时的支护难点进行了相关的分析, 并同时提出了利于提高公路隧道施工质量的处理对策。

关键词：公路,隧道施工,支护难点,施工开挖

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