山区公路施工中隧道开凿技术解析

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摘要：我国是一个山区面积比较大的国家，国土面积的三分之二都是丘陵地带或者山地。公路是人们出行最主要的交通载体，随着人们生活节奏的不断加快，现代科技的不断进步，安全、舒适、快捷、方便的交通运输方式已经提到日程上来了。交通运输尤其是公路的运输满足不了现代大量乘客的需要，原来都是使用盘山绕行的方法来探索、修建公路，但这种方法不但加长了里程，也破坏环境、降低运输速度，并且行车不安全。所以，在技术不断完善的今天，很多山区的公路实行开凿隧道的技术来减少路程，并提高速度。在我国经济、技术的不断发展下，公路建设中隧道工程的建设日益增多。

关键词：山区公路；隧道开凿；技术

中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：

一 山区公路的特点

山区的道路与平原的道路有所不同，由于地理环境、土质条件等原因，在山区修建道路一定要根据自然的地理条件，有的修建在丛山峻岭之间，有的需要开凿隧道或者盘山绕行。不过，从总体上来说，山区的道路主要有一下几个特点。

第一，坡度长且陡。我国川藏线、青藏线、西兰线等山区干线公路，需要翻山越岭，边疆的上下坡路一般需要十余公里左右，最长的也可能达到几十公里。并且很多地段相对来说都比较陡，车辆在上山时需要用低速档长时间的行驶，下山的时候，却需要长时间的使用制动。

第二，路窄弯急。道路修建尤其是山区道路的修建难度大，耗资多，道路的宽度一般比较窄。登山的公路一般多为盘山绕行或者是依山傍水或者是开通隧道，蜿蜒曲折连续不断。行车中需要不断变换转盘，变速器的转换也需要不断变换，操作比较费力，加上弯曲的道路会导致人们视线不是很明朗，尤其是急转弯和直角转弯的时候，对面的车辆很有可能一时之间看不到，所以必须提前减速，做好随时停车或者避让的准备，这也要求驾驶员思想处于紧张、专注的戒备状态，相对精力耗费比较大。

第三，险情路段比较多。有些地方的山地在雨季的时候山洪比较多，塌方、桥涵冲断等现象比较经常性发生，有的山地会常有冰川或者泥石流的活动，有些山地也经常会出现风化的石块滚向路面，或者是修建好的路面长时间不加以维修，出现路面坍塌或者地质松软等危险情况。诸如这些险情的发生，往往会导致公路遭到一定程度上的破坏，甚至会影响交通，这就给道路交通增加了压力。由此出现的便道、便桥也给行车方面增加了很多困难。

第四，气候多变的山区地带，公路的修建很大程度上取决于当地的经纬度、海拔高度、区域的地形以及季节的变化等因素。比如有些山地的气候比较湿润，长时间处于烟雾或者云雾的笼罩之下，而有的山地气候却比较干燥，长时间风沙不断，也有的地区是在山上骄阳似火、热不可挡，而山下或者是上山途中却是犹如春秋，或者是山顶极其寒冷，有“高处不胜寒”之感，山区也给人“一日四季”的感觉。有些山区的地面道路结实，土质坚硬，阴面却是湿滑的泥泞不堪，有的地区昼夜温差很多，还有一些地区气温很低、空气也很稀薄。所有这些不良的情况，都给道路的修建带来一定的困难。

二 隧道开凿技术

由于山区地理位置和土质坚硬的特殊性，在不想盘山绕行这一费时费力的工程下，那么开凿隧道就成了最好解决问题的办法。在高山的适当位置打穿一条可以有一定空间的道路，就是开凿隧道。但这一技术需要考察山形、研究路线以及检测山质等许多方面的问题。

隧道多处于山岭地带，洞口的场地一般来说比较狭窄，而隧道的施工工作界面也很狭窄，但是，隧道施工中需要用到的机械设备、支撑材料和衬砌材料又很多。所以，如果在隧道施工前没有严格规范的话，就会造成一定程度的相互干扰，必须的机械设备进不去，需要的材料无地方存放等问题，这样也会影响施工的效率，甚至导致不应该的事故的发生[1]。因此，在隧道施工前，必须做好很详细的施工调查报告，要根据隧道工程的大小、洞口的地形特点、废弃物的位置以及水源等情况结合工期要求、劳动力的安排、机械设备的安排等制定施工方案、施工步骤，绘制整体的场地施工图。对于比较长的隧道，测量是工作的关键。在开工前，首先就要先测量设计中线，并且在山顶布设导线网来联系进出洞口的方向，以便达到设计的精度，进出口的高度进行复测之后，采用统一的高程。施工中在洞内布设导线，建立中线和导线相互控制，要在洞内点引出洞外和导线的联系，进行检测的复核。贯通后进行洞内与洞外的闭合测量，以此来确保隧道中线精度的要求。

注意围岩塌方前兆的变化。围岩的变形和破坏、失稳和塌方，是一个从量变到质变的过程，在量变的过程中，一定会在围岩工程地质以及水文地质的特征以及岩石力学这些方面有所表现，有一定的征兆性。所以，要根据这些征兆来预测围岩是否有一定的稳定性，并且进行地质预报，这样才能保证施工的安全，有效防止了隧道的塌方。

1、隧道口的施工方法

隧道洞口的土石方开挖前，要先清除边仰坡上的浮土、危石，做好仰坡的施工排水设施，以防止地表水冲刷而造成边仰坡失稳的现象。在与暗洞交接的约7m的地方开挖到隧道上断面的标高，来作为隧道进洞的施工平台。明洞段可以采用拱部明挖，内边墙的暗挖方法是边墙垂直开挖。明洞的开挖完成后，在明、暗洞交界处的地方开挖线外侧约22cm，洞外预留4m的长度，并将洞外预留钢管工字钢打入砼中，最后施作明洞衬砌。

2、洞身的开挖

洞身开挖将根据围岩情况采用不同的施工方法，这里简单介绍几种方法：

第一，中隔墙法施工：要根据围岩地质的超前预报以及对于掌子面围岩的观察分析，要进行必要的超前支护，接着就可以进行中隔墙法的施工，施工的顺序可以是这样，先挖开左侧的洞室，做好初期的支护工作，再挖开右侧洞室，也做好初期支护工作，这样就形成 整体主要的承载结构，然后再实施防排水措施以及浇筑仰拱和回填，最后拆除中隔墙所铺设的防水层，整体的浇筑衬砌。

第二，环形式留核心土开挖法：环形式留核心土法也就是对开挖断面按起拱线的位置来分成两个台阶，上台阶在开挖时，预留断面核心土，沿环形用人工风镐开挖，遇有孤石时采用松动爆破清除。

第三，长台阶法：掏槽眼采用双临空(也叫台阶法)或三临空(也是全断面)形式，光面爆破采用塑料导爆管、非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。

3、衬砌施工

规范的衬砌应该是仰拱衬砌混凝土施工，衬砌紧随其后，在实际的施工中，隧道的掘进速度远远快过衬砌的速度，并且进场的时候，衬砌台车就滞后，前后的距离会越拉越大，加大了初期支护的安全隐患[2]。所以施工时应该准备好二衬台车、搅拌等设备，防止初期支护时间过长，未来得及衬砌造成变形过大而坍塌。衬砌的质量一定要做到内实外美，主要是在密实度、厚度、外观感和防水效果方面。施工中的测量自然要成为重点，但是在开挖隐蔽工程的检查中除去支护的质量外，还必须重视所挖开的净空，另外，制作拱架的模型也得试拼。不管在什么情况下，衬砌净空是需要保证的，要考虑施工和测量的误差。衬砌净空是竣工验收时一定会检测的一个项目，所以施工时一定要注意。这些工作都要认真谨慎、马虎不得。

总结：总而言之，开凿隧道是山区道路建设中很重要的一个环节，在隧道施工前应该做好现场的调查工作，在实施的过程中，也要严格按照并控制施工的质量，遵守操作的规范和规程，并做好材料试验的工作。在施工中要做好技术交底的工作，还有质量、技术以及安全等各方面的工作，确保工程质量并坚持文明、安全施工。

参考文献：

[1] 朱汉华.公路隧道设计与施工新法[M].北京人民交通出版社,2002，（05）：19—20

[2] 闫志刚.浅谈隧道安全施工管理及措施[J].山西建筑.2007，(10):32—33