陈创贵州公路工程集团有限公司
摘要：复杂地质条件下的山区公路隧道工程施工难度较大。本文以高速山地隧道施工为例，总结了复杂地质条件下山地隧道工程的施工技术，包括施工准备、超前地质预报、隧道开挖等七个关键工序的机械化施工技术要点、初期支护、仰拱、二次衬砌及电缆沟施工。结合前期工程的实践经验，有望为后续复杂地质条件下隧道施工提供技术参考和参考。
关键词：山区公路隧道工程；地质条件复杂；机械化施工；施工技术要点；
作者简介：陈闯(1996—)，男，本科学历，助理工程师，从事公路工程施工技术工作。 ;
0 简介
山区丘陵地区机械化施工水平的提高，对于提高公路隧道工程施工效率具有积极作用，也是推动隧道工程技术创新的有效措施。现阶段，国内学者对山岭隧道机械化施工方案及其配套技术进行了分析。研究结果表明，智能化水平低、协同作业难度大、关键技术装备缺乏是影响山岭隧道施工效率提升的重要因素。结合某高速山地隧道工程施工实例，分析复杂地质条件下隧道机械化施工技术的应用策略，为提高隧道机械化施工效率奠定基础。
1 项目概况
某高速公路项目位于山区。工程全长18公里。它是双向4车道设计。荷载为一级公路开yun体育app官网网页登录入口，最高车速100 km/h，路基长度4 km，路基宽度26 m，桥梁13座。隧道比例72%，工程海拔600-1000m，区域多为山地，属侵蚀剥蚀地貌单元。隧道穿越砂岩、砂质泥岩等，基岩裸露，土层薄，工程地质条件差，抗风化能力强，力学指标差。设计院现场勘察结果显示，项目所在区域存在地质构造断裂带。施工区降雨较多，夏季降雨充足，秋冬降雨较少。大气降水是供水的主要来源，大部分储存在土壤孔隙或基岩节理中。该隧道地下水储量丰富，易发生突水、突泥等地质灾害。 。隧道全长3.8公里，边坡长3公里。该隧道通风条件差，地下水丰富，施工安全风险高。项目建设工期为36个月，地质构造破碎带的存在增加了施工难度。
2 隧道施工准备
隧道施工前需要做好准备工作。要点如下：
2.1 施工现场准备
搅拌场地应合理布置。场地面积和筒仓数量应满足实际需要。科学布局功能区，满足基本生产需要。标志应齐全、分类清晰。各类生产资料应摆放整齐、规范、有序。排水系统应合理布局。 。采用集中搅拌混凝土方案，加强信息管理，提高数据准确性。
2.2 施工设施准备
施工采用南方路机SL3系列干式成型优质制砂设备，日产量1600吨，提高了施工的环保性能，显着提高了工程智能化水平。砂石污水智能压滤机和砂石分离机的合理应用，可以有效分离砂石，治理污水。净化后可重复使用，提高了环保效益，实现了污染物零排放，符合资源循环利用和绿色发展的理念[1]。
2.3 施工现场管理
科学协调隧道入口布局，确保各功能区分布符合规范，明确布置运输路线和引导标志，科学调整应急物资库、监控室、值班室、员工通道、操作员显示屏等设备，采取人车分流双向管理，认真执行九盘一图方案，做好施工现场监管。
2.4 通风设施要求
(1)射流风机需与开口保持30m以上的距离。施工区域内应合理布置警示牌，黄、黑颜色合理搭配，并安装钢支架。
（2）管道布置必须平直、整齐，风水管道必须布置统一、标志清晰。
(3)高压风管敷设距离必须大于30m。采用空气分配器连接高压柔性风管，线路采用三相五线制连接。
(4)空压机组的功率应满足工程设计要求和施工参数。
（5）在隧道入口附近选择合适位置建空压机房。风机的风量、风压必须符合设计规范。
2.5 隧道开挖注意事项
（1）隧道开挖前必须制定完整的方案，进洞时科学设置支护结构，以零开挖理念进行施工，减少工程作业对山体的破坏。
（二）坚持绿色理念和环保意识，减少植被砍伐，恢复区域生态，保护自然环境。
（3）如果隧道口围岩不满足施工条件，应调整施工顺序，按“先明隧道、后暗隧道”的顺序进行施工[2]。
2.6 施工期隧道开口管理
（1）按照工程设计规范进行隧道入口建设，采用门禁系统严格控制人员出入，加强对隧道入口环境的监控。
（二）应用报警系统并实行人车分流，提高信息化水平，加强现场管理。
（3）设立值班室并成立值班管理小组，严格控制人员、车辆的进出，并在隧道入口处设置醒目的标志牌，确保隧道内相关工作顺利进行。隧道。
（4）在洞口设置应急物资仓库，并配备照明设备和生产防护用品。
（5）隧道爆炸前发出安全警告，确保人员在安全范围内后方可作业。警报解除前，所有施工人员不得进入隧道，并安装警示灯进行警示。
3 机械化施工技术
隧道施工阶段，不断探索和创新施工方法，借助隧道施工大型机械化配套设施和信息技术的科学应用，实现软硬兼顾，为智能隧道施工创造条件[3]。隧道施工显着节省了人工成本，提高了施工安全系数，保证了工程施工质量。隧道工程采用机械化施工，其工艺要点如下：
3.1 超前地质预报
物探与钻探相结合，长距离和短距离开挖区间相结合，验证方案。实施过程中，坚持钻前超前预报和物探预案，合理运用物探方法、超前先导坑预测方法、超前钻井方法、地质方法。勘察方法和先进地质预报方法等技术如图1所示。
图1 超前地质预报方法原始图像下载
隧道工程施工前，将地震波反射法与超前地质预报方法有机结合，了解特定范围内岩石结构面的变化，确定地质断层、岩性界面、溶洞等分布状况在施工区域内，基于地质雷达方法获取不同介质的位置，同时利用赞深ZML-160多功能地质钻机进行地球物理勘探，可以提高探测效果。准确评估施工区地质、水文条件，为项目顺利实施、降低事故风险奠定基础[4]。
3.2 隧道开挖
隧道Ⅲ级围岩采用全断面法和两步法施工，Ⅳ级围岩采用两步法施工，Ⅴ级围岩采用三步法和圆形法施工。开挖预留核心土法。采用全断面法施工时，凿岩施工设备选用Boomer XL3D全液压三臂凿岩机。车辆作业高度7 m，作业长度17 m，安装半径45 m，总装机功率293 kW。与传统施工方案相比，该机械设备的应用提高了施工作业效率，显着降低了电力消耗，显着提高了整体效率[5]。 4.5m爆破孔作业时间仅需2分钟，而传统作业需15分钟。钻孔过程控制在2.5小时以内，比传统手钻施工节省1小时。
隧道断面开挖及初期支护过程中，采用三维激光扫描仪进行验收，并根据施工计划制定验收台账管理，避免超挖、欠挖；严格控制施工参数和工艺进度，避免混凝土浪费；仪器设备得到充分利用。进行扫描，妥善处理欠挖部分，确保二衬施工达标。
3.3 初始支持
隧道开挖后的初期支护应与开挖作业相配合。支护后应及时拉紧掌子面，并采取辅助方案以利于开挖。在围岩软弱或稳定性差的地区施工时，要坚持早封堵、勤测量、强支护、短进尺的基本作业原则。施工过程中，密切观察测量结果，根据施工现场情况调整支护方案、优化参数。施工阶段应开展地质预报工作，结合现场勘察结果和围岩参数对施工技术方案进行适当调整[6]。
采用隧道湿式喷涂机械完成混凝土喷射作业，采用最新的拱架安装小车完成拱架安装工作。拱形安装小车的设备应用特点是：
(1)安全性高。采用多机器人作业模式，通过与工作平台配合，使操作人员远离掌子面，提高作业环境的安全性。
(2)节省人力。该设备可由4人操作完成钢网的铺设和钢架的安装，节省大量的人力投入，降低人工成本。
(3)省时高效。拱架安装仅需30分钟即可完成。工作效率高，促进工艺周期，可以有效控制项目建设进度[7]。
3.4 倒拱形
隧道内安装仰拱时，必须及时封闭支护结构，形成环，以有效改善围岩受力，提高结构稳定性，保证工程施工安全，有效降低围岩变形概率。仰拱施工应将整个断面一次性成型，并在整个宽度内完成拱架、钢筋、支撑施工，并及时浇筑混凝土并设置填充层。
采用液压移动栈桥，保证隧道内交通畅通。通过液压模板的优化，同时施工沟渠、仰沟、盲沟等附属工程，并快速移动定位，使逆沟、沟渠、盲沟三部分融为一体。优化后，方案施工效率提升20%。 12m仰拱可同时施工，拆装方便。结构强度显着提高，有效节省劳动力。
3.5 二次衬砌
初期支护完成后，应进行二次衬砌，及时将支护结构封成环，以提高围岩结构的稳定性，改变其受力状态，防止围岩结构变形，有效提高施工质量安全[8]。隧道二次衬砌施工流程如下：
(1)RPI五点定位方式预留洞穴，采用智能吊挂小车进行防水无纺布工艺，通过调节液压装置将无纺布吊起，借助辅助沿轨道吊挂绞车的。
(2)改造小车尾部翻转钢模板，有效固定后贴止水带。
（3）二衬施工要点： （1）混凝土衬砌前，根据注浆管的位置，严格控制钢网的结合高度，并留有间隙，以免影响起管过程。可根据实际操作需要适当移动钢网来解决问题。预留间隙的问题； (2)注浆管上升过程中，根据台车面板与防水板的实际距离进行调整。保护防水板，避免损坏； （3）通过钢模板的应用，提高工程整体质量，确保混凝土成型符合规范； (4)在模板就位前完成防水板等隐蔽工程的施工，然后对中心线位置、标高值等进行校核，严格控制曲线隧道的曲率值云开·全站体育app登录，有效减少接缝节点并提高平滑度。
3.6 电缆沟施工
电缆槽敷设采用移动式电缆槽小车。施工前，对侧壁进行均匀清理，对基层进行彻底清理，以提高附着质量。沟盖板铺设时，两端应对齐并平稳放置，小间隙应用砂浆填充，以提高其结构稳定性，避免间隙的存在导致其晃动；统一盖板尺寸，采用电缆边缘加短钢筋的方案。墙壁或沟渠得到加固[9]。
3.7 安全管理措施
建立健全组织体系，严格落实岗位责任制，明确具体负责人的工作职责。通过成立安全生产管理小组，进行综合协调管理，规范管理职责，明确工作细节。加强现场施工监管，安全管理部需要协调现场施工各部门的管理，合理分工，切实提高施工质量。
强化人员责任，强化人员管理，做好劳动保护，确保施工人员安全；科学佩戴劳动防护用品，严格落实安全责任制度，明确责任人；严格执行操作规程和细则kaiyun全站网页版登录，强化安全执法，全面排查处理安全隐患，及时采取措施，预防和消除违法作业[10]。
加强岗前培训，严格技术交底，对施工技术人员进行安全教育培训，增强人员安全意识和执法力度，确保各项管理规范有效落实。在严格落实技术交底的基础上，加强安全文明施工，有效保障工程进度、确保施工质量。
4 结论
综上所述，道路运输行业的快速发展为经济建设的顺利发展奠定了良好的基础，公路隧道机械施工技术的不断提高为公路建设行业做出了突出贡献。文章结合复杂地质条件下山区公路隧道工程施工技术特点，分析现阶段施工中存在的具体问题。根据项目建设需要，提出了隧道机械化施工的要点，指出了项目施工过程中存在的技术难点及其解决措施，期望为相关项目的发展提供技术支撑。
参考
[1] 魏霞鹏，王波，陈伟祥，等。软岩大变形隧道预应力锚索一体化施工装备及机械化支护技术研究——以木寨岭公路隧道为例[J].隧道建设（中英文），2023（1）：161-172。
[2] 邹洪卓，程伟峰，蒋文杰，等。复杂地形地质条件下隧道施工技术研究[J].建筑技术发展，2023（2）：68-70。
[3]游迎峰.复杂地质条件下深基坑支护方案研究及稳定性分析[J].江西建材，2023（1）：175-176+183。
[4] 王志才，陈伟祥，朱安龙，等。高应力软弱破碎围岩长锚孔自适应钻具研究[J].人民长江，2022(5)：221-226。
[5] 王勇，蒋松玉，吴继云，等。智能台车机械化支护在隧道施工中的应用[J].工程建设与设计，2022（21）：133-136。
[6]马晓.山区公路隧道瓦斯预测技术及施工技术[J].四川建材，2021（6）：135-136。
[7]庞洁忠.大断面地质条件下山区公路隧道施工技术研究[J].企业科技与发展，2021（9）：83-85。
[8]邓曦.复杂难险山区隧道弹性支撑块式无砟轨道结构病害及修复[C].中国铁道学会工程分会第七线路专业委员会.复杂难险山区铁路勘察设计创新与应用——中国铁道学会工程分会七线专业委员会第四次会议论文集（第一卷），2020：33-35。
[9] 曹爱武，褚伟江，吴家耀，等。复杂地质条件下隧道交叉口开挖支护稳定性研究[C].中国水力发电工程学会电网调峰与抽水蓄能专业委员会。 2021年抽水蓄能电站工程建设论文集，2021：442-446。
[10] 李东牛. V级黄土隧道核心爆破结合机械开挖施工技术[C].中国建筑科技集团有限公司、中国建筑学会工程总承包专业委员会、亚太建筑科学技术信息研究院有限公司、《建筑技术》杂志社。2019年全国土木工程施工技术交流会论文集大会暨《建筑技术》2019年理事会年会（第2卷），2019：155-157。
