0516;腾文教育刘;陈明佳;论高速公路隧道施工技术前景.doc

论高速公路隧道施工技术前景 摘要： 本文通过对高速公路隧道一些关键施工技术的介绍，从其发展的过程及技术的优缺点上进行分析，展望了隧道施工技术的发展趋势和广阔前景。 关键词：高速公路隧道；喷射混凝土法；施工方法；信息化设计与施工；前景 公路建设一直是国家基础建设的重点。上世纪，我国建设的交通线绝大部分是穿越平坦地形，只有少量穿越山体。随着我国隧道设计、施工水平的提高，高速公路蓬勃兴建，隧道长度在交通线路长度的比例上将越来越大，高速公路隧道施工技术前景十分广阔。 一、高速公路隧道施工技术的现状 目前我国在隧道施工机械化施工水平尚有了很大的提高，采用了大型全液压钻孔台车和全断面掘进机，已普遍推广使用双层复合式衬砌，施工方法上从传统的矿山法逐步过渡到新奥法，以量测信息指导并调整施工。分析隧道结果内力的方法已经从结构力学计算转到依据镇分析的方式用计算机计算，并进一步应用有限元、数值流形等方法进行分析。应当指出，尽管近年来的隧道工程建设取得了一定的成绩，但是还是存在许多的问题及不足。从总体上来看，隧道的结构还比较粗大厚实，施工环境恶劣，工人的劳动强度还很大，环保意识不足，工程进度不够快和工程造价较高。因此还有许多的地方需要改进。 二、喷射混凝土法的发展 在隧道建设中喷射混凝土法占有很高比例。喷射混凝土领域的发展得到了长足的发展，近年来机械手敷设湿喷混凝土技术的广泛使用逐渐代替了人工敷设混凝土的主导地位，湿喷混凝土也变得日益的重要。目前湿喷混凝土的敷设量已达到20立方米/小时，最初强度令人满意，最终强度高而且比较可靠。相比之下干喷混凝土敷设量只有6—8立方米/小时。另外，喷射混凝土几乎不会产生对环境有害的粉尘以及洗提液，这样的话，对隧道中排水管的影响就微乎其微。在将来更多隧道的混凝土喷射中将不再使用普通水泥以及速凝剂，而是逐渐取代为对环境有利的低碱性和低浸滤配方。以后的发展方向将会是不带有添加速凝剂的以喷射混凝土水泥作为完美喷射粘合剂。由于新的处理技术的使用，在根本上减少了干喷混凝土所带来的粉尘问题。在这个新的处理技术中，所有配料以及混合技术都是很重要的，其中包括了工厂预拌的部分以及施工现场筒仓操作的部分。由于较低的回弹提高了经济效益，而其大大减少了粉尘以及腐蚀的危害，这些重要的方法都起到了对掘进施工人员健康的很好的保护。 在国外，日本和德国通过对高性能喷混凝土的研究及发展，已经成功地克服了多孔材料透水性和耐久性方面上的一些缺陷，他们利用高强度喷射混凝土来减少隧道的开挖面积从而减少了隧道的总成本，逐渐形成了最佳的喷混凝土支撑系统。在国内，成都某科研单位也研制成功TK96—1型湿式喷浆机，从而将钢纤喷混凝土应用在单层隧道衬砌上。 三、高速公路隧道施工方法的发展 高速公路隧道施工的方法可以分为明挖法和暗挖法两大类，其中明挖法是采用先将地面挖开，即在露天情况下修筑隧道结果，然后再进行覆盖回填。暗挖法是采取不挖开隧道上面的地层，而是在地下进行开挖和修筑隧道结构，其中暗挖法可以划分为矿山法、盾构法以及隧道掘进机法等。 高速公路隧道施工技术中，新奥法技术在长时间内仍将得到广泛的应用，而挪威法也会得到迅速的推广，并能够较好地弥补新奥法的不足之处。钻爆法和全断面掘进机法也将在长时间内共存，不过后者的应用比例会进一步的得到提高，而且在较长时间后有可能完全取代钻爆法施工。 新奥法 山岭道路隧道一般采用矿山法施工，而新奥法是矿山法中的最常用、最重要、最有效的施工方法。 新奥法是奥地利施工方法（New Austrian Tunneling Method, NATM）的简称，新奥法应用“岩承理论”，从对围岩自稳能力的维护和利用上作为出发点，适时进行喷锚支护，来控制围岩的变形和松弛，这样就行成了围岩--支护复合承载结构，来共同支承围岩的压力；通过对围岩位移的观测，及时地反馈围岩--支护复合承载结构的力学动态，为二次支护提供适当的构筑时机；同时通过检测信息来指导隧道与地下工程的设计以及施工。其与传统施工方法的区别主要在于传统方法认为巷道围岩是一种载荷，应该使用厚壁混凝土来加以支护松动的围岩。而新奥法则认为围岩是承载构建的一部分，所以，施工的时候应当力求全断面掘进，尽量避免对周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。新奥法注重减少对围岩的震动，来保证其整体性，同时注重围岩表面的平滑，以防止应力局部集中。新奥法将锚杆、喷射混凝土进行适当组合，这样衬砌层就比较薄，通过锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使得喷射层和围岩结合紧密，形成的围岩—支护系统最大限度的利用了围岩本身的承载力。新奥法的施工中为了保护围岩自身的承载能力，可以通过构筑防水层、围岩巷道排水；对断面形状尺寸合理选择；为支护留变形余量；在开巷后及时做好支护、封闭围岩的措施。 挪威法 挪威法（No