公路隧道工程技术论文

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一、公路隧道衬砌形式

隧道衬砌一般常用的形式有整体式衬砌、复合式衬砌、喷锚衬砌。整体式衬砌通常为保证施工安全要采用喷锚支护等临时支护措施，这种支护不是永久的受力结构，只有模筑混凝土才是永久受力结构。复合式衬砌通常也将喷锚支护作为初期临时支护，内层用模筑混凝土作为二次衬砌的永久结构，为防止初期喷锚支护和二次模筑混凝土衬砌间因为材料、受力或其他因素而发生不同变形，进而导致混凝土出现裂纹，一般要在两层间根据需要设置防水层或隔离层。喷锚衬砌是将喷锚支护作为了永久性衬砌结构，适用于地下水不充裕的Ⅲ级或以上围岩的短隧道，喷锚支护是柔性结构，它充分利用围岩的自承能力和围岩形成一体产生共同变形。通过对这三种常用衬砌形式受力结构的分析，我们可以非常清晰地认识到：三种衬砌中喷锚支护极为重要，其施工质量直接关联隧道主体结构的工程质量，如果出现质量问题，将为公路隧道施工以至于整条公路留下质量隐患或安全隐患。

二、公路隧道支护技术

公路隧道初期支护方式要根据施工要求采取不同的支护形式。主要选择的有喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式。

（1）喷射混凝土：其方法大致分为素喷和网喷两种，喷射混凝土的作用是对围岩节理、裂隙起到充填作用，将不连续的岩层层面胶结起来，形成一个整体。同时产生楔效应增加岩块间的磨擦系数，进而有效防止岩块沿软弱面滑移脱落，使表面岩块保持稳定状态。喷射混凝土由于具有一定粘结力和抗剪强度，能与岩层粘贴的同时和围岩形成了统一的承载体系，极大改善了喷层的受力条件。喷射混凝土一定要及时并做到分层施喷，喷层虽薄但其具有较高的强度。这样，喷层有效控制了围岩变形。即使在围岩仍有较大变形的情形下，仍不致于产生坍塌，这样就有效提高了围岩自承能力。同时喷射混凝土能使隧道周边的围岩尽早封闭，进而有效防止了围岩的进一步风化。在喷射混凝土作业施工中，首先要做好职工准备，准备充足的材料如水泥、砂、石、速凝剂、水等，严格检验材料质量，尽量用新鲜的相容性试验合格的水泥和速凝剂，砂、石含水率要达标。检修好喷射机、混凝土搅拌机等设备，并进行就位前的试运转。风管和水管管路及接头要确保良好。检查开挖断面，将附着于岩面的泥圬冲冼干净。对渗漏较大处做好引排水处理。在做好充足的准备工作后进行操作，操作中要注意：控制好风压、水压和水灰比。要想保证喷射混凝土的质量，降低回弹率，减少挥发粉尘，喷射作业时要求风压控制要稳定，压力大小应调整适当。水压通常要比水压50-100Kpa，要在喷头水环位置形成水雾，充分湿润干拌合料。干喷时，如果喷射的混凝土易粘着，回弹小而且表面湿润光泽，说明水量适中。如发现表面无光、回弹物多、灰尘大、混凝土不密实等现象，则说明水量小。如果表面出现流淌滑动现象，则说明水量大。要掌握好喷射角度和喷射距离。喷嘴与岩面的角度一般要垂直于岩面。如果靠近边墙，应将喷嘴略向下俯约10°左右，使混凝土喷射在较厚的混凝土顶端。喷嘴与岩面的距离一般保持在0.8-1.2m。每一次喷射混凝土的厚度，应掌握在拱部为5-6cm，边墙为7-10cm。喷射的顺序应先墙后拱从下而上，先喷凹处找平，然后继续向上喷射。喷射时料束要尽量呈旋转轨迹运动，大致要一圈压半圈，纵向按蛇形进行。为保持喷层表面平整，喷射完应对表面再扫射一层。喷射顺序应自上向下，料束要呈横扫方式运动，不能旋转或者停留。

（2）锚杆：锚杆主要起到了悬吊、加固和组合梁的作用，根据材质不同可以分为砂浆、药卷和自进注浆锚杆。其悬吊作用主要表现在：因为外部震动或其他因素导致局部岩块不稳定，为防止岩块脱落，就用锚杆把活动岩块吊挂在稳定的岩体上。或者将应力区内不稳定的围岩悬挂在应力区以外牢固稳定的岩体上，从而保证了这部分岩体能够保持相对稳定的特性。其加固作用主要表现在：从围岩的径向四周科学布设锚杆，随着围岩的挖空，部分松软的围岩在锚杆的固定之下，与主体形成承载拱形，不至于脱落造成围岩形变。喷射混凝土后，与围岩形成一体，共同承载了外部压力。其组合梁作用表现在：锚杆将岩层紧密连接在一起，促使岩层达到了密合程度，大幅增加了岩层间的摩擦力，这种酷似组合梁的结构，充分发挥了固定围岩的作用。使用锚杆时，要注意位置分布，做到布局合理，大部分锚杆位置是沿着隧道周边呈梅花状均匀分布，方向与周边岩面尽量保持垂直。由于锚固力不足或锚杆强度不够往往会导致锚杆失效，这就要求要采取更换高强度锚杆、大径锚杆或增加锚杆数量、增大锚孔直径等有效措施加以解决。

（3）钢架：钢架的优点在于使用方便，效力发挥上具有即发性。由于这种特性，所以，多用于喷射混凝土没有达到固定强度，为防止脱落，架设钢架来进行支护。通常锚杆砂浆在未达到固定强度前也用钢架支护。安装钢架应达几项指标。首先要将底脚下清理干净，没有杂物，安装横向偏差和高程要在±5cm范围之内，垂直度偏差不超过±2°。不要任意割断钢架，各节间要使用螺栓连接。为了加强钢架的纵向稳定性，必须要在钢架间设置钢拉杆，同时要沿着钢架外部边缘隔2m用楔子楔紧，以加强钢架横纵向刚度。隧道在竣工交验时必须在外观上达到不渗不漏的标准。隧道渗漏水是严重的施工质量问题。现如今在隧道施工设计中一般都采取堵和排相结合的办法防止渗漏水问题的发生。通常在二衬施工缝中设置遇水膨胀的止水条，在二衬与初期支护中间设置复合型材料防水板。二衬的背面设置有环向和纵向的透水管肓沟。其中复合型防水板的铺设质量非常关键，所以在铺设防水板施工中必须注意以下几个方面的问题。一是初期支护表面要求大致上达到平顺的标准，要保证锚杆尾部外露长度应严格控制在小于1cm的范围内。二是在防水层施工区段不要有爆破或强震动施工作业。三是防水板与初期支护要达到紧密贴合的标准要求，同时不要绷得过紧，以防止灌注混凝土的过程中将防水板胀坏胀破。四是要求焊接要采取双焊缝焊接工艺，严格避免假焊、漏焊现象的发生。

在施工监控量测的过程中，要根据施工进度适时使用各种量测仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的变化状态进行细致量测，为事故和险情的预见及时提供围岩稳定程度和支护结构方面的安全可靠信息，并作为调整和修改支护设计方案的有效依据。在复合式衬砌施工中，依据量测的实际结果来确定二次衬砌施工作业的合适时间。监控量测项目可分为必测和选测两种，必测项目包括洞内外观察、水平净空变化量测、拱顶下沉量测、浅埋隧道地表下沉量测等内容。初期支护和衬砌关系到整个公路隧道的整体工程质量，这要严格按照技术标准和行业规范来施工和检验，要确保工程质量，不但要求初期支护从直观上，表面看无质量缺陷和安全隐患，同时要求在内部结构质量等方面都能够达到规定指标，这也是保障工程质量不容忽视的事情。这就向我们从事公路隧道工程监理的工作人员提出了具体要求，在工程监理工作中，必须抱着对人民、对事业、对自身负责的态度进行工作，要有吃苦耐劳的工作精神，在工作监理工作中达到“两心”，才能保证监理质量。一是要细心，对工程的每个阶段每个细节都要进行细致入微的观察检测，不放过任何一个小的纰漏，从细节入手，做到环环相扣、善始善终。二是要有耐心，要将工程中出现的问题进行深入分析，彻底找到问题出现的原因，提出解决问题、处理问题的有效办法，让施工人员心悦诚服。这样才能互相配合，完全杜绝工程隐患，保证工程质量。