高速公路隧道新奥法施工质量控制

高速公路隧道新奥法施工质量控制

蔡蓓

  湖北交投随信高速公路有限公司  湖北省430000

摘要：高速公路隧道施工的复杂性较强，在施工过程中，隐蔽工程数量较多，很难通过有效的表面观察、管理保障施工质量，在施工过程中易出现各种安全隐患，造成施工安全风险，直接影响工程整体的质量和建设效果，因此保证高速公路隧道施工技术、施工管理控制水平具有重要意义。为了应对技术、管理方面可能遇到的困难，文章应用新奥法施工技术，以保证施工质量与效果。

关键词：高速公路隧道施工；新奥法；施工质量控制

中图分类号：U455

文献标识码：A

引言

随州至信阳高速公路平靖关隧道采用“新奥法”原理组织各工序的施工。隧道施工采用大型机械快速施工，实行各工序的专业化、流水化施工。实施掘进（开挖、装渣、运输）、喷锚混凝土（拌合、运输、锚固、喷射）、衬砌（拌合、运输、浇筑、振捣）等三步流水化作业施工。施工过程中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，紧凑施工工序，彻底贯彻“新奥法”的设计思想，同时根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案。

1工程概况

本项目起于广水市马坪镇棚子岗村，起点桩号K0+916.355,终点桩号K45+881.204，路线全长44.965km。平靖关隧道(ZK42+797～ZK44+162、YK42+782～YK44+127)左右线分别长1365m、1344m,为分离式隧道。

2高速公路隧道新奥法施工质量控制

2.1超前预报

本项目超前预报方法主要有地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法等，几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充、印证，其中洞口段采用GPR（地质雷达）连续施测，预报长度30m，重叠长度不小于5m。其余采用TRT隧道地震探测仪进行，100-150m施作一次，全隧道进行，较全面的印证了地质勘察的结果。

2.2洞口工程

洞口边仰坡根据地形、地貌，结合排水情况设置截水沟，截水沟距边仰坡开挖线外3~5m，采用现浇C20混凝土浇筑。洞口段开挖后及时实施喷锚防护，洞口两侧边仰坡防护均施打长3.5m的Ф22药卷锚杆，挂钢筋网，喷射10cm厚的C25砼作为防护。

后施做管棚作为进洞前措施，管棚施工采用Φ108×6mm热轧无缝钢管，环向间距40cm，接头用长15cm的丝扣直接对口连接。钻孔精度是长管棚注浆质量的关键环节和前提，全程采用电动钻机进行钻孔施工，并使用管棚钻机顶进钢管，全孔压入式注浆，充填饱满钻孔周围岩体与钢管周围的孔隙，确保洞口段岩体的稳定及开挖安全。

2.3明洞

明洞施工待隧道进洞约100m并施工2模二衬后返回进行明洞施工。施工顺序为明洞仰拱开挖、钢筋绑扎、浇筑施工→仰拱回填→衬砌钢筋、砼施工→铺设防水层→M20砂浆铺设→明洞回填。

2.4隧道洞身

1）隧道开挖。对于S5-A、S5-C段（Ⅴ级）采用小导管注浆进行超前加固，Ⅲ及Ⅳ围岩采用光面爆破工艺。爆破施工采用湿式钻孔法钻孔，钻眼深度、角度按施工方案要求施工，并严格控制装药量：掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差不得大于10cm；周边眼间距误差为5cm，外斜率不大于孔深的3～5%，眼底不超出设计断面轮廓线10cm；周边眼至内圈眼的排距误差不得大于5cm。

爆破开挖后及时清理危石及盲炮，喷射混凝土，实现软弱围岩的封闭处理。最大限度的利用围岩本身的支承力进行支撑，不得欠挖，Ⅴ级围岩拱部最大允许超挖150mm，Ⅲ及Ⅳ围岩拱部最大允许超挖250mm，边墙最大允许超挖100mm。出现超挖时及时采用混凝土填充，局部采用注浆处理。

2）初期支护。采用湿喷机械手进行混凝土喷射作业，混凝土喷射频次控制在3~5次，单次喷射时间不超过20min，做好间隙充填。初喷完成后及时架设钢拱架（钢格栅）、钢筋网、打锚杆，再复喷。

使用锚杆钻机进行锚杆作业，将锚杆送入孔内至设计深度，并拧紧螺母，灌注水泥砂浆。严格按照设计图纸的间距、角度进行钻孔，及时注浆，确保锚杆抗拔力大于180kN。

喷射混凝土作业分片依次进行，喷射作业自下而上，先喷钢拱架与拱墙间的混凝土，后喷两拱架之间混凝土。混凝土喷设采取分层喷射，后一层喷射在前一次喷射混凝土终凝后进行。初期支护混凝土的表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓、渗漏水等现象。

2.5防排水

在初期支护和二次衬砌之间设一层复合防水卷材，作为防水措施。防水层由单层1.2mm厚自粘EVC防水板和无纺布组成。在喷射混凝土面检查凸出的钢筋、钢管、锚杆以及不平整的混凝土面，采取有效措施后才可以挂设防水板，防止尖锐物刺破防水板。

将无纺布用EVA垫片固定在喷射混凝土表面，然后用射钉枪射钉锚固。EVA垫片纵横向梅花形布置。铺设防水板时，采用专用熔接器热熔在EVA垫片上，同时防水板搭接长度不得小于100mm。

2.6仰拱（调平层）

仰拱必须全幅开挖，采用预裂爆破，人工配合机械开挖出渣和清底，减少扰动底部围岩，严格控制超欠挖。Ⅳ级及以上围岩仰拱，一次开挖纵向长度不得大于3m。仰拱开挖完成，清除喷射面内的松石、杂物、虚渣。仰拱与填充层应分两次施工，先完成仰拱混凝土施工，待仰拱混凝土强度达到70%以上，再进行仰拱填充层混凝土施工（如无仰拱则施工调平层）。仰拱与仰拱填充端头应错开1m间距，并预埋仰拱连接钢筋。仰拱填充砼应分层振捣密实，需对仰拱填充面进行二次收面。

2.7二次衬砌

二次衬砌设计为 35～45cm 厚 C35 防水钢筋混凝土（Ⅲ35cm、Ⅳ40cm、Ⅴ45cm），隧道洞口段二次衬砌必须及时施作，洞口段二次衬砌距掌子面距离不得大于 50m。对于Ⅳ、Ⅴ围岩，二次衬砌承受部分围岩压力，根据监控量测结果确定二次衬砌施作的适当时间，施作过早可能使二次衬砌承受过大的荷载，施作过迟可能使初期支护变形过大而破坏。采用12.1m长全液压自行式衬砌台车，面板采用厚度11+1mm不锈钢复合板。二衬钢筋在钢构加工场集中下料制作，利用多功能作业平台由两侧拱脚向拱顶依次安装绑扎成型。二衬钢筋绑扎采用自制定位架施作，保证钢筋的间距符合要求。台车就位后，安装端头模板，同时预埋止水条（止水带）。

二衬两侧墙混凝土采用滑槽逐窗入模施工工艺，应由下至上分层、从两侧拱脚向拱顶对称浇筑。混凝土分别泵送至集中进料口进料，混凝土通过主料斗、溜槽结合的方式，通过各级插板阀门，使混凝土流向各工作窗口，实现二衬拱墙混凝土的逐窗进料，顶部混凝土通过浇注口浇注。二衬拱顶部分无法浇筑饱满，为避免拱顶出现空洞，隧道拱顶注浆采用带模注浆法，待拱顶混凝土强度达到 8MPa 后，二衬模板脱模前进行注浆作业。特别注意振捣器不得触及防水层、钢筋和模板。混凝土浇筑至墙拱交接处，间歇1～1.5h，确保混凝土质量。

2.8变形应对措施

针对变形主要采用了以下应对措施：（1）切实提升围岩的稳定性，做好围岩的加固，确保有效发挥围岩的自承性能；（2）初期支护要有一定的变形缓释量与围岩能量释放；（3）初期支护和二衬应预留足够变形量；（4）在围岩不稳定区域，为加强变形控制。仰拱要紧随掌子面，确保支护尽快形成闭环。在完成开挖后，还要做好开挖洞体的初喷封闭，尽量减少围岩暴露的时间，及时做好钢拱架和锚喷支护。安排专人对锚杆是否存在拉弯的情况进行重点检查，确保结构没有剪切破坏，钢支撑没有压弯变形。

2.9施工监测

在现场施工中，应加强施工监测，以有效掌握力学变化、支护状态，确保施工现场的安全性。

结束语

总的来说，新奥法施工技术是一种创新性的隧道施工方法，具有高效、可靠等优点，能够有效地提高隧道的结构稳定性和施工质量。文章介绍了新奥法施工技术的原理和应用，提出支护结构设计、施工参数控制和施工工艺优化等相关内容，以期为隧道施工提供参考。此外，今后还要不断加强技术研发和施工经验积累，以提高新奥法施工技术的应用效果，为民众提供更安全、高效的交通环境。

参考文献：

[1]高凯.公路隧道新奥法施工技术探讨[J].住宅与房地产，2018（5）：211.

[2]惠波.新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用[J].工程技术研究，2018（4）：35-36.

[3]杨帆.公路隧道工程应用新奥法施工的实践研究[J].黑龙江交通科技，2020（5）：145+148.