探讨公路隧道机械化配套快速施工技术

探讨公路隧道机械化配套快速施工技术

文思

四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司 四川成都  610000

摘要：随着我国经济的发展，基础设施的建设也随之而发展起来，在众多基础建设设施中，公路设施是其中占比较大的一种设施[1]。在公路设施的建设中，当前面临着的问题是关于公路隧道的机械化配套快速施工技术。由于在常规公路隧道机械化施工中，施工效率对于工期的影响极大，因此，引入机械化的快速施工技术是很有必要的。本文基于此，将展开对于公路隧道机械化配套快速施工技术的探究，并阐述传统公路隧道施工技术的不足之处。

关键词：公路隧道；机械化配套快速施工技术；施工效率

引言：公路隧道机械化配套快速施工技术是一种基于机械化配套设备来应用的施工技术，在过去由于技术的落后，导致了我国很长一段时间没有机械化的设备，也意味着施工效率得不到提升。机械化配套的快速施工技术在基于基本的施工要求以及传统施工技术不足而诞生的，接下来将做相关内容的详细阐述。

1. 公路隧道机械化配套快速施工技术的基本要求

1.1开挖面的要求

公路隧道一般是从山体中间开凿，从而形成一道完整的隧道体，由于受到了山体地质因素的影响，所以公路隧道的开挖需要满足一定的施工要求。一般开凿的隧道需要满足曲线形状，最为坚固的结构是呈现半圆形，这在设计图纸上是有精密的公式得以呈现的。开挖的断面需要保障表面平整，且挖掘误差要控制在5cm以内，若是挖掘的误差过大就会导致山体的坍塌，即使挖掘的误差过大不会导致山体的坍塌，也会导致对于后续隧道的加工耗费更多的混凝土。在工程施工上，对于隧道挖掘不到位或者超前挖掘等情况分别称为欠挖和超挖。因此，控制好开挖面的形状、精度是很有必要的[2]。

1.2石渣大小满足运输要求

  在对于隧道进行挖掘后，产生的石渣需要控制好其大小，由于石渣的运输需要利用人工或者机械的方式来进行运输，但石渣过大就会导致运输工具的运载体积不能最大程度上的运用。但同时，石渣的大小也不能太小，石渣太小第一是会导致施工人员的工作难度加大，同时石渣过小，会导致石渣后续的应用效果得以失效。

1.3要求挖掘速度

  在进行公路隧道施工时，对于隧道的挖掘速度具有一定的要求。对于隧道挖掘速度的要求一般取决于整个施工项目工期的时长所决定。在对隧道进行完挖掘工作后，还会进行测量、浇灌等工序。倘若在开工的初期，隧道的挖掘工作耗费了太多的时间，这就会导致后续的施工受到很多因素的影响。部分施工人员会因为赶工期等原因导致后续的测量、浇灌混凝土出现部分差错。为了使得了每一个施工流程得到相应的保障，就需要要求每一个环节的施工时间得到控制，对于这一项施工流程的时间控制，一般在设计时就会予以其一定的考虑，所以，若是没有意外的情况下，挖掘速度就不会受到影响。

2. 传统的公路隧道施工技术以及其不足之处

公路这一项基础设施的诞生时间较长，在过去受到了技术层面的影响下，限制了挖掘速率。在这种情况下，工程师发明了几种挖掘方法，能够很好地解决公路隧道的施工问题。但同时，受到了时代的局限性，导致了这些施工方法的一些不足之处得以显现出来。下文将对其中几项技术予以介绍和阐述。

2.1全断面挖法以及台阶挖法

  全断面挖法是指按照设计断面的要求一次性基本开挖成形的挖掘方式，此种挖掘方式主要适用于一些山体结构比较稳定，同时山体材料比较坚固的隧道开采之中。但在一般的公路隧道之中，很少有山体满足以上的条件，这也意味着此种挖掘方法的应用范围比较狭窄[3-4]。同时，采用全断面挖法应用的公路隧道中，依然还需要施加部分的加固和支护，全断面挖法是适用于1-3级围岩或者是中小跨度隧道。对于台阶挖法来说，台阶挖法首先需要开始挖掘上半断面，先挖掘上半断面是需要保障整个隧道的稳定，在挖掘玩上半断面后，再进行下半断面的挖掘。此种挖掘方式应用效果比较好，能够很好地应用在山体结构不稳定的隧道中，在众多公路隧道的开采当中，此种方法应用比较广泛。但此种挖掘方法仅仅适用于3-5级的围岩中，之所以此种施工方法得到了广泛的应用，是由于在当前中国的公路隧道中，处于3-5级的围岩隧道比较多。但此种方法依然需要借助支护和加固来运行，这对于施工人员的要求极高，稍有不慎就会出现超挖和欠挖的现象。

2.2环形开挖预留核心土法

环形开挖预留核心土法顾名思义，这就是一种采用环形开挖的方法，先将上台阶挖掘形成一个环形结构，由于环形结构具有稳定性，再予以其一定的加固，其次，对于环形开挖出来的形状进行基本的加固，保障了环形结构的稳定性后，再对剩下的核心土层进行加工。此种方法适用于4-5级的围岩中，由于设计和结构的影响，导致了每次开挖长度需要控制在0.5-1m之间，且核心土面积不应该小于整个断面的50%。此种施工方式同样对于施工人员的要求极高，虽然0.5-1m的开挖长度在理论上很好地得以控制，但实际上，此种施工方式的运行过程中，还会受到很多因素的影响，例如山体的结构以及材料等

[5]。

3. 机械化配套快速施工技术的应用

介绍完公路隧道的挖掘方法和施工方式之外，在铁路的公路隧道之中还需要进行一些支护和防护工作[5]。支护和防护工作主要是对于挖掘断面喷洒混凝土，当混凝土得以凝固后，就能达到相应的效果。但是传统的人工喷洒混凝土方式会受到很大程度上的限制，长期以来就会导致施工人员产生较多的病症。机械化配套的快速施工技术在此方面的应用主要有混凝土湿喷机械手，这种技术就是通过机械来代替人工，从而避免了施工人员在传统喷洒过程中受到的影响。通过机械手来喷洒混凝土大大降低了施工人员的劳动强度，同时也提升了工作效率，提升了工作效率这也意味着工期的缩短。虽然此种施工技术的前期运营成本较高，但是一旦此种施工技术得以应用，会减少人工施工的部分费用，这对于施工的甲方十分友好。混凝土湿喷机械手每个小时的作业效率能够达到30立方米左右，而传统人工的混凝土喷洒效率远不及此种方式的一半[6]。最重要的是，在施工中，由于隧道结构的影响，部分结构会出现死角，人工施工难以将混凝土喷洒到上面去，就意味着施工会出现差错。但是借助此种机械化配套的技术来说，就能很好地解决这其中的问题。目前，此种新型的施工技术应用比较广泛，在当前很多的建设集团中均有应用，在对于公路隧道的施工中起到极大的现实意义[7]。

4. 结语

公路隧道的开采意义巨大，公路隧道的出现解决了常规的盘山公路所面临的各项问题。虽然公路隧道此种施工思路的诞生解决了盘山公路面临的问题，但同样公路隧道也会面临着一些工期长、施工难度大的各项问题。随着科学技术的发展，部分机械配套的解决方案得以诞生，尤其是体现在公路隧道的施工中。本文介绍了当前公路隧道施工中常用的一种施工技术，此种施工是借助机械化的模式来解决当前的很多问题。同时，此种方式也具有效能高、费用低廉以及解决人工施工不能解决的某些问题。在未来，类似于混凝土湿喷机械手的设备将会继续诞生出来，这将会解决当前公路隧道施工中的很多问题。

参考文献：

[1]李秉海，谭杨辉，李光明，冯国利，丁辰昱，刘济遥.高速铁路Ⅳ级围岩大断面隧道快速施工技术探索与应用[J].西部探矿工程，2019,31(03):180-183.

[2]张光明，邓君，吕虎.隧道仰拱作业区快速施工技术[J].机电工程技术，2021,50(07):179-180+193.

[3]李秉海，谭杨辉，李光明，冯国利，丁辰昱，刘济遥.高速铁路Ⅳ级围岩大断面隧道快速施工技术探索与应用[J].西部探矿工程，2019,31(03):180-183.

[4]张光明，邓君，吕虎.隧道仰拱作业区快速施工技术[J].机电工程技术，2021,50(07):179-180+193.

[5]聂亮, 陈行. 沿江高速公路隧道大型机械化配套施工方案探讨[J]. 四川建筑, 2021, 41(4):3.

[6]吴梦军, 吴庆良. 山岭公路隧道机械化施工现状与展望[J]. 重庆交通大学学报：自然科学版, 2020, 39(3):8.

[7]黄维科, 陈加宝, 张利斌,等. 龙昌公路隧道Ⅳ级围岩大断面机械化施工技术[J]. 隧道建设（中英文）, 2020, 40(8):8.