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【摘 要】 公路隧道施工在国际和国内市场应用的极为普遍，但在高原地区受极地气候影响，每年雨、雪期长，有效的工作时间短，本文旨在通过对四川雅砻江仁达左岸过坝交通工程快速进洞施工，优化明暗段开挖支护、仰拱和二衬施工工艺顺序进行研究，保证工程质量与施工进度，为类似项目的工程施工积累施工经验，提供技术支持。
【关键词】 公路隧洞工程；建设技术
1、概述
仁达水电站位于四川省甘孜州新龙县大盖乡上游约6km左右河段内，仁达水电站坝址距离新龙县城约63km，距离甘孜县城约53km，距离理塘县城约243km。
仁达水电站坝高约140m，初拟正常蓄水位3285m，正常蓄水位以下库容约1.99亿m3，调节库容0.25亿m3，装机容量400MW。
仁达水电站高线过坝交通工程布置于电站坝址左岸区域路线于电站下坝址下游约1000m处顺接既有S217线，经约750m的展线爬坡，在适当位置设过坝隧道绕避电站枢纽设施，至电站坝址上游约700m处沟口出洞。
四川省雅砻江仁达水电站左岸高线过坝交通工程，标段合同范围为隧道段，起止桩号为K0+752.00～K2+427.00，隧道全长1675m。
隧道主要技术指标如下：
其余技术要求参照国家及交通部现行有关标准、规范执行。
2、立项研究背景
雅砻江仁达水电站左岸高线过坝交通洞施工区地处四川甘孜州新龙县境内，隧洞海拔高度超过3200m，属于青藏高原亚湿润气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。据新龙县气象站实测资料统计，多年平均降水量为618.3mm，雨季（5～10月）降水量为576mm，占全年的93.2%。多年平均年蒸发量为951.8mm（20cm口径蒸发皿）。多年平均相对湿度值为56%，最小值为0%。多年平均气温为7.5℃，极端最高气温为33.6℃，极端最低气温为-19.2℃。
本项目交通洞全长1.67km，衬砌后建筑界限9m×5m（宽×高），进口段为土夹石覆盖层边坡，洞轴线与开挖边坡夹角约55°，设计施工程序为先完成洞门，再进洞洞挖施工。但由于前期征地和高原冻土影响，总工期滞后约3个月，为确保业主2013年年底全线贯通目标，我部将对传统的进洞施工程序和工艺进行研究，调整施工程序，先进行洞挖施工。
为此，通过本项目的施工研究，优化明暗段开挖支护、仰拱和二衬施工工艺顺序，保证工程质量与施工进度。同时，为后续类似项目的工程施工积累施工经验，提供技术支持。
3、采取的方法和措施
3.1进洞施工和洞口段初期支护
2013年3月对仁达水电站过坝交通洞进、出口边仰坡按照设计图纸进行了开挖和系统支护。系统支护结束后，进行明洞段施工。
（1）明洞段施工
明洞偏压段按照设计隧道轴线，采取型钢拱架+超前小导管+系统锚杆+网喷+石渣反压的综合支护方式衬护。
系统支护参数：
I18工字钢机械液压冷弯成型；
超前小导管Φ42×4mm，L=4.5m，拱部120°范围布置，环向间距35cm，纵向间距2.4m；
系统锚杆采用Φ22砂浆注浆锚杆，L=3.5m，环向间距1.0m，纵向间距60cm，梅花形布置；
钢筋网采用双层布置，环向Φ8×纵向Φ8，网格间距均为20cm；
喷射混凝土C25。
石渣反压采用液压反铲填筑，全站仪连续观测进行调整。
（2）暗洞段施工
明洞段施工结束，经连续观测拱架无变形后，即可进行暗洞施工。
进洞V级围岩采取开挖一段、初期衬护一段的方式施工。考虑总体施工进度问题，开挖和支护采用全断面掘进方式施工，单循环进尺约1.0～1.5m。支护参数同明洞段。
3.3洞口段二次衬砌
进入夏季，待骨料加工系统和混凝土生产系统建成验收后，即开始顺序进行仰拱和二期衬砌施工。
（1）仰拱施工
仰拱施工首先清理仰拱底面浮渣，并用水泵排除积水；检查隧道仰拱底标高，各项指标合格后方可绑扎钢筋立模。
钢筋在加工厂加工，由载重汽车运至施工部位，人工搬运、绑扎；模板采用组合钢模板配样架；混凝土由拌和站供应，9m3搅拌车运输和入仓，人工振捣。
仰拱混凝土全幅一次浇筑，仰拱砼初凝后，即可进行仰拱底部砼回填。
仰拱施工见图1。
（2）边顶拱施工
洞门二次衬砌采用钢模台车模筑。
钢筋在加工厂加工，由载重汽车运至施工部位，人工搬运、绑扎。施工时注意洞门端墙连接钢筋的预埋。
混凝土由拌和站集中供应，9m3搅拌车运输，泵机入仓，由下向上，对称分层浇筑，人工振捣。
3.3洞门混凝土施工
洞门采用组合钢模板分层分仓浇筑。施工时，先施作左侧混凝土挡墙，然后再进行二衬外片石混凝土回填。混凝土采用拌和站集中供应，9m3搅拌车运输，泵机入仓，由下向上，对称分层浇筑，人工振捣。
4、取得的成果
与原投标方案相比，优化，间接节省了骨料加工系统和混凝土生产系统建设工期1.5个月后，直接节省了洞门施工的直线工期1个月，共挽回工期2.5个月；但增加了约12m明洞段初期支护工程量（进口段10.5m、出口段1.5m）。综合节省经济成本约57万元。
经质量评定，分项工程优良率达到92.3%；未发生安全和环境事故。均满足预期控制目标。
5、存在的问题
（1）洞外相邻边坡的稳定问题
公路隧道合同标段划分一般是在洞口段向外延伸10～15m，相应此范围外边坡一般未要求进行永久支护。为确保施工期过往人员和设备临时放置安全，需进行适当的临时支护。
（2）钢拱架的变形监控
对于明洞段和明暗段均按照V级加强段围岩实施了安全监控量测。监控项目主要包括内外观察、拱顶下沉、净空变化、地表沉降，以及爆破振动等项目。
经综合比较，当满足下列条件后，可进行下循环作业。
①各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定。
②已产生的各项位移已达预计位移量的80%～90%。
③周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱项下沉速率小于0.07～0.15mm/d。
对于自稳性很差的围岩，当长时间达不到基本稳定条件，且初期支护的混凝土发生大量明显裂缝，及时施加复拱予以补强（二衬时拆除）。经观测，变形可达到预期收敛趋势。
（3）明洞段仰拱开挖时拱脚的处理
明洞段仰拱施作前须完成明暗相邻段的仰拱施工和二次衬护作业，以确保明洞段围岩稳定；本项目实施时搭接段是按6m控制（1/2段钢模台车长度）。
明洞段仰拱主要采用破碎锤辅助风镐进行开挖，靠近拱架基脚处，主要采用手持式风镐进行剥离，以控制钢拱架的穩定。
（4）明洞段二衬模筑
由于提前采用钢拱架进行了初期喷护，在进行二衬时，相对原投标方案无需在安装外模，直接可以采用钢模台车进行模筑。
为避免后期浇筑洞门时长时间占压钢模台车，在模筑前，台车封头模板应按照设计图纸结构尺寸，将洞门端墙一并提前进行施工。
（5）明洞反压段石渣的拆除
由于明暗段二衬已提前进行了施工，明洞段反压石渣采用2次拆除和浇筑，先完成外侧段，再进行与暗洞相接段的分层浇筑施工，以利于明洞段整体稳定。
6、结束语
通过以上科研成果分析，可以得出以下结论：
（1）对于公路隧道采取先进洞施工，后期再进行洞门衬砌是可行的。
（2）采用先初期支护进洞、再进行洞门衬砌的方案，仍需遵循相关规程规范和技术要求的处理原则，按照工艺细节要求逐步实施；实施过程中应加强监测量控，出现异常及时研究处理。
（3）对于其他地下洞室施工亦可按照前述原则进行施工。
【关键词】 公路隧洞工程；建设技术
1、概述
仁达水电站位于四川省甘孜州新龙县大盖乡上游约6km左右河段内，仁达水电站坝址距离新龙县城约63km，距离甘孜县城约53km，距离理塘县城约243km。
仁达水电站坝高约140m，初拟正常蓄水位3285m，正常蓄水位以下库容约1.99亿m3，调节库容0.25亿m3，装机容量400MW。
仁达水电站高线过坝交通工程布置于电站坝址左岸区域路线于电站下坝址下游约1000m处顺接既有S217线，经约750m的展线爬坡，在适当位置设过坝隧道绕避电站枢纽设施，至电站坝址上游约700m处沟口出洞。
四川省雅砻江仁达水电站左岸高线过坝交通工程，标段合同范围为隧道段，起止桩号为K0+752.00～K2+427.00，隧道全长1675m。
隧道主要技术指标如下：
其余技术要求参照国家及交通部现行有关标准、规范执行。
2、立项研究背景
雅砻江仁达水电站左岸高线过坝交通洞施工区地处四川甘孜州新龙县境内，隧洞海拔高度超过3200m，属于青藏高原亚湿润气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。据新龙县气象站实测资料统计，多年平均降水量为618.3mm，雨季（5～10月）降水量为576mm，占全年的93.2%。多年平均年蒸发量为951.8mm（20cm口径蒸发皿）。多年平均相对湿度值为56%，最小值为0%。多年平均气温为7.5℃，极端最高气温为33.6℃，极端最低气温为-19.2℃。
本项目交通洞全长1.67km，衬砌后建筑界限9m×5m（宽×高），进口段为土夹石覆盖层边坡，洞轴线与开挖边坡夹角约55°，设计施工程序为先完成洞门，再进洞洞挖施工。但由于前期征地和高原冻土影响，总工期滞后约3个月，为确保业主2013年年底全线贯通目标，我部将对传统的进洞施工程序和工艺进行研究，调整施工程序，先进行洞挖施工。
为此，通过本项目的施工研究，优化明暗段开挖支护、仰拱和二衬施工工艺顺序，保证工程质量与施工进度。同时，为后续类似项目的工程施工积累施工经验，提供技术支持。
3、采取的方法和措施
3.1进洞施工和洞口段初期支护
2013年3月对仁达水电站过坝交通洞进、出口边仰坡按照设计图纸进行了开挖和系统支护。系统支护结束后，进行明洞段施工。
（1）明洞段施工
明洞偏压段按照设计隧道轴线，采取型钢拱架+超前小导管+系统锚杆+网喷+石渣反压的综合支护方式衬护。
系统支护参数：
I18工字钢机械液压冷弯成型；
超前小导管Φ42×4mm，L=4.5m，拱部120°范围布置，环向间距35cm，纵向间距2.4m；
系统锚杆采用Φ22砂浆注浆锚杆，L=3.5m，环向间距1.0m，纵向间距60cm，梅花形布置；
钢筋网采用双层布置，环向Φ8×纵向Φ8，网格间距均为20cm；
喷射混凝土C25。
石渣反压采用液压反铲填筑，全站仪连续观测进行调整。
（2）暗洞段施工
明洞段施工结束，经连续观测拱架无变形后，即可进行暗洞施工。
进洞V级围岩采取开挖一段、初期衬护一段的方式施工。考虑总体施工进度问题，开挖和支护采用全断面掘进方式施工，单循环进尺约1.0～1.5m。支护参数同明洞段。
3.3洞口段二次衬砌
进入夏季，待骨料加工系统和混凝土生产系统建成验收后，即开始顺序进行仰拱和二期衬砌施工。
（1）仰拱施工
仰拱施工首先清理仰拱底面浮渣，并用水泵排除积水；检查隧道仰拱底标高，各项指标合格后方可绑扎钢筋立模。
钢筋在加工厂加工，由载重汽车运至施工部位，人工搬运、绑扎；模板采用组合钢模板配样架；混凝土由拌和站供应，9m3搅拌车运输和入仓，人工振捣。
仰拱混凝土全幅一次浇筑，仰拱砼初凝后，即可进行仰拱底部砼回填。
仰拱施工见图1。
（2）边顶拱施工
洞门二次衬砌采用钢模台车模筑。
钢筋在加工厂加工，由载重汽车运至施工部位，人工搬运、绑扎。施工时注意洞门端墙连接钢筋的预埋。
混凝土由拌和站集中供应，9m3搅拌车运输，泵机入仓，由下向上，对称分层浇筑，人工振捣。
3.3洞门混凝土施工
洞门采用组合钢模板分层分仓浇筑。施工时，先施作左侧混凝土挡墙，然后再进行二衬外片石混凝土回填。混凝土采用拌和站集中供应，9m3搅拌车运输，泵机入仓，由下向上，对称分层浇筑，人工振捣。
4、取得的成果
与原投标方案相比，优化，间接节省了骨料加工系统和混凝土生产系统建设工期1.5个月后，直接节省了洞门施工的直线工期1个月，共挽回工期2.5个月；但增加了约12m明洞段初期支护工程量（进口段10.5m、出口段1.5m）。综合节省经济成本约57万元。
经质量评定，分项工程优良率达到92.3%；未发生安全和环境事故。均满足预期控制目标。
5、存在的问题
（1）洞外相邻边坡的稳定问题
公路隧道合同标段划分一般是在洞口段向外延伸10～15m，相应此范围外边坡一般未要求进行永久支护。为确保施工期过往人员和设备临时放置安全，需进行适当的临时支护。
（2）钢拱架的变形监控
对于明洞段和明暗段均按照V级加强段围岩实施了安全监控量测。监控项目主要包括内外观察、拱顶下沉、净空变化、地表沉降，以及爆破振动等项目。
经综合比较，当满足下列条件后，可进行下循环作业。
①各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定。
②已产生的各项位移已达预计位移量的80%～90%。
③周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱项下沉速率小于0.07～0.15mm/d。
对于自稳性很差的围岩，当长时间达不到基本稳定条件，且初期支护的混凝土发生大量明显裂缝，及时施加复拱予以补强（二衬时拆除）。经观测，变形可达到预期收敛趋势。
（3）明洞段仰拱开挖时拱脚的处理
明洞段仰拱施作前须完成明暗相邻段的仰拱施工和二次衬护作业，以确保明洞段围岩稳定；本项目实施时搭接段是按6m控制（1/2段钢模台车长度）。
明洞段仰拱主要采用破碎锤辅助风镐进行开挖，靠近拱架基脚处，主要采用手持式风镐进行剥离，以控制钢拱架的穩定。
（4）明洞段二衬模筑
由于提前采用钢拱架进行了初期喷护，在进行二衬时，相对原投标方案无需在安装外模，直接可以采用钢模台车进行模筑。
为避免后期浇筑洞门时长时间占压钢模台车，在模筑前，台车封头模板应按照设计图纸结构尺寸，将洞门端墙一并提前进行施工。
（5）明洞反压段石渣的拆除
由于明暗段二衬已提前进行了施工，明洞段反压石渣采用2次拆除和浇筑，先完成外侧段，再进行与暗洞相接段的分层浇筑施工，以利于明洞段整体稳定。
6、结束语
通过以上科研成果分析，可以得出以下结论：
（1）对于公路隧道采取先进洞施工，后期再进行洞门衬砌是可行的。
（2）采用先初期支护进洞、再进行洞门衬砌的方案，仍需遵循相关规程规范和技术要求的处理原则，按照工艺细节要求逐步实施；实施过程中应加强监测量控，出现异常及时研究处理。
（3）对于其他地下洞室施工亦可按照前述原则进行施工。