摘要 文章分析了高速公路隧道工程中小凈距隧道的施工技術(shù)，探討了不同圍巖級(jí)別段的施工方法、施工工序及施工要點(diǎn)。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)小凈距隧道的施工實(shí)踐進(jìn)行了詳細(xì)分析，通過理論分析與實(shí)際案例的結(jié)合，可為小凈距隧道施工技術(shù)的進(jìn)一步研究與應(yīng)用提供一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 隧道工程；小凈距隧道；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）21-0148-03

0 引言

小凈距隧道作為一種創(chuàng)新的隧道結(jié)構(gòu)形式，已逐漸在高速公路隧道工程中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用潛力。由于隧道間凈距較小，施工過程中的相互影響與制約因素增多，其施工過程對(duì)圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工序安排等方面提出了更高的要求。文章將從小凈距隧道的施工難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)等方面入手，結(jié)合工程實(shí)例與理論分析，對(duì)小凈距隧道施工技術(shù)進(jìn)行全面剖析與探討，研究成果以期為相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員提供有價(jià)值的參考與借鑒。

1 工程概況

某長8 130 m的隧道，其起點(diǎn)位于峨邊彝族自治縣宜坪鄉(xiāng)群力村巖門子之下的官料河陡峭左岸，該地區(qū)因河流的強(qiáng)烈侵蝕作用，地形異常險(xiǎn)峻。斜坡結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從頂部基巖裸露的峭壁逐漸過渡到坡腳處幾乎垂直的陡坎（坡度介于70～80°之間），而斜坡的中上部則保持著一個(gè)較為緩和的坡度（35～50°）。此外，隧道入口的海拔比官料河河床高出50 m左右，其深入地下的最大距離更是達(dá)到了1 317 m。

進(jìn)口段兩洞之間的最小距離維持在12 m。針對(duì)地質(zhì)條件較為復(fù)雜的V級(jí)圍巖區(qū)域，該工程采取了分步開挖的策略：先行洞采用環(huán)形開挖并保留核心土的方式；后行洞則利用單側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行精細(xì)開挖。而對(duì)于地質(zhì)條件稍好的Ⅳ級(jí)圍巖段，無論是先行洞還是后續(xù)開挖的后行洞，均統(tǒng)一采用了環(huán)形開挖并保留核心土的施工方法。

2 小凈距段施工要點(diǎn)

2.1 中夾巖柱的保護(hù)

由于中夾巖柱的寬度較小，施工過程中，采取注漿加固、水平拉桿加固等加固措施，以提高中夾巖柱的承載能力和穩(wěn)定性。嚴(yán)格控制爆破參數(shù)，將先開挖隧道襯砌處的振動(dòng)速度控制在安全范圍內(nèi)（15 cm/s以內(nèi)），并采用微差控制爆破技術(shù)，減少振動(dòng)波的疊加效應(yīng)。

2.2 及時(shí)進(jìn)行洞頂、洞內(nèi)監(jiān)控量測(cè)及隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

建立完整的監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)，對(duì)洞頂下沉、洞內(nèi)周收斂、圍巖內(nèi)部位移、錨桿軸力以及圍巖與初期支護(hù)壓力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)分析，掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性狀況，為施工決策提供科學(xué)依據(jù)。利用鉆探和現(xiàn)代物探等方法，對(duì)掌子面前方的地質(zhì)情況進(jìn)行超前預(yù)報(bào)。通過預(yù)報(bào)結(jié)果，提前掌握前方圍巖的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)以及地下水、瓦斯等賦存情況，為選擇合理的開挖方式和支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)，并預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

2.3 左、右兩洞掌子面距離控制

為了減少兩隧道開挖過程中的相互影響，左、右兩洞的掌子面保持一定的距離錯(cuò)開施工。具體錯(cuò)開距離根據(jù)圍巖條件、施工能力和施工機(jī)具配置等因素綜合考慮確定，大于隧道開挖寬度的2倍，并控制在45 m以上。合理安排左、右兩洞的開挖順序。一般可采用左洞先開挖、右洞后開挖的方式，或根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.4 襯砌仰拱及時(shí)跟進(jìn)

仰拱作為隧道底部的重要支護(hù)結(jié)構(gòu)，施工及時(shí)跟進(jìn)。仰拱的澆筑與邊墻拱架焊接牢固，形成完整的支護(hù)體系。根據(jù)圍巖變形情況和施工進(jìn)度安排仰拱的澆筑工作。仰拱能夠及時(shí)封閉成環(huán)，提高隧道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載能力。

3 不同圍巖級(jí)別段的施工方法和工序

3.1 IV級(jí)圍巖施工

在隧道開挖前，進(jìn)行超前支護(hù)，包括超前小導(dǎo)管注漿、超前錨桿等措施，加固和穩(wěn)定前方圍巖。超前支護(hù)完成后，進(jìn)行先行隧道上部的開挖。在隧道拱腳部位施作鎖腳錨桿，架立鋼支撐，對(duì)拱部及中夾巖柱進(jìn)行錨噴支護(hù)，包括噴射混凝土、安裝錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)等，提高圍巖的整體穩(wěn)定性和承載能力。

在上部開挖和支護(hù)完成后，進(jìn)行先行隧道的下部開挖。對(duì)先行隧道的邊墻、中夾巖柱等部位進(jìn)行進(jìn)一步的支護(hù)加固，包括安裝鋼支撐、噴射混凝土、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)等。使用φ42 mm注漿小導(dǎo)管對(duì)中夾巖柱進(jìn)行注漿加固。注漿過程中應(yīng)控制注漿壓力和注漿量。

完成上述支護(hù)措施后，進(jìn)行先行隧道的灌注混凝土施工。同時(shí)鋪設(shè)防水板以防止?jié)B水，最后進(jìn)行整體澆筑二襯混凝土以形成永久性的隧道結(jié)構(gòu)。在開挖后行隧道時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制與先行隧道掌子面的距離，以減少相互影響。根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)信息，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和開挖方式。在后行隧道施工過程中同樣需重視防水與排水工作。

3.2 V級(jí)圍巖

作為臨時(shí)支護(hù)的主要組成部分，采用C20強(qiáng)度等級(jí)的混凝土進(jìn)行噴射作業(yè)。在噴射混凝土層內(nèi)，均勻鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)以增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗裂性。鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸設(shè)定為25 cm×25 cm，安裝型鋼拱架作為主要的支撐結(jié)構(gòu)，其縱向間距與主洞鋼支撐的間距保持一致，型鋼拱架能夠有效地分散并承擔(dān)來自圍巖的荷載，維護(hù)隧道開挖面的穩(wěn)定。針對(duì)洞內(nèi)側(cè)壁及中夾巖的特定區(qū)域，采用直徑為42 mm的注漿小導(dǎo)管進(jìn)行加固。小導(dǎo)管長度為4.5 m，能夠深入巖體內(nèi)部，通過注漿提高巖體的強(qiáng)度和整體性。特別針對(duì)中夾巖區(qū)域，同樣采用φ42 mm注漿小導(dǎo)管進(jìn)行加固處理。

（1）掌子面間距控制

掌子面是隧道開挖作業(yè)的工作面，掌子面之間需要保持一定的距離。同一隧道內(nèi)相鄰掌子面的間距（即先行與后行掌子面間距）不小于50 m，掌子面自身的開挖進(jìn)尺（即每次爆破或挖掘的長度）一般為3～5 m，這是根據(jù)施工機(jī)械、支護(hù)能力和地質(zhì)條件等因素綜合確定的。

（2）施工方法調(diào)整

在圍巖狀況良好且施工條件允許的情況下，將側(cè)壁導(dǎo)坑法調(diào)整為臺(tái)階預(yù)留核心土法施工。臺(tái)階預(yù)留核心土法是一種較為靈活的施工方法，能夠在保證隧道穩(wěn)定性的同時(shí)，提高施工效率。該方法通過預(yù)留核心土來減少開挖面的暴露時(shí)間，降低圍巖失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）臨時(shí)支護(hù)拆除

由于側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)通常采用噴錨支護(hù)形式，其強(qiáng)度和剛度相對(duì)有限，主要起臨時(shí)支撐作用。在外側(cè)壁開挖時(shí)，這些臨時(shí)支護(hù)需要被拆除，以便進(jìn)行下一步的開挖和支護(hù)作業(yè)。拆除過程中避免對(duì)既有結(jié)構(gòu)造成損傷。

（4）安全距離控制

為確保隧道施工過程中的安全，特別是防止爆破震動(dòng)對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)和施工人員的影響，需要嚴(yán)格控制二襯與兩洞爆破掌子面的安全距離。這個(gè)距離應(yīng)通過振動(dòng)測(cè)試結(jié)果來確定，保證在爆破作業(yè)中產(chǎn)生的震動(dòng)不會(huì)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)和施工安全造成威脅。同時(shí)，從施工工序角度考慮，還要控制先行洞二襯與后行洞外側(cè)壁掌子面、仰拱及仰拱填充、二襯距掌子面的距離。

（5）爆破施工控制

在后行洞靠中夾巖側(cè)的爆破施工中，采取優(yōu)化爆破參數(shù)、采用減震爆破技術(shù)、控制單次爆破藥量等措施來控制爆破振動(dòng)對(duì)相鄰隧道的影響。將振動(dòng)最大的爆破作業(yè)遠(yuǎn)離中夾巖進(jìn)行，減少對(duì)相鄰隧道的沖擊和破壞。

4 鋼支撐和格柵鋼拱架施工

鋼架加工：按照設(shè)計(jì)尺寸在平整的場(chǎng)地上放出1∶1大樣，把整榀鋼架分5個(gè)A單元、2個(gè)B單元、2個(gè)C單元、1個(gè)D單元，并焊好連接鋼板，鋼板的焊接準(zhǔn)確周正，孔眼對(duì)應(yīng)，工字鋼緊密焊接在鋼板上，焊縫等級(jí)為二級(jí)，鋼板間的接觸面采用噴砂的處理方式，連接采用高強(qiáng)螺栓，焊接和螺栓連接滿足現(xiàn)行規(guī)范要求?？v向連接筋采用φ22 mm鋼筋連接，沿鋼架環(huán)向每1 m設(shè)置一根，其環(huán)向間距0.9 m，內(nèi)外交錯(cuò)布置，其兩端與鋼架焊接在一起[1]。使用前將各單元編號(hào)預(yù)拼，無側(cè)彎、扭曲、錯(cuò)臺(tái)、變形等缺陷，方可使用。以Ⅳ級(jí)圍巖小凈距鋼架圖為例，鋼架組合安裝方式見圖1。

鋼架架設(shè)流程優(yōu)化：測(cè)量精度嚴(yán)格要求，架設(shè)完成后進(jìn)行復(fù)核，力求鋼架與圍巖緊密貼合，間隙控制在5 cm以內(nèi)。對(duì)于鋼架兩側(cè)底部，需使用專用墊塊穩(wěn)固支撐，以防滑移。若基底地質(zhì)松軟，則需增設(shè)墊板以增強(qiáng)支撐力，防止因承載而沉降，必要時(shí)還應(yīng)采用混凝土對(duì)基底進(jìn)行加固處理。

鎖腳加固措施：臨時(shí)拱腳加固采用直徑42 mm、壁厚4 mm的注漿小導(dǎo)管，長度設(shè)定為3 m，作為鎖腳錨管。每單元接頭處，則安裝兩根1 m長的φ22 mm藥卷錨桿作為定位錨桿，通過焊接技術(shù)將鋼架或型鋼鋼架與錨桿牢固連接，實(shí)現(xiàn)鋼架的有效鎖定。錨桿安裝時(shí)，需以約45°角向下傾斜，以優(yōu)化其受力狀態(tài)，提升整體穩(wěn)定性。

連接工藝強(qiáng)化：鋼板對(duì)接需精確對(duì)正，并使用高強(qiáng)度螺栓緊固連接。鋼架與縱向錨桿之間同樣采用焊接方式確保牢固。此外，鋼架之間通過φ22 mm螺紋鋼焊接成整體框架，形成強(qiáng)大的整體支護(hù)體系?？v向連接筋則采用內(nèi)外交錯(cuò)布置，構(gòu)建成穩(wěn)定的桁架結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為不可活動(dòng)鉸接，以增強(qiáng)抗扭性能，進(jìn)一步提升整體性和穩(wěn)定性。

空隙填充與鋼架加工要求：在格柵與圍巖之間的空隙中，應(yīng)填充混凝土預(yù)制楔塊，確保圍巖壓力能夠均勻傳遞至格柵鋼架，實(shí)現(xiàn)有效分散。型鋼鋼架的加工應(yīng)采用冷彎工藝，嚴(yán)禁使用氣割、燒割等可能損傷母材的方法。格柵鋼架則通過胎膜焊接技術(shù)制作，確保所有部件連接緊密，焊接質(zhì)量達(dá)標(biāo)。控制鋼架制作及安裝的垂直度；鋼架制作周邊試拼裝允許偏差為±30 mm，平面翹曲應(yīng)小于20 mm；鋼架架設(shè)應(yīng)垂直于隧道中線，豎向不傾斜、平面不錯(cuò)位，不扭曲，上、下、左、右允許偏差±50 mm，鋼架傾斜度應(yīng)小于2°[2]。

鋼架連接節(jié)點(diǎn)設(shè)置按設(shè)計(jì)要求設(shè)置，也可根據(jù)開挖方法適當(dāng)調(diào)整，但節(jié)點(diǎn)調(diào)整不宜超過±1.5 m，嚴(yán)禁隨意增加單元數(shù)、設(shè)置節(jié)點(diǎn)，嚴(yán)禁在拱頂正中設(shè)置節(jié)點(diǎn)；鋼架單元連接必須按照設(shè)計(jì)采用螺栓（或焊接）連接，兩鋼架單元連接鋼板應(yīng)密貼[3]。

5 鋼筋網(wǎng)施工

對(duì)于開挖輪廓面的支護(hù)設(shè)計(jì)，采用φ8 mm規(guī)格的雙層鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固，其布臵嚴(yán)格遵循橫向與縱向間距均為20 cm的原則。鋼筋網(wǎng)與錨桿緊密相連，形成一個(gè)穩(wěn)固的支護(hù)體系。在施工過程中，首先進(jìn)行初噴混凝土作業(yè)，將鋼筋網(wǎng)鋪掛在初噴混凝土層上，共同承受圍巖壓力。施工要點(diǎn)：

貼合巖面鋪設(shè)：鋼筋網(wǎng)緊密貼合被支護(hù)的圍巖面，初噴一層混凝土后進(jìn)行，鋼筋與巖面或初噴混凝土層之間的間隙需維持在3～5 cm之間，形成有效的保護(hù)層，尤其在水潤區(qū)域，保護(hù)層厚度應(yīng)增至不小于4 cm。

預(yù)制網(wǎng)片安裝：為提高施工效率與精確度，將鋼筋網(wǎng)預(yù)先加工成網(wǎng)片形式。這樣做不僅便于現(xiàn)場(chǎng)安裝，還能減少現(xiàn)場(chǎng)加工帶來的誤差和安全隱患。

精細(xì)噴射工藝：在噴射混凝土?xí)r，采用精細(xì)化施工工藝，縮短噴頭與受噴面之間的距離，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整噴射角度?；炷聊軌虺浞譂B透至鋼筋網(wǎng)背面，形成密實(shí)、均勻的混凝土層，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和耐久性。

6 結(jié)論

小凈距隧道施工的關(guān)鍵在于合理選擇隧道間的凈距，這通常需要根據(jù)施工地區(qū)的地質(zhì)條件、地下含水量、圍巖穩(wěn)定性等因素綜合確定。針對(duì)不同的圍巖條件，需要采用不同的施工方法和工序。小凈距隧道施工中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的承受力更加復(fù)雜，因此必須采取有效的支護(hù)和加固措施。這包括噴射混凝土、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、安裝型鋼拱架等，以提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)隧道圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)、爆破振動(dòng)等方面的監(jiān)測(cè)，及時(shí)收集和分析數(shù)據(jù)，以判斷圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖1 IV級(jí)圍巖小凈距鋼架圖

參考文獻(xiàn)

[1]支鋒.復(fù)雜地層下小凈距隧道開挖穩(wěn)定性分析[J].西部交通科技，2024（6）：121-124.

[2]支鋒.復(fù)雜地層下小凈距隧道開挖穩(wěn)定性分析[J].西部交通科技，2024（6）：121-124.

[3]黃光友，肖鵬帥，李明珠，等.不同跨徑小凈距隧道管棚超前支護(hù)機(jī)理與變形控制[J].蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2024（3）：25-29.