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)，探討了不同圍巖級別段的施工方法、施工工序及施工要點。文章結(jié)合工程實例，對小凈距隧道的施工實踐進行了詳細分析，通過理論分析與實際案例的結(jié)合，可為小凈距隧道施工技術(shù)的進一步研究與應(yīng)用提供一定參考價值。

關(guān)鍵詞 隧道工程；小凈距隧道；施工技術(shù)

中圖分類號 U455 文獻標識碼 A 文章編號 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)出獨特的優(yōu)勢與應(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，其施工過程對圍巖穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、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及關(guān)鍵技術(shù)等方面入手，結(jié)合工程實例與理論分析，對小凈距隧道施工技術(shù)進行全面剖析與探討，研究成果以期為相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員提供有價值的參考與借鑒。

1 工程概況

某長8 130 m的隧道，其起點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)因河流的強烈侵蝕作用，地形異常險峻。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到了1 317 m。

進口段兩洞之間的最小距離維持在12 m。針對地質(zhì)條件較為復(fù)雜的V級圍巖區(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)坑法進行精細開挖。而對于地質(zhì)條件稍好的Ⅳ級圍巖段，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

2.1 中夾巖柱的保護

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。嚴格控制爆破參數(shù)，將先開挖隧道襯砌處的振動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)，減少振動波的疊加效應(yīng)。

2.2 及時進行洞頂、洞內(nèi)監(jiān)控量測及隧道超前地質(zhì)預(yù)報

建立完整的監(jiān)控量測系統(tǒng)，對洞頂下沉、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壓力等進行實時監(jiān)測。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時分析，掌握圍巖和支護結(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，對掌子面前方的地質(zhì)情況進行超前預(yù)報。通過預(yù)報結(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開施工。具體錯開距離根據(jù)圍巖條件、施工能力和施工機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)具體情況進行適當調(diào)整。

2.4 襯砌仰拱及時跟進

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

3 不同圍巖級別段的施工方法和工序

3.1 IV級圍巖施工

在隧道開挖前，進行超前支護，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。超前支護完成后，進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，對拱部及中夾巖柱進行錨噴支護，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。

在上部開挖和支護完成后，進行先行隧道的下部開挖。對先行隧道的邊墻、中夾巖柱等部位進行進一步的支護加固，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)管對中夾巖柱進行注漿加固。注漿過程中應(yīng)控制注漿壓力和注漿量。

完成上述支護措施后，進行先行隧道的灌注混凝土施工。同時鋪設(shè)防水板以防止?jié)B水，最后進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，應(yīng)嚴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)控量測結(jié)果和超前地質(zhì)預(yù)報信息，及時調(diào)整支護參數(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級圍巖

作為臨時支護的主要組成部分，采用C20強度等級的混凝土進行噴射作業(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來自圍巖的荷載，維護隧道開挖面的穩(wěn)定。針對洞內(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度和整體性。特別針對中夾巖區(qū)域，同樣采用φ42 mm注漿小導(dǎo)管進行加固處理。

（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)施工機械、支護能力和地質(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)整為臺階預(yù)留核心土法施工。臺階預(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，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間，降低圍巖失穩(wěn)的風險。

（3）臨時支護拆除

由于側(cè)壁臨時支護通常采用噴錨支護形式，其強度和剛度相對有限，主要起臨時支撐作用。在外側(cè)壁開挖時，這些臨時支護需要被拆除，以便進行下一步的開挖和支護作業(yè)。拆除過程中避免對既有結(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對相鄰結(jié)構(gòu)和施工人員的影響，需要嚴格控制二襯與兩洞爆破掌子面的安全距離。這個距離應(yīng)通過振動測試結(jié)果來確定，保證在爆破作業(yè)中產(chǎn)生的震動不會對隧道結(jié)構(gòu)和施工安全造成威脅。同時，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對相鄰隧道的影響。將振動最大的爆破作業(yè)遠離中夾巖進行，減少對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)計尺寸在平整的場地上放出1∶1大樣，把整榀鋼架分5個A單元、2個B單元、2個C單元、1個D單元，并焊好連接鋼板，鋼板的焊接準確周正，孔眼對應(yīng)，工字鋼緊密焊接在鋼板上，焊縫等級為二級，鋼板間的接觸面采用噴砂的處理方式，連接采用高強螺栓，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)外交錯布置，其兩端與鋼架焊接在一起[1]。使用前將各單元編號預(yù)拼，無側(cè)彎、扭曲、錯臺、變形等缺陷，方可使用。以Ⅳ級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：測量精度嚴格要求，架設(shè)完成后進行復(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)墊板以增強支撐力，防止因承載而沉降，必要時還應(yīng)采用混凝土對基底進行加固處理。

鎖腳加固措施：臨時拱腳加固采用直徑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，實現(xiàn)鋼架的有效鎖定。錨桿安裝時，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。

連接工藝強化：鋼板對接需精確對正，并使用高強度螺栓緊固連接。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，形成強大的整體支護體系?？v向連接筋則采用內(nèi)外交錯布置，構(gòu)建成穩(wěn)定的桁架結(jié)構(gòu)，節(jié)點設(shè)計為不可活動鉸接，以增強抗扭性能，進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，實現(xiàn)有效分散。型鋼鋼架的加工應(yīng)采用冷彎工藝，嚴禁使用氣割、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)量達標。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)點設(shè)置按設(shè)計要求設(shè)置，也可根據(jù)開挖方法適當調(diào)整，但節(jié)點調(diào)整不宜超過±1.5 m，嚴禁隨意增加單元數(shù)、設(shè)置節(jié)點，嚴禁在拱頂正中設(shè)置節(jié)點；鋼架單元連接必須按照設(shè)計采用螺栓（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

對于開挖輪廓面的支護設(shè)計，采用φ8 mm規(guī)格的雙層鋼筋網(wǎng)進行加固，其布臵嚴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，形成一個穩(wěn)固的支護體系。在施工過程中，首先進行初噴混凝土作業(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：

貼合巖面鋪設(shè)：鋼筋網(wǎng)緊密貼合被支護的圍巖面，初噴一層混凝土后進行，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，形成有效的保護層，尤其在水潤區(qū)域，保護層厚度應(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)場安裝，還能減少現(xiàn)場加工帶來的誤差和安全隱患。

精細噴射工藝：在噴射混凝土?xí)r，采用精細化施工工藝，縮短噴頭與受噴面之間的距離，并根據(jù)實際情況調(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、均勻的混凝土層，提高支護結(jié)構(gòu)的整體強度和耐久性。

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，支護結(jié)構(gòu)的承受力更加復(fù)雜，因此必須采取有效的支護和加固措施。這包括噴射混凝土、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、安裝型鋼拱架等，以提高支護結(jié)構(gòu)的強度和剛度。在施工過程中，應(yīng)加強對隧道圍巖、支護結(jié)構(gòu)、爆破振動等方面的監(jiān)測，及時收集和分析數(shù)據(jù)，以判斷圍巖和支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖1 IV級圍巖小凈距鋼架圖

參考文獻

[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機理與變形控制[J].蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2024（3）：25-29.